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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年人教A版选修3化学上册阶段测试试卷669考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、下列说法中正确的是()A.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B.1s22s12p1表示原子的激发态C.s-sσ键与s-pσ键的电子云形状相同D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱2、已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据下表所列数据判断;下列说法错误的是()
。元素。
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素X的常见化合价是+1价B.元素Y是第ⅢA族元素C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XClD.若元素Y处于第三周期,则它可与冷水剧烈反应3、若X、Y两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是A.X、Y只能是离子B.若X提供空轨道,则配位键表示为X→YC.X、Y分别为Ag+、NH3时形成配位键,Ag+作配体D.若X提供空轨道,则Y至少要提供一对孤电子对4、下列描述正确的是。
①CS2为V形的极性分子②ClO3-的立体构型为平面三角形。
③SF6中有6对完全相同的成键电子对④SiF4和SO32-的中心原子均采用sp3杂化A.①③B.②④C.①②D.③④5、类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是A.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3B.CO2与Ba(NO3)2溶液不反应,SO2与Ba(NO3)2溶液也不反应C.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr6、有关晶体的叙述中正确的是A.在SiO2晶体中,由Si、O构成的最小单元环中共有8个原子B.在28g晶体硅中,含Si-Si共价键个数为4NAC.金刚石的熔沸点高于晶体硅,是因为C-C键键能小于Si-Si键D.镁型和铜型金属晶体的配位数均为127、下列说法错误的是()A.分子的许多性质与分子的对称性有关B.石墨晶体具有金属键的特性C.离子晶体中的化学键可能有方向性和饱和性D.氯化钠晶体中与Na+距离最近且相等的Na+有6个8、实验室常用氟化钙固体和浓硫酸混合加热制HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。下列关于该反应的说法错误的是A.该反应利用了浓硫酸的酸性和难挥发性B.CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数之比为1:2C.影响H2SO4和CaSO4熔点的作用力不同D.HF是极性分子且分子极性强于HC19、下列对一些实验事实的理论解释正确的是。
。选项。
实验事实。
理论解释。
A
N原子的第一电离能大于O原子。
N原子半径更小。
B
C的电负性比Si大。
C-C共价键强。
C
金刚石的熔点高于钠。
金刚石的原子化热大。
D
Al2O3的熔点高。
晶格能大。
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)10、按要求完成下表:。元素符号核电荷数原子简化的电子排布式P15______K19______Ge32______Zn30______Cr24______11、I.将少量CuSO4粉末溶于盛有水的试管中得到一种天蓝色溶液;先向试管里的溶液中滴加氨水,首先形成蓝色沉淀。继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体。
(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)写出蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式______________。
(4)得到的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶体中Cu2+与NH3之间的化学键类型为_____________,该晶体中配体分子的空间构型为_______________________。(用文字描述)
II.含Fe元素的物质在生产生活中有重要的用途。回答下列问题:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心离子是________,配体是_________,配位数是_________。
(2)某个(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示:
①该分子中N原子的杂化方式为________、________。
②请在图中用“”标出的配位键。_____
(3)Ge,As,Se元素处于同一周期,三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为__________________。
(4)的酸性强于的原因是_________________________________________。12、水是生命之源;它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为_________
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒______(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。
下列对上述过程的描述不合理的是______
A.氧原子的杂化类型发生了改变。
B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变。
D.微粒中的键角发生了改变。
(4)下列是钠;碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。
与冰的晶体类型相同的是______(请用相应的编号填写)
(5)将白色的无水CuSO4溶解于水中;溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝。
色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式:_______。13、(1)将等径圆球在二维空间里进行排列;可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第________周期第__________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________。14、(15分)周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,Y基态原子的p电子数比s电子数少1个,Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子,T与Z同主族,W基态原子的M层全充满,N层只有一个电子。回答下列问题:
(1)Y、Z、T中第一电离能最大的是____(填元素符号,下同),原子半径最小的是____。
(2)T的原子结构示意图为____,W基态原子的电子排布式为____。
(3)X和上述其他元素中的一种形成的化合物中,分子呈三角锥形的是____(填化学式);分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是____(填化学式;写一种)。
