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…………○…………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年湘教版选修3化学上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围: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8题,共16分)1、下列说法正确的是A.原子核外电子排布式为的原子与原子核外电子排布式为的原子对应元素的化学性质相似B.的最外层电子排布式为C.基态铜原子外围电子排布图为D.基态碳原子最外层电子排布图为2、下列用最外层电子排布式所表示的各对原子中,能形成共价化合物的是()A.3s23p1和2s22p4B.3s2和2s22p5C.2s22p2和3s23p5D.3s2和3s23p63、下列说法不正确的是()A.NH3中氮原子的杂化方式为sp3杂化B.[Cu(NH3)4]2+中,NH3是配体C.NH4+、PH4+、CH4、BH4-互为等电子体D.NH3的沸点比PH3的沸点低4、下列说法正确的是()A.第一电离能:Cl>S>PB.共价键的极性:HF>HCl>HBrC.在水中的溶解度:CH4>NH3D.酸性:HClO>HClO2>HClO35、解释下列物质性质的变化规律时,与共价键的键能无关的是()A.N2比O2的化学性质稳定B.F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高C.金刚石的熔点比晶体硅高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱6、观察下列模型并结合有关信息,判断下列说法不正确的是。晶体硼(其每个结构单元中有12个B原子)NaClS8HCN结构模型示意图备注熔点2573K——易溶于CS2——
A.晶体硼属于原子晶体,结构单元中含有30个B-B键,含20个正三角形B.NaCl晶体中每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个C.S8分子中的共价键为非极性键D.HCN分子中含有2个σ键,2个π键7、下表给出几种氯化物的熔沸点;对此有下列说法:
①CaCl2属于离子晶体②SiCl4是分子晶体③1500℃时,NaCl可形成气态分子④MgCl2水溶液不能导电。NaClMgCl2CaCl2SiCl4熔点(℃)801712782-68沸点(℃)14651418160057
与表中数据一致的说法有()A.仅①B.仅②C.①和②D.①、②和③8、下列各组物质中前者的熔点高于后者的是()A.干冰与固态二硫化碳B.晶体硅与金刚石C.NaCl晶体与KCl晶体D.干冰与碘晶体评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)9、下列各式中各能级能量高低的排列顺序正确的是()A.B.C.D.10、下列叙述正确的是【】A.氢键是一种特殊的化学键,广泛存在于自然界中B.CO和N2的分子量相同,但CO的沸点比N2的高C.CH2=CH2分子中共有四个σ键和一个π键D.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性11、短周期主族元素的原子序数依次增大,的最高正价与最低负价代数和为0,形成的化合物甲的结构如图所示,在同周期中原子半径最小。下列说法正确的是()
A.原子半径大小:B.电负性大小:C.形成的化合物为离子化合物D.化合物甲中阴离子的空间构型为三角锥形12、下列说法正确的是A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O中共价键的键能比较大C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.氨气极易溶于水是因为氨气可与水形成氢键这种化学键13、工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3为原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是A.H2O分子VSEPR模型为V形B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为sp3C.在上述涉及的4种物质中,沸点从低到高的顺序为H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:114、膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之。它的分子是三角锥形。以下关于PH3的叙述中,正确的是()A.PH3是非极性分子B.PH3分子中有未成键的电子对C.PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱D.PH3分子中的P-H键是非极性键评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、金属镍在电池;合金、催化剂等方面应用广泛.
(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_____.
a.金属键具有方向性与饱和性。
b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用。
c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子。
d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光。
(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是____.
(3)过滤金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=___.CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为______.