(4)T与Z形成的化合物中,属于非极性分子的是____(填化学式)。
(5)这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1:1型的配合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子的结构如图所示。该配合物的化学式为____,阳离子中存在的化学键类型有____。
评卷人得分三、原理综合题(共5题,共10分)15、用Cl2生产含氯有机物时会产生HCl,利用反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)可实现氯的循环利用。完成下列填空:
(1)上述反应若在固定体积的密闭容器中发生,能说明反应已达平衡的是_________(选填序号)。
a.2ν(HCl)正=ν(Cl2)逆b.体系压强不再改变。
c.混合气体密度不变d.K=
(2)二氯化二硫(S2C12)可用作橡胶工业的硫化剂,它的分子结构与H2O2相似。下列有关说法不正确的是___(选填序号)。
a.S2C12分子中有4对共用电子对b.S2C12分子中没有非极性键。
c.S2C12分子中,S为+1价,Cl为-1价d.S2C12分子中各原子均为8电子稳定结构。
(3)已知X2(g)+H2(g)2HX(g)+Q(X2表示Cl2、Br2)如图表示上述反应的平衡常数K与温度T的关系。
①Q表示X2(g)与H2(g)反应的反应热,Q____0(填“>”;“<”或“=”)。
②写出曲线b表示的平衡常数K的表达式,K=_________________(表达式中写物质的化学式)。
(4)向新制的氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是()
A.氯化钙B.碳酸钙粉末C.二氧化硫溶液D.稀硫酸。
(5)若向氯化银沉淀中逐渐滴加HBr,会看到白色沉淀逐渐变为淡黄色沉淀现象,请用溶解平衡原理解释此现象____。
(6)已知BBr3与BI3的空间构型是平面三角形结构,则它们是____分子(填极性或非极性),且BBr3的沸点低于BI3,原因是____________。16、碳是地球上组成生命的最基本元素之一;与其他元素结合成不计其数的无机物和有机化合物,构成了丰富多彩的世界。碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X;Y、Z是常见的三种冠醚;其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并且随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
①Li+与X的空腔大小相近,恰好能进入到X的环内,且与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态碳原子核外有___种运动状态不同的电子,其外围电子轨道表示式为___。W中Li+与孤对电子之间的作用属于___(填标号)。
A.离子键B.共价键C.氢键D.配位键E.以上都不是。
②冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构,理由是___。
③冠醚分子中氧的杂化轨道的空间构型是___,C—O—C的键角___(填“>”“<”或“=”)109°28′。
(2)碳的一种同素异形体——石墨,其晶体结构及晶胞如图1、图2所示。则石墨晶胞含碳原子个数为___个。已知石墨的密度为ρg·cm-3,C—C键键长为rcm,阿伏加德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距d为___cm。
(3)碳的另一种同素异形体——金刚石,其晶胞如图3所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示,则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图___(从A~D图中选填)。
17、碳族元素的单质及其化合物在生产;生活中是一类重要物质。请回答下列问题。
(1)碳原子核外有__种不同运动状态的电子,第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为__,碳族元素外围电子排布的通式为__。
(2)青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示,图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为__,组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是__。
(3)青蒿素分子中,氧元素的成键方式有___;从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是___。
a.乙醇b.乙醚c.水。
(4)SnO2是一种重要的半导体传感器材料,用来制备灵敏度高的气敏传感器,SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3,Na2SnO3中阴离子空间构型为__。
(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3,相对分子质量为Mr)半导体作为吸光材料,CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构,其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构,则X处于__位置。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为anm,其晶体密度为dg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为__。
18、Ⅰ.某离子晶体特征结构如图A所示。X●位于立方体部分顶点;Y○位于立方体中心。试分析:
(1)每个Y同时吸引着_______个X,该晶体的化学式为______________。
(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有__________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是___________。
(4)设该晶体的摩尔质量为Mg/mol,晶体密度为g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的X中心间距为__________cm。
Ⅱ.B4Cl4是一种淡黄色并具有挥发性的固体化合物,在70℃以下,它存在于真空中。结构测定表明:该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是0.170nm,任意两个硼原子之间为0.171nm。每个硼原子周围各有4个共价键。根据上述性质和参数画出B4Cl4分子空间构型的示意图______________________。19、硫及其化合物有许多用途。请回答下列问题。
(1)基态硫离子价层电子的轨道表达式为___________,其电子填充的最高能级的轨道数为___________。
(2)常见含硫的物质有单质硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等,四种物质的熔点由高到低的顺序依次为___________,原因是___________。
(3)方铅矿(即硫化铅)是一种比较常见的矿物,酸溶反应为:PbS+4HCl(浓)=H2[PbCl4]+H2S↑,则H2[PbCl4]中配位原子是_________,第一电离能I1(Cl)___________I1(S)(填“>”、“<”或¨=”),H2S中硫的杂化方式为_______,下列分子空间的构型与H2S相同的有___________。