(4)甲醛(H2C═O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH).甲醇分子内C原子的杂化方式为_____,甲醇分子内的O﹣C﹣H键角____(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O﹣C﹣H键角.16、用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能:N___O,Mg___Ca。
(2)电负性:O___F,N__P。
(3)能量高低:ns__np,4s___3d。17、研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中;Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为______。元素Mn与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2和H2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_______,原因是_____________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在________。18、钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
(2)钾的焰色反应为________色,发生焰色反应的原因是_____________________。
(3)叠氮化钾(KN3)晶体中,含有的共价键类型有________________,N3-的空间构型为________。
(4)CO能与金属K和Mn形成配合物K[Mn(CO)5],Mn元素基态原子的价电子排布式为________。19、中国古代四大发明之一——黑火药,它在爆炸时发生的化学反应为2KNO3+3C+S=A+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为__________。
②在生成物中,A的晶体类型为_______,含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_____。
③已知CN-与N2互为等电子体,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为_____。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为______,Q2+的未成对电子数是_______。
(3)若某金属单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则晶胞中该原子的配位数为________,该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的________。
评卷人得分四、工业流程题(共1题,共4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45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、有机推断题(共3题,共24分)26、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p轨道上仅有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中电负性最大的,D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红。试回答:
(1)A的价电子轨道排布图为______________________________;B的电子排布式为_________;C的价电子排布式为____________;D的原子结构示意图为__________。
(2)已知D与H原子能形成一种高能量的分子D2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为_____________,含有_____个σ键和_____个π键。
(3)B的原子核外电子运动状态________有多少种,原子轨道数为______,能级数__________,电子占据的最高能层符号为_________。
(4)四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是(用对应化学式回答)____________________。27、短周期元素W;X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能量的电子。
(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是________(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为________________。
(3)Y原子的最外层电子排布式为________________,Y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为________________________________________________。
(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_______(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式______________________________。28、原子序数依次增大的X;Y、Z、Q、E五种元素中;X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,E元素原子序数为29。
用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)Y在周期表中的位置为__________________。