A.H2OB.SO3C.O3D.CH4
(4)方铅矿的立方晶胞如图所示,硫离子采取面心立方堆积,铅离子填在由硫离子形成的___________空隙中。已知晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为___________nm。
评卷人得分四、工业流程题(共1题,共10分)20、饮用水中含有砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;AsH3的电子式为______;
(2)下列说法正确的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半径:S>P>As
c.第一电离能:S
(3)沉淀X为__________(填化学式);
(4)“一级沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为__________;
(6)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3,同时生成导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为______________。评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共35分)21、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。化合物AC2为一种常见的温室气体。B;C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24。请根据以上情况;回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)基态E原子的核外电子排布式是________,在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同还有_______(填元素符号)。
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为____________。
(3)写出化合物AC2的电子式_____________。
(4)D的单质在AC2中点燃可生成A的单质与一种熔点较高的固体产物,写出其化学反应方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。此后,等电子原理又有发展,例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为_____。
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是____________。22、现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满;N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)。
(2)C元素的电子排布图为_______;E3+的离子符号为_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______区,其基态原子的电子排布式为_______
(4)G元素可能的性质_______。
A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷。
C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒。
(5)活泼性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。23、原子序数小于36的X;Y、Z、R、W五种元素;其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y是形成化合物种类最多的元素,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,R单质占空气体积的1/5;W的原子序数为29。回答下列问题:
(1)Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molZ2X4含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3与化合物X2R的VSEPR构型相同,但立体构型不同,ZX3的立体构型为________,两种化合物分子中化学键的键角较小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)与R同主族的三种非金属元素与X可形成结构相似的三种物质,三者的沸点由高到低的顺序是________。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的单质互为等电子体,元素Y的这种氧化物的结构式是________。
(5)W元素原子的价电子排布式为________。24、下表为长式周期表的一部分;其中的编号代表对应的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)表中⑨号属于______区元素。
(2)③和⑧形成的一种常见溶剂,其分子立体空间构型为________。
(3)元素①和⑥形成的最简单分子X属于________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)元素⑥的第一电离能________元素⑦的第一电离能;元素②的电负性________元素④的电负性(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基态原子核外价电子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的电子式为________。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如表中元素⑩与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素⑩的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:____________________。25、下表为长式周期表的一部分;其中的序号代表对应的元素。
(1)写出上表中元素⑨原子的基态原子核外电子排布式为___________________。
(2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为_____杂化;元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是___________。
(3)元素④的第一电离能______⑤(填写“>”、“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素①形成的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式______________________(各写一种)。
(4)④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为_______________。
(5)元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。评卷人得分六、计算题(共4题,共32分)26、SiC有两种晶态变体:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞;结构与金刚石相似,晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题:
⑴C的配位数为__________。
⑵C和Si的最短距离为___________pm。
⑶假设C的原子半径为r,列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率_______。(π=3.14)27、用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?_______
(2)求每个晶胞的质量。_______
(3)求此金属的相对原子质量。_______
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。_______28、金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为____________。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。
29、NaCl是重要的化工原料。回答下列问题。
(1)元素Na的焰色反应呈_______色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,但其熔点比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应;可以形成一种晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为(0,),则C的原子坐标为_______。
②晶体中,Cl构成的多面体包含______个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为_______。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________g·cm-3(列出计算式)。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、B【分析】【详解】
A.电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少;而不表示具体的原子;原子的个数及电子的运动轨迹,故A错误;
B.1s22s12p1不符合能量最低原理;表示原子的激发态,故B正确;
C.s能级电子云是球形;p能级电子云是哑铃型,所以s-sσ键与s-pσ键的电子云形状不同,故C错误;
D.电子无论从激发态跃迁到基态;还是从基态跃迁到激发态时都会产生原子光谱,故D错误;
故选B。2、D【分析】【分析】
观察表中的数据,X元素的I1和I2相差很大,而I2、I3、I4的差距相差较小,则X易形成X+,即X位于IA族;同理,Y元素的I3和I4相差极大,则Y易形成Y3+;Y位于IIIA族。
【详解】
A.由电离能的数据可以推出X易形成+1价的化合物;A正确;
B.由电离能的数据可以推出Y易形成+3价的化合物;则Y位于IIIA族,B正确;
C.X位于IA族;则其与氯形成化合物时,化学式可能是XCl,C正确;
D.Y位于IIIA族;若Y在第三周期,则Y为Al,它和沸水反应缓慢,不和冷水反应,D错误;
故合理选项为D。
【点睛】
对于元素的电离能而言,In和In+1的两个数据发生突变时,该元素易形成+n价的化合物,从而可以判断该元素在周期表中的族位置。3、D【分析】【详解】
A.形成配位键可以是离子;也可以是分子或原子,故A错误;
B.若X提供空轨道;则应该是提供孤对电子指向空轨道,因此配位键表示为Y→X,故B错误;
C.X、Y分别为Ag+、NH3时形成配位键,含有孤对电子的离子或分子作配体,因此NH3作配体;故C错误;
D.若X提供空轨道;则Y至少要提供一对孤电子对,故D正确。
综上所述;答案为D。
【点睛】
配位键表示方法是:提供孤对电子的原子→提供空轨道的原子或离子。4、D【分析】【详解】
①CS2和CO2的分子构型相同;为直线形,①错误;
②ClO3-的中心原子Cl有一对孤电子对,所以ClO3-的立体构型为三角锥形;②错误;
③S原子最外层有6个电子;正好与6个F原子形成6个共价键,③正确;
④SiF4中Si形成4个σ键,SO32-中S有一对孤电子对,价层电子对数为4,所以Si、S均采用sp3杂化;④正确;
故选D。5、C【分析】【详解】
A.氯气具有强氧化性,能将变价金属氧化为最高价态,碘单质氧化性较弱,将变价金属氧化为较低价态,所以Fe与Cl2反应生成FeCl3、Fe与I2反应生成FeI2,故A错误;B.碳酸酸性小于硝酸,所以二氧化碳不能和硝酸钡溶液反应,二氧化硫和硝酸钡发生氧化还原反应而生成硫酸钡沉淀,故B错误;C.二氧化碳和二硫化碳中C原子价层电子对个数都是2且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论确定两种分子空间构型都是直线形,故C正确;D.浓硫酸具有强氧化性,能氧化HBr,所以不能用浓硫酸和NaBr制取HBr;故D错误;故选C。
【点睛】
本题考查了化学规律的探究,明确元素化合物性质及性质差异性是解本题关键。本题的易错点为B,注意规律中的异常现象,如二氧化硫的还原性,硝酸的强氧化性等。6、D【分析】【详解】
A;在二氧化硅晶体中;由Si、O原子构成的最小单元环为6个Si原子、6个O原子的12元环,A错误;
B、28gSi的物质的量是1mol,每个Si原子与4个Si原子形成4个共价键,属于该Si原子的只有2个,所以1molSi晶体中只有2NA共价键;B错误;
C;金刚石中的C-C键键长小于Si-Si键;所以C-C键键能大于Si-Si键,则金刚石的熔沸点高,C错误;
D;Mg与Cu的晶体堆积方式都是最密堆积;其配位数都是12,D正确;
答案选D。7、D【分析】【详解】
A.分子的许多性质与分子的对称性有关;如极性;旋光性、化学性质等都与分子的化学性质有关,故A正确;
B.石墨晶体碳原子中由于所有的p轨道相互平衡而且相互重叠;使p轨道中的电子可以在整个碳原子平面中运动,所以石墨像金属一样具有导电性,故B正确;
C.离子键是没有方向性和饱和性的;只要空间允许,一个阳离子周围都尽可能多地排列阴离子,共价键具有饱和性和方向性,离子晶体中可能还有共价键,离子晶体中的化学键可能有方向性和饱和性,故C正确;
D.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离最近且相等的Na+个数=3×8÷2=12;故D错误;
答案选D。
【点睛】
共价键就具有饱和性和方向性,在金属晶体、离子晶体和分子晶体中的金属键、离子键和分子间力,都没有方向性和饱和性。8、B【分析】【详解】
A.硫酸与CaF2的反应体现了浓硫酸的酸性;且该反应属于难挥发酸制易挥发酸,也体现了浓硫酸的难挥发性,故A正确;
B.CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数分别是8和4;配位数之比为2:1,故B错误;
C.H2SO4是分子晶体,影响熔点的是分子间作用力,CaSO4是离子晶体,影响CaSO4熔点的是离子键的强度;故C正确;
D.HF和HC1均为极性分子;H和F的电负性之差较大,则HF分子极性强于HC1,故D正确;
故选B。
【点睛】
CaF2晶胞中拥有4个Ca2+和8个F-,Ca2+和F-的个数比为1:2,CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数分别是8和4,配位数之比为2:1是解答关键。9、D【分析】【详解】
A.原子轨道处于半满;全满或全空时原子最稳定;N原子2p轨道电子半充满,所以N原子不容易失去电子,所以N原子的第一电离能大于O原子,故A错误;
B.同一主族;自上而下元素电负性递减,C的电负性比Si大,与C-C键强弱无关,故B错误;
C.金刚石为原子晶体;金属钠为金属晶体,原子化热是指1mol金属变成气态原子所需吸收的能量,可用来衡量金属键的强度,故C错误;
D.Al2O3为离子晶体;晶格能越大,晶体的熔点越高,所以D选项是正确的。
故答案选D。二、填空题(共5题,共10分)10、略