(2)已知YZ2+与XO2互为等电子体,则1molYZ2+中含有π键数目为___________。
(3)X、Z与氢元素可形成化合物XH2Z,XH2Z分子中X的杂化方式为_________________。
(4)E原子的核外电子排布式为__________;E有可变价态,它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示,该价态的化学式为____________。
(5)氧元素和钠元素能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示(立方体晶胞),晶体的密度为ρg··cm-3,列式计算晶胞的边长为a=______________cm(要求列代数式)。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.原子核外电子排布式为的原子对应元素是稀有气体元素He,很不活泼;原子核外电子排布式为的原子对应元素是ⅡA元素Be;属活泼金属,所以二者化学性质相差很大,A选项错误;
B.Fe是26号元素,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,失去4s轨道的2个电子和3d的1个电子变为Fe3+,所以的最外层电子排布式为B选项正确;
C.洪特规则特例:能量相同的原子轨道在全满、半满和全空时能量更低,所以基态铜原子外围电子排布图为C选项错误;
D.违反了能量最低原理,正确的写法为:D选项错误;
答案选B。
【点睛】
1.洪特规则特例:能量相等的轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p°;d°、f°)状态比较稳定。
2.失电子顺序:不一定是填充电子的逆次序。过渡元素的原子失电子的顺序一般为:先失ns电子,再失(n-1)d电子。2、C【分析】【详解】
A.最外层电子排布式为3s23p1是Al,2s22p4是O;二者形成氧化铝,为离子化合物,故A不选;
B.最外层电子排布式为3s2是Mg,2s22p5是N,二者形成化合物Mg3N2;为离子化合物,故B不选;
C.最外层电子排布式为2s22p2是C,3s23p5是Cl,二者形成化合物CCl4;为共价化合物,故C选;
D.最外层电子排布式为3s2是Mg,3s23p6是S;二者形成化合物为硫化镁,为离子化合物,故D不选;
故选C。3、D【分析】【详解】
A.氨气分子中氮原子价层电子对个数=3+=4,所以N原子采用sp3杂化;故A正确;
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,所以N原子是配位原子,NH3分子是配体;故B正确;
C.等电子体的原子数相等和价电子数相等,NH4+与PH4+、CH4、BH-4均含有5个原子团;且价电子均为8,为等电子体,属于等电子体,故C正确;
D.NH3和PH3结构相似且都属于分子晶体;分子晶体的熔沸点随着其相对分子质量的增大而增大,但氢键能增大物质的沸点,氨气存在分子间氢键,所以氨气沸点高,故D错误;
故选D。4、B【分析】【详解】
A.同一周期内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,元素的第一电离能较大。P的3p3是半充满,第一电离能:Cl>P>S;故A错误;
B.同一主族元素从上到下,原子半径增加,吸电子能力减弱,共价键的极性变小,共价键的极性:HF>HCl>HBr;故B正确;
C.NH3和水分子间形成氢键,在水中溶解度大,在水中的溶解度:CH43;故C错误;
D.含氧酸中非羟基氧越多,酸性越强,三种酸的非羟基氧分别是:0、1、2,酸性:HClO23;故D错误;
故选B。5、B【分析】【详解】
A项、N≡N键的键能比O=O键大,N2分子比O2的化学性质稳定;与共价键的键能有关,故A错误;
B项、F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量在增大;分子间作用力增大,则熔;沸点在增大,与键能无关,故B正确;
C项;金刚石中键能大于硅中的键能;碳碳键比硅硅键强,则金刚石的硬度大,熔点高,与键能有关,故C错误;
D项、非金属性F>Cl>Br>I;元素的非金属性越强,形成的氢化物共价键的键能越大,对应的氢化物越稳定,与键能有关,故D错误;
故选B。
【点睛】
金刚石、晶体硅都是由原子通过共价键结合的原子晶体,共价键越强,破坏它使物质融化或汽化需要消耗的能量就越高,物质的熔沸点就越高。6、B【分析】【详解】
A.晶体硼是由非金属原子通过共价键形成的,且其熔点高,应属于原子晶体,每个硼原子与其他硼原子间形成5个共价键,则该结构单元中含B一B键的个数为每个正三角形平均占有硼原子的个数为故结构单元中含正三角形个数为故A正确;
B.NaCl晶体中每个Na+周围距离最近且相等的Na+有12个;故B不正确;
C.S8分子中同种原子间形成非极性键;故C正确;
D.HCN的结构式为H-C≡N;故其分子中含有2个σ键;2个π键,故D正确;
故答案选:B。7、D【分析】【详解】
①由表格中的数据可知CaCl2的熔沸点较高,则CaCl2属于离子晶体;故①正确;
②由表格中的数据可知SiCl4的熔沸点较低,则SiCl4是分子晶体;故②正确;
③由表格中的数据可知;NaCl的沸点为1465℃,则1500℃时,NaCl可形成气态分子,故③正确;
④由表格中的数据可知MgCl2的熔沸点较高,则MgCl2属于离子晶体,所以MgCl2水溶液能导电;故④错误。
故选D。
【点睛】
本题考查晶体类型与晶体熔沸点的关系,明确一般离子晶体的熔沸点大于分子晶体的熔沸点是解答本题的关键,试题考查学生获取信息解决问题的能力。8、C【分析】【详解】
A.和均为分子晶体且结构相似;结构相似的分子晶体,分子量越大则熔沸点越高,因此后者高于前者,A项错误;
B.二者是结构相似的原子晶体;结构相似的原子晶体,成键原子越小则熔沸点越高,因此后者高于前者,B项错误;
C.二者是结构相似的离子晶体;结构相似的离子晶体,成键原子越小则熔沸点越高,因此前者高于后者,C项正确;
D.二者结构不相似,无法比较,但是在常温常压下为气体;碘则为固体,故后者的熔沸点高于前者,D项错误;
答案选C。
【点睛】
实际上,原子晶体的熔沸点取决于其共价键的强弱,共价键越强则越不容易被拆开,而成键原子半径越小,成键数越多,共价键的强度就越强。二、多选题(共6题,共12分)9、BC【分析】【详解】