【分析】【详解】
P是15号元素,根据构造原理,电子排布式为:1s22s22p63s23p3,简化的电子排布式为:[Ne]3s23p3;
K是19号元素,根据构造原理,电子排布式为:1s22s22p63s23p64s1,简化的电子排布式为:[Ar]4s1;
Ge是32号元素,根据构造原理,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2,简化的电子排布式为:[Ar]3d104s24p2;
Zn是30号元素,根据构造原理,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s2,简化的电子排布式为:[Ar]3d104s2;
Cr是24号元素,根据构造原理,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,简化的电子排布式为:[Ar]3d54s1。
【点睛】
Cr价电子为3d54s1,处于半充满状态,较稳定。【解析】①.[Ne]3s23p3②.[Ar]4s1③.[Ar]3d104s24p2④.[Ar]3d104s2⑤.[Ar]3d54s111、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水发生Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体为Cu(NH3)4SO4•H2O。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析;含有空轨道的金属阳离子为中心离子,有孤对电子的原子或离子为配体,配位数就是配体的个数;
(2)根据结构式可知,N原子价电子对数为3、4,所以杂化方式为sp2、sp3;N;O提供孤电子对;
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,据此判断第一电离能大小;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移;据此判断酸性强弱。
【详解】
I.(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是[Cu(NH3)4]2+,故答案为:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度,故答案为:降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度;
(3)蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4⋅H2O中Cu2+与NH3之间的化学键由Cu2+提供空轨道;N原子提供电子对,为配位键(或共价健);配体分子为氨气,空间构型为三角锥形,故答案为:配位键(或共价健);三角锥形。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Fe3+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN−、配位数就是配体的个数,所以配位数为6,故答案为:Fe3+;CN−;6;
(2)①价电子对数=键+孤电子对数,根据结构式可知,N原子的价电子对数为:3、4,其杂化方式为sp2、sp3,故答案为:sp2;sp3;
②N、O提供孤电子对,所以故答案为:
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,则第一电离能为:As>Se>Ge,故答案为:As>Se>Ge;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强,故答案为:分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强。
【点睛】
配位键是指由提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的一种特殊的共价键,可表示为:A→B,箭头指向接受孤电子对的原子;通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,一般配合物由内界和外界两部分组成,内界是配合物中心原子或离子和一定数目的配位体,是配合物的特征部分,外界是内界以外的其他离子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶剂的极性,减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位键(或共价健)⑤.三角锥形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.⑪.⑫.As>Se>Ge⑬.分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强12、略
【分析】【详解】
(1)根据核外电子排布规律,水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为:1s22s22p4;
(2)原子总数相同,价电子总数相同的物质互为等电子体,与H2O分子互为等电子体的微粒:H2S和NH
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+):
A.水中氧原子采取sp3杂化,水合氢离子通过计算可得:也sp3杂化;故氧原子的杂化类型不变,A不合理;
B.水是V型;水合氢离子是三角锥型,形状发生了改变,B合理;
C.微粒本身发生了改变;保持物质性质的微粒变化,则微粒的化学性质发生了改变,C合理;
D.微粒由V型变成三角锥型;键角发生了改变,D合理;
故答案为A;
(4)冰是分子晶体;A是氯化钠是离子晶体;B是干冰,是分子晶体;C是碘,是分子晶体;D是金刚石,是原子晶体;E是钠,是金属晶体;与冰的晶体类型相同的是:BC;
(5)白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子[Cu(H2O)4]2+,生成此配合离子的离子方程式为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+。【解析】1s22s22p4H2S和NHABCCu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+13、略
【分析】【分析】
密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,每一层中,一个原子与周围三个原子相互接触,据此分析;根据配位数为中心原子直接接触的原子的个数分析;金属原子周围直接接触的原子数目有六个,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,据此分析;根据钋元素是氧族元素解答。
【详解】
(1)密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A中的排布不是最紧密,A属于非密置层,一个中心圆球周围有四个圆球,配位数是4;B中排布是最紧密的结构,B属于密置层,一个中心圆球周围有六个圆球,配位数是6;答案:非密置;4;密置;6。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子周围直接接触的原子数目有六个,金属原子的配位数是6,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,平均每个晶胞所占有的原子数目是8×1/8=1;答案:6;1。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第六周期ⅥA族,元素符号是Po,最外层电子排布式是6s26p4。答案:六;ⅥA;Po;6s26p4。【解析】非密置4密置661六ⅥAPo6s26p414、略
【分析】试题分析:周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,则X是氢元素。Y基态原子的p电子数比s电子数少1个,则Y应该是氮元素。Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子,所以Z是氧元素。T与Z同主族,则T是S元素。W基态原子的M层全充满,N层只有一个电子,则W是Cu元素。
(1)非金属性越强;第一电离能越大。但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则氮元素的第一电离能大于氧元素的。同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径最小的是O。
(2)S的原子序数是16,原子结构示意图为根据核外电子排布规律可知W基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1。
(3)X和上述其他元素中的一种形成的化合物中,分子呈三角锥形的是NH3。分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是H2O2或N2H4。
(4)T与Z形成的化合物中,SO2是V形结构,三氧化硫是平面三角形,则属于非极性分子的是SO3。
(5)这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1:1型的配合物中,阴离子呈四面体结构,则为硫酸根。阳离子的结构如右图所示,即为氨气和铜离子形成的配位健,则该配合物的化学式为[Cu(NH3)4]SO4;阳离子中存在的化学键类型有配位健及氮元素与氢原子之间的共价键。
考点:考查元素推断、第一电离能、空间构型、原子半径、化学键、核外电子排布等【解析】(1)NO(各1分)(2)(1分)[Ar]3d104s1(2分)
(3)NH3(2分)H2O2或N2H4(2分)(4)SO3(2分)
(5)[Cu(NH3)4]SO4(2分)共价键、配位键(2分)三、原理综合题(共5题,共10分)15、略
【分析】【详解】
(1)a、反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比,ν(HCl)正=2ν(Cl2)逆,说明氯气的正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,但2ν(HCl)正=ν(Cl2)逆不能说明正逆反应速率相同,故a错误;b、反应前后气体物质的量变化,体系压强不再改变,说明反应达到平衡状态,故b正确;c、反应前后气体质量和体积不变,混合气体密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;d、温度一定时,=K说明反应达到平衡状态,但温度不知不能说明反应达到平衡状态,故d错误;故答案为b;
(2)S2Cl2的分子结构与H2O2相似,所以S2Cl2的分子结构与H2O2相似,结构式为Cl-S-S-Cl,所以分子中有3对共用电子对,S2Cl2分子中有硫硫非极性,S2Cl2分子中,S为+1价,Cl为-1,S2C12分子中各原子均为8电子稳定结构,故选ab。
(3)①由图象可知;升高温度平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,Q>0;
②同一温度时,a曲线的K值最大,说明卤素单质与氢气化合的能力最强,Cl2、Br2中Cl2的氧化性最强,所以最易与氢气化合的是氯气,所以b曲线表示Br2与H2反应时K与t的关系。平衡常数等于生成物与反应物的浓度幂之积,K=
(4)在氯水中存在反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO;若消耗氢离子使反应向右进行,使溶液中次氯酸浓度增大,则溶液漂白性会增强。
A.加入氯化钙溶液不发生反应;溶液对氯水起到稀释作用,平衡正向进行但次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故A错误;
B.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸钙粉末反应反应2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O;使化学平衡正向进行,导致次氯酸浓度增大,溶液漂白性增强,故B正确;
C.加入二氧化硫的水溶液;二氧化硫有还原性,能被氯气氧化,平衡逆向进行,次氯酸浓度减小,漂白性减弱,故C错误;
D.加入稀硫酸使溶液中氢离子浓度增大平衡逆向进行;次氯酸浓度减小,溶液漂白性减弱,故D错误;
故选B。
(5)若向氯化银沉淀中逐渐滴加HBr,会看到白色沉淀逐渐变为淡黄色沉淀现象,原因是:氯化银悬浊液中存在AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),AgBr的溶解平衡常数小于AgCl,因此滴入HBr的过程中,Ag++Br-→AgBr↓,Ag+浓度降低,AgCl溶解平衡正向移动,AgCl不断溶解,最终生成了AgBr淡黄色沉淀;
(6)已知BBr3与BI3的空间构型是平面三角形结构,分子为非极性分子,两者同属于分子晶体,且结构相似,BBr3相对分子质量小于BI3,因此BI3的分子间作用力更大;沸点更高。
【点睛】
可逆反应处于平衡状态的判断依据是:同一物质的正反应速率等于逆反应速率。【解析】bab>B氯化银悬浊液中存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl—(aq),AgBr的溶解平衡常数小于AgCl,因此滴入HBr的过程中,Ag++Br—=AgBr↓,Ag+浓度降低,AgCl溶解平衡正向移动,AgCl不断溶解,最终生成了AgBr淡黄色沉淀非极性两者同属于分子晶体,且结构相似,BBr3相对分子质量小于BI3,因此BI3的分子间作用力更大,沸点更高16、略
【分析】【详解】
(1)①碳原子为6号元素,原子核外有6个电子,每个电子的运动状态各不相同,所以有6种运动状态不同的电子,核外电子排布为1s22s22p2,外围电子排布式为2s22p2,所以外围电子轨道表示式为W中Li+提供空轨道;O原子提供孤对电子,形成配位键,所以选D;
②Li+半径比Y的空腔小很多;不易与空腔内氧原子的孤电子对形成稳定结构;
③冠醚分子中O原子形成2个σ键,根据氧原子的最外层电子数可知O原子价层还有2对孤电子对,所以O原子的价层电子对数为4,为sp3杂化;杂化轨道的空间构型是四面体形;由于孤电子对成键电子的排斥作用较大,所以C—O—C的键角<109°28′;
(2)根据均摊法,石墨晶胞中碳原子分别位于顶点(8个)、棱心(4个)、面心(2个)、内部(1个),所以个数为=4;晶胞的质量为g,晶胞的底面图为则有=r×sin60°,可得a=则底面菱形的高为=r,所以底面积为×r,晶胞的高为2d,所以晶胞的体积为V=×r×2d=3r2dcm3,晶胞的密度解得d=cm;
(3)体对角线上的原子投影重合;投影在在正六边形中心,另外6个顶点原子投影形成正六边形,面心上6个C原子投影也形成小的正六边形,位于内部的4个C原子的投影,或与六边形中心重合,或与面心C原子的投影重叠,所以D选项符合。
【点睛】
晶胞的相关计算为本题难点,要注意石墨晶胞的底面不是正方形,而是菱形,然后根据几何关系计算出底面积。【解析】6DLi+半径比Y的空腔小很多,不易与空腔内氧原子的孤电子对形成稳定结构四面体<4D17、略
【分析】【分析】
在原子的核外电子中,没有运动状态完全相同的两个电子存在,所以原子核外有多少个电子,就有多少种运动状态;一般来说,元素的非金属性越强,元素的电负性大,总的来说第一电离能越大,但当原子核外价电子处于半满、全满状态时,能量低,第一电离能反常,但仅比原子序数比它大1的元素大;原子核外参与杂化的轨道为形成σ键电子所在的轨道和孤对电子所在的轨道;有机物通常易溶于与它结构相似的有机物;判断微粒的结构时,需看中心原子的价层电子对数及孤电子对数。在AMX3的晶胞中,所含黑球个数为8×=1,所含白球的个数为6×=3;二者的个数比为1:3,对照化学式,可确定黑球为M离子,白球为X离子,白球位于各个面的面心。