A.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故A错误;
B.不同能层不同能级的电子能量:E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s);故B正确;
C.不同能层不同能级的电子能量:E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);故C正确;
D.不同能层不同能级的电子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故D错误;
故选:BC。
【点睛】
根据构造原理,各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为:ns<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d10、BD【分析】【分析】
【详解】
A.氢键是一种分子间作用力;不是化学键,A错误;
B.CO和N2都是分子晶体,熔沸点主要受分子间作用力影响,但在相对分子质量相同的情况下,CO是极性分子,N2是非极性分子,极性分子的相互吸引力大于非极性分子,会使分子间作用力略大,CO的沸点比N2的高;B正确;
C.共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,一个是π键,所以CH2=CH2中有5个σ键;1个π键,C错误;
D.共价键具有饱和性和方向性,S最外层有6个电子,再接受2个电子就形成稳定结构,则把H2S分子写成H3S分子;违背了共价键的饱和性,D正确;
答案选BD。
【点睛】
共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,一个是π键,共价叁键中一个是σ键,两个是π键。11、AC【分析】【分析】
短周期主族元素W;X、Y、Z的原子序数依次增大;W的最高正价与最低负价代数和为0,则W为C或Si,根据W、X、Y形成的化合物甲的结构示意图,X为O,则W为C,Y为+1价的阳离子,为Na元素;Z在同周期中原子半径最小,Z为Cl元素,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;W为C元素,X为O元素,Y为Na元素,Z为Cl元素。
A.同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径大小:故A正确;
B.元素的非金属性越强;电负性越大,电负性大小:X>Z,故B错误;
C.X为O元素;Y为Na元素,为活泼的非金属和金属元素,形成的化合物为离子化合物,故C正确;
D.化合物甲中阴离子为CO32-;C原子的价层电子对数=3,没有孤对电子,空间构型为平面三角形,故D错误;
故选AC。12、AC【分析】【详解】
A.HCl、HBr;HI均可形成分子晶体;其分子结构相似,相对分子质量越大则分子间作用力越大,所以熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B.氢键是比范德华力大的一种分子间作用力,水分子间可以形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S;与共价键的键能无关,故B错误;
C.碘分子为非极性分子,CCl4也为非极性分子;碘易溶于四氯化碳可以用相似相溶原理解释,故C正确;
D.氢键不是化学键;故D错误;
故答案为AC。13、AC【分析】【详解】
A.水分子中价层电子对数为2+=4;所以VSEPR模型为正四面体结构,A错误;
B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子形成了4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,所以C原子的杂化形式为sp3杂化;B正确;
C.四种物质都是由分子构成的分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,在室温下H2和CO是气体,H2O和CH3CH2OH是液体,气体的沸点小于液体物质的沸点,分子间作用力H222O和CH3CH2OH分子之间都存在分子间作用力,而且分子间还存在氢键,由于氢键:H2O>CH3CH2OH,所以物质的沸点CH3CH2OH2O,故四种物质的沸点从低到高的顺序为H23CH2OH2O;C错误;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ键数目为7个;含有π键的数目是1个,所以分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1,D正确;
故答案选AC。14、BC【分析】【分析】
【详解】
A.该分子为三角锥型结构;正负电荷重心不重合,所以为极性分子,A错误;
B.PH3分子中P原子最外层有5个电子;其中3个电子和3个H原子形成共用电子对,所以该物质中有1个未成键的孤对电子,B正确;
C.氮元素非金属性强于磷元素,PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱;C正确;
D.同种非金属元素之间存在非极性键;不同非金属元素之间存在极性键,所以P-H是极性键,D错误;
答案选BC。三、填空题(共5题,共10分)15、略
【分析】【分析】
(1)金属键没有方向性和饱和性;金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动,属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光;
(2)Ni的外围电子排布为3d84s2;3d能级上有2个未成对电子;
(3)CO配位时;提供碳原子上的一对孤对电子;CO中C和O以三键结合;
(4)ABm型杂化类型的判断:
中心原子电子对计算公式:电子对数n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)
注意:①当上述公式中电荷数为正值时取“﹣”;电荷数为负值时取“+”.