【详解】
(1)碳为6号元素,原子核外有6个电子,有6种不同运动状态的电子,铍的2s能级上有2个电子,处于全满状态,第一电离能比硼大,所以第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为铍,碳原子的外围电子排布为2s22p2,所以碳族元素外围电子排布的通式为ns2np2。答案为:6;铍;ns2np2;
(2)图中数字标识的五个碳原子中,只有3号碳原子的价电子对数为3,其它碳原子的价层电子对数都为4,所以杂化轨道类型为sp2、sp3,组成青蒿素的三种元素分别为C、H、O,非金属性O>C>H,所以电负性由大到小排序是O>C>H。答案为:sp2、sp3;O>C>H;
(3)青蒿素分子中,4个O原子形成单键,1个O原子形成双键,所以氧元素的成键方式有σ键和π键;青蒿素分子中含有2个醚键,它属于醚类,所以从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是乙醚,故选b。答案为:σ键和π键;b;
(4)在Na2SnO3中;阴离子的价电子对数为3,不存在孤电子对,所以其空间构型为平面三角形。答案为:平面三角形;
(5)从分析可知,图中AMX3晶胞中黑球为金属阳离子(M),白球为卤素阴离子(X),形成正八面体结构,则X处于面心位置。从晶胞结构看,1个晶胞中,只含有1个“AMX3”,则CH3NH3PbI3的晶胞中也只含有1个“CH3NH3PbI3”。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为anm,其晶体密度为dg·cm-3,则dg·cm-3=阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为NA=答案为:面心;
【点睛】
分析晶胞结构时,在各球表示原子未知的情况下,解题不能鲁莽,应从物质组成与晶胞结构图的对比中寻找突破,不能简单地认为半径小的球就表示金属阳离子。【解析】①.6②.铍③.ns2np2④.sp2,sp3⑤.O>C>H⑥.σ键和π键⑦.b⑧.平面三角形⑨.面心⑩.18、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)晶体中每个Y同时吸引着4个X;利用均摊法确定化学式;
(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X个数=3×8×
(3)该晶胞中四个X和一个Y原子形成正四面体结构;
(4)设晶体中两个距离最近的X中心间的距离为acm,则晶胞的棱长=acm,体积=cm3,根据ρ=计算;
Ⅱ.B4Cl4中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是0.170nm,任意两个硼原子之间为0.171nm。每个硼原子周围各有4个共价键,则说明每个B原子只形成一个B-Cl键,形成3个B-B键,借助P4的结构分析。
【详解】
Ⅰ.(1)根据图象知,晶体中每个Y同时吸引着4个X,每个X同时吸引着8个Y,该晶胞中X原子个数=4×=Y原子个数=1,所以X和Y原子个数之比为1:2,其化学式为XY2或Y2X;
(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X个数=3×8×=12;
(3)该晶胞中四个X和一个Y原子形成正四面体结构;所以其键角是109°28′;
(4)设晶体中两个距离最近的X中心间的距离为acm,则晶胞的棱长=acm,体积=cm3,根据ρ===ρ,所以a=
Ⅱ.B4Cl4中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是0.170nm,任意两个硼原子之间为0.171nm。每个硼原子周围各有4个共价键,则说明每个B原子只形成一个B-Cl键,形成3个B-B键,说明B4类似P4的结构正四面体结构,则B4Cl4的结构为【解析】4XY2或Y2X12109°28′19、略
【分析】【分析】
(1)硫为16号元素;硫离子核外有18个电子,据此书写基态硫离子价层电子的轨道表达式,并判断最高能级的原子轨道数;
(2)Na2S、K2S均为离子晶体,S8、SO2均为分子晶体;根据熔沸点的判断方法分析解答;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期;从左到右,第一电离能呈现增大的趋势;根据价层电子对数的计算公式计算判断;
(4)根据方铅矿的立方晶胞图,计算出一个晶胞中含有的铅离子和硫离子的数目,计算出晶胞的质量,从而计算晶胞的棱长,晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为晶胞体对角线的据此解答。
【详解】
(1)硫为16号元素,硫离子核外有18个电子,基态硫离子价层电子的轨道表达式为其电子填充的最高能级为3p,含有3个相互垂直的原子轨道,故答案为3;
(2)Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高,因此四种物质的熔点由高到低的顺序依次为Na2S>K2S>S8>SO2,故答案为Na2S>K2S>S8>SO2;Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期,从左到右,第一电离能呈现增大的趋势,I1(Cl)>I1(S);H2S中硫的价层电子对数=2+=4,采用sp3杂化,为V形分子;A.H2O中O的价层电子对数=2+=4,采用sp3杂化,为V形分子;B.SO3中硫的价层电子对数=3+=3,采用sp2杂化,为平面三角形分子;C.O3中O的价层电子对数=2+=3,采用sp2杂化,为V形分子;D.CH4中C的价层电子对数=4+=4,采用sp3杂化,为正四面体形分子;空间的构型与H2S相同的有AC,故答案为Cl;>;sp3;AC;
(4)根据方铅矿的立方晶胞图,硫离子采取面心立方堆积,铅离子填在由硫离子形成的四面体空隙中。一个晶胞中含有4个铅离子,硫离子的数目=8×+6×=4,晶胞的质量=g=g,则晶胞的棱长=cm,晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为晶胞体对角线的=×cm=××107nm,故答案为四面体;××107。【解析】3Na2S>K2S>S8>SO2Na2S、K2S均为离子晶体,熔点较高,Na+半径比K+半径小,故Na2S熔点高;S8、SO2均为分子晶体,熔点较低,因S8的相对分子质量比SO2大,故S8熔点比SO2高Cl>sp3AC四面体××107四、工业流程题(共1题,共10分)20、略
【分析】【分析】
废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化钠生成As2S3沉淀,为防止As2S3与硫离子反应再次溶解,所以再加入硫酸亚铁除去过量的硫离子,过滤得到As2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢将亚砷酸氧化成砷酸,亚铁离子氧化成铁离子,再加入CaO沉淀砷酸根、铁离子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低浓度含砷废水。
【详解】
(1)As元素为33号元素,与N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族自上而下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正确;
b.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径依次增大,原子半径:As>P>S,故b错误;
c.同主族元素自上而下第一电离能减小,P和S同周期,但是P原子3p能级为半满状态,更稳定,第一电离能更大,所以第一电离能P>S>As;故c错误;
综上所述选a;
(3)根据分析可知沉淀为微溶物CaSO4;