②当配位原子为氧原子或硫原子时;成键电子数为零。
根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化;sp3杂化是四面体构型,sp2杂化;分子呈平面三角形。
【详解】
(1)a.金属键没有方向性和饱和性;故A错误;
b.金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用;故B正确;
c.金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动;故C错误;
d.金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光;故D错误;
故答案为b;
(2)Ni的外围电子排布为3d84s2;3d能级上有2个未成对电子.第二周期中未成对电子数为2的元素有C;O,其中C的电负性小,故答案为C;
(3)中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,中心原子是Ni,价电子排布3d84s2,共10个电子,CO配位时,提供碳原子上的一对孤对电子,=4;CO中C和O以三键结合;含有1个σ键;2个π键,故答案为4;1:2;
(4)甲醇分子内C的成键电子对数为4,无孤电子对,杂化类型为sp3,是四面体结构,甲醛分子中的碳采取sp2杂化,是平面三角形结构,甲醇分子内O﹣C﹣H键角比甲醛分子内O﹣C﹣H键角小,故答案为sp3;小于。【解析】①.b②.C③.4④.1:2⑤.sp3⑥.小于16、略
【分析】【详解】
(1)同周期从左到右第一电离能逐渐增大,第VA族元素因为p轨道半充满,第一电离能高于同周期第VIA族元素,所以N>O,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,则Mg>Ca,故答案为:>;>;
(2)同周期元素从左到右,电负性逐渐增强,则OP,故答案为:<;>;
(3)能层序数相同时,能级越高,能量越高,则ns<3d,故答案为:<;<。【解析】①.>②.>③.<④.>⑤.<⑥.<17、略
【分析】【详解】
(1)Co为27号元素,依据电子排布的原则,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。元素Mn为金属,O为非金属,第一电离能较大的是O;Mn和O的基态原子核外未成对电子数分别为3、2,则基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。答案为:[Ar]3d74s2;O;Mn;
(2)CO2分子中,C原子只与两个氧原子形成共价键,且最外层无孤对电子,CH3OH分子中C原子与4个原子形成共价键,所以二者的杂化形式分别为sp和sp3。答案为:sp;sp3;
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四种分子中,CH3OH、H2O都能形成分子间的氢键,H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大、范德华力较大,所以沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2,答案为:H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大;范德华力较大;
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在Mn2+与NO3-间的离子键和NO3-内的π键。答案为:离子键和π键。
【点睛】
注意分子间的范德华力比氢键小得多,比较沸点时,还需从氢键的数目和键长寻找突破。【解析】①.[Ar]3d74s2②.O③.Mn④.sp;sp3⑤.H2O>CH3OH>CO2>H2⑥.H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多⑦.CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大⑧.离子键和π键18、略
【分析】【详解】
(1);处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;
故答案为电子云;
(2);钾的焰色反应为紫色。发生焰色反应;是由于电子从较高能级跃迁到较低能级时释放能量,释放的能量以光的形式呈现;
故答案为紫色;电子从较高能级跃迁到较低能级时释放能量;释放的能量以光的形式呈现;
(3)、根据氮原子的结构,叠氮化钾晶体中含有的共价键类型有σ键和π键。N3-与CO2是等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构为直线形,则N3-的空间构型为直线形;
故答案为σ键和π键;直线形;
(4)、Mn元素基态原子核外有25个电子,电子排布式为[Ar]3d54s2,故其价电子排布式为3d54s2。【解析】①.电子云②.紫③.电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量④.σ键和π键⑤.直线形⑥.3d54s219、略
【分析】【分析】
(1)①金属性越强电负性越小;非金属性越强,电负性越大,据此解答;
②由原子守恒确定物质A为K2S;含极性共价键的分子为CO2;分子中C原子形成2个C=O键,分子构型为直线型,不含孤对电子,杂化轨道sp杂化;
③根据CN-与N2结构相似;C原子与N原子之间形成三键进行分析;
(2)原子序数小于36的元素Q和T;在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q;T处于第Ⅷ族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe元素,T为Ni元素,再经过核外电子排布规律解答;
(3)由晶胞结构图可知;以顶点原子为研究对象,与之最近的原子处于面心上,每个顶点原子为12个面共用,故晶胞中该原子的配位数为12,该单质晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积。
【详解】
(1)①同周期自左而右电负性增大;金属性越强电负性越小,故电负性O>N>C>K;
答案:O>N>C>K
②由原子守恒可知,物质A为K2S,属于离子化合物,由钾离子与硫离子构成;含极性共价键的分子为CO2;分子中C原子形成2个C=O键,分子构型为直线型,不含孤对电子,杂化轨道数目为2,为sp杂化方式;
答案:离子晶体sp杂化。
③CN-与N2结构相似;C原子与N原子之间形成三键,则HCN分子结构式为H-C≡N,三键中含有1个σ键;2个π键,单键属于σ键,故HCN分子中σ键与π键数目之比为1:1;
答案:1:1
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q、T处于第Ⅷ族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe元素,T为Ni元素,Ni元素是28号元素,Ni原子价电子排布式为3d84s2,Fe2+的核外电子排布式为1s24s22p63s23d6;3d能级有4个单电子;
答案:3d84s24
(3)由晶胞结构图可知;以顶点原子为研究对象,与之最近的原子处于面心上,每个顶点原子为12个面共用,故晶胞中该原子的配位数为12,该单质晶体中原子的堆积方式为面心立方最密堆积;
答案:12面心立方最密堆积【解析】①.O>N>C>K②.离子晶体③.sp杂化④.1∶1⑤.3d84s2⑥.4⑦.12⑧.面心立方最密堆积四、工业流程题(共1题,共4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45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为氯元素,两者形成的一种常见溶剂为CCl4;其分子空间构型为正四面体结构,故答案:正四面体结构;
(3)根据元素周期表可知:元素①为氢元素,⑥为磷元素,两者形成的最简单分子为PH3;分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子,故答案:极性;
(4)根据元素周期表可知:元素⑥为磷元素,元素⑦为硫元素,P原子为半充满的稳定结构,磷的第一电离能大于硫元素的第一电离能;元素②为铍元素,元素④为镁元素,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则铍元素的电负性大于镁元素的电负性,故答案:>;>;
(5)根据元素周期表可知:元素⑨为铜元素,位于第四周期IB族,所以铜元素的基态原子核外价电子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根据元素周期表可知:元素⑧为氯元素,元素④为镁元素,形成的化合物为MgCl2,其电子式为故答案:
(6)根据元素周期表可知:元素⑩为锌元素,元素⑤为铝元素,铝能与NaOH溶液反应,所以锌也能与NaOH溶液反应,其反应的化学方程式为:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O。【解析】ds正四面体结构极性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O25、略
【分析】【详解】
由元素在周期表中的位置可知,①为H,②为Be,③为C,④为N,⑤为O,⑥为F,⑦为Mg,⑧为Cl,⑨为Cr;⑩为Cu。
(1)⑨为Cr元素,原子核外电子数为24,价层电子排布为[Ar]3d54s1;
(2)素③与①形成的水果催熟剂气体化合物为CH2=CH2,C原子成3个δ键、没有孤电子对,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化;
元素⑦与⑧形成的化合物MgCl2是由镁离子和氯离子形成的离子化合物;晶体类型是离子晶体;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,能量相同的原子轨道在全满、半满、全空时体系能量最低,原子较稳定,因此价电子排布处于半满的轨道的元素,其第一电离能比临近原子的第一电离能大,所以元素④的第一电离能>元素⑤的第一电离能;元素④与元素①形成的是NH3分子,三角锥形;原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,N2的电子数为14,与之为等电子体的分子为CO,离子为CN-;
(4)④是N元素,最高价氧化
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