(4)As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq),所以需要加入FeSO4除去过量的硫离子;使平衡逆向移动,一级沉砷更完全;
(5)含砷物质物质为H3AsO3,加入过氧化氢可以将其氧化成H3AsO4,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根据题意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根据元素守恒可知反应物应该还有H2O,FeS2整体化合价升高15价,一个O2降低4价,所以二者的系数比为4:15,再根据元素守恒可得离子方程式为4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【点睛】
同一周期元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能大于相邻元素。【解析】第四周期第VA族aCaSO4沉淀过量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq)平衡逆向移动,使一级沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+五、元素或物质推断题(共5题,共35分)21、略
【分析】【分析】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,化合物AC2为一种常见的温室气体,则A为C,C为O,B为N,D为Mg。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,E为Cr。
【详解】
(1)基态E原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同即最外层电子数只有一个,还有K、Cu;故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期从左到右电离能有增大趋势;但第IIA族元素电离能大于第IIIA族元素电离能,第VA族元素电离能大于第VIA族元素电离能,因此A;B、C的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;故答案为:C<O<N;
(3)化合物AC2为CO2,其电子式故答案为:
(4)Mg的单质在CO2中点燃可生成碳和一种熔点较高的固体产物MgO,其化学反应方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案为:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根据CO与N2互为等电子体,一种由N、O组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O;故答案为:N2O;
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为HNO3与Mg的单质反应时,NHO3被还原到最低价即NH4NO3,其反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O22、略
【分析】【分析】
A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则n=2,故A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;B原子序数介于氮、氟之间,故B为O元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的最外层电子数为2,故D为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则原子序数为26,为Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;故F为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素,据此解答。
【详解】
(1)N原子最外层为半充满状态;性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素;同一周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故元素的电负性:N<O<F;
(2)C为F元素,电子排布图为E3+的离子符号为Fe3+;
(3)F为Cu,位于周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G为As元素;与Si位于周期表对角线位置,则其单质可作为半导体材料,A正确;
B.同主族从上到下元素的电负性依次减小;则电负性:As<P,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径依次减小;As与Ge元素同一周期,位于Ge的右侧,则其原子半径小于锗,C错误;
D.As与硒元素同一周期;由于其最外层电子处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于硒元素的,D错误;
故合理选项是A;
(5)D为Mg元素,其金属活泼性大于Al的活泼性;Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去,故Mg元素第一电离能大于Al元素的第一电离能,即I1(Mg)>I1(Al)。【解析】>N<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去23、略
【分析】【分析】
原子序数小于36的X;Y、Z、W四种元素;其中X是周期表中半径最小的元素,则X是H元素;Y是形成化合物种类最多的元素,则Y是C元素;Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,则Z是N元素;R单质占空气体积的1/5,则R为O元素;W的原子序数为29,则W是Cu元素;再结合物质结构分析解答。
【详解】
(1)C2H4分子中每个碳原子含有3个σ键且不含孤电子对,所以采取sp2杂化;一个乙烯分子中含有5个σ键,则1molC2H4含有σ键的数目为5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型为正四面体形;但氨气中的中心原子上含有1对孤对电子,所以其实际构型是三角锥形;
由于水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以H2O的键角更小;
(3)H2O可形成分子间氢键,沸点最高;H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,沸点比H2S高,三者的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体,CO2和N2O互为等电子体,所以元素C的这种氧化物CO2的结构式是O=C=O;
(5)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,价电子排布式为3d104s1。【解析】sp25NA三角锥形H2O水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以键角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s124、略
【分析】【详解】
(1)根据元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的铜元素;为过渡元素,属于ds区元素,故答案:ds;
(2)根据元素周期表可知:③为碳元素,⑧
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