![2025年粤教版选修3化学上册阶段测试试卷含答案_第1页](http://file4.renrendoc.com/view11/M03/32/08/wKhkGWebgLiAOx7sAAEL2ZUX7fo461.jpg)
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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年粤教版选修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6题,共12分)1、某原子核外电子排布为3s23p7,它违背了()A.泡利原理B.能量最低原理C.洪特规则D.洪特规则特例2、以下是一些原子的能级和能级中电子排布的情况,其中违反了洪特规则的是()
①
②
③
④
⑤
⑥A.①②④B.①③④C.③④⑤D.②④⑤3、下列说法中正确的是()A.第3周期所包含的元素中钠的第一电离能最大B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中,氟的电负性最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大4、对于A1型最密堆积的描述错误的是()A.A1型最密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞B.面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个微粒C.平均每个面心立方晶胞中有14个微粒D.A1型最密堆积可用符号“ABCABC”表示5、有关晶体的下列说法中正确的是A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定B.氯化钠熔化时离子键未被破坏C.冰熔化时水分子中共价键发生断裂D.原子晶体中共价键越强,熔点越高6、从结构角度分析,下列说法错误的是A.的立体构型为V形,中心原子的杂化方式为B.中,阴离子立体构型为平面三角形,C原子的杂化方式为C.因分子间存在氢键,所以中其沸点最高D.因金属性所以熔点:评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)7、有关元素X、Y、Z、W的信息如下:。元素信息X所在主族序数与所在周期序数之差为4Y最高氧化物对应的水化物为强电解质,能电离出电子数相等的阴、阳离子Z单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子
下列说法不正确的是()A.原子半径:Y>W>XB.Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5C.Y的单质在X2气体中燃烧,所得生成物的阴、阳离子个数比为1:1D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂1.8克8、研究表明,氮氧化物在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列有关各元素原子的说法正确的是()
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”,“缔合分子”内存在氢键B.基态O2-的价电子排布式为1s22s22p6C.中N的杂化方式为sp3,与SO3互为等电子体D.的空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长相等9、通过反应“P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)=3NaH2PO2(aq)+PH3(g)ΔH>0”,能制得用于化学镀镍的NaH2PO2。P4的结构如图所示;则下列说法正确的是。
A.白磷中各P原子通过共价键相连接形成共价晶体B.H2O分子的立体构型为V形C.该反应能自发进行,则ΔS<0D.反应产物PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化10、短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,Z是地壳中含量最高的元素。下列叙述正确的是A.W的氧化物的水化物一定是强酸B.XW2的结构式为:W=X=WC.WZ3分子中所有原子处于同一平面D.Z与R形成的化合物中只含有离子键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、下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是()A.Si、Si金刚石的熔点依次降低B.SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高D.AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高13、铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一;其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是。
A.铁镁合金的化学式为Mg2FeB.晶体中存在的化学键类型为金属键、离子键C.晶胞中Fe与Mg的配位数均为4D.该晶胞的质量是g评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)14、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.15、铝;锌、铁在人类生产和生活中有重要作用;也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:。离子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
16、根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。
(1)Ti:_____________________________________________________;
(2)Cr:____________________________________________________;
(3)铜:___________________________________________________;
(4)Fe3+:_________________________________________________。17、氢原子是最轻的原子;人们曾预言它可能是所有元素之母。碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。按要求回答:
(1)宇宙中含量最多的元素是氢和______。基态碳原子的核外电子占有______个原子轨道。
(2)光化学烟雾中除了含有NOx外,还含有HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①PAN中C的杂化方式有______。1molPAN中含有的σ键数目为______。组成PAN的元素的电负性大小顺序为______。
②相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3______(填“高”或“低”);
(3)水溶液中有H3O+、等微粒的形式。请画出的结构式:______。18、A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧;产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置是___________,写出一种工业制备单质F的离子方程式_____________。
(2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为______________,其水溶液与F单质反应的化学方程式为__________________________________________________;在产物中加入少量KI,反应后加入CC14并振荡,有机层显_______色。
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:。物质组成和结构信息a含有A的二元离子化合物b含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1c化学组成为BDF2d只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式为_____;b的化学式为______________;c的电子式为________________;
d的晶体类型是_________________。
(4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过____键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为______。19、(1)元素C、N、O、K的电负性从大到小依次为______________。
(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为___________。
(3)下图是周期表中短周期的一部分,A的单质是空气中含量最多的物质,其中第一电离能最小的元素是______________(填“A”“B”“C”或“D”)。
20、回答下列问题:
(1)碳原子的核外电子排布式为____________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能,原因是________________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的电子排布式:________。电离能/kJ·mol-1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540
(3)下表是第三周期部分元素的电离能[单位:eV(电子伏特)]数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7
下列说法正确的是________(填字母)。
A.甲的金属性比乙强。
B.乙的化合价为+1价。
C.丙不可能为非金属元素。
D.丁一定为金属元素。
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:。元素FeFe电离能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价电子排布式:________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是_________________________。21、(1)可用作食盐的抗结剂,高温下会分解生成KCN、C、C等物质,上述物质中涉及的几种元素的第一电离能由大到小的顺序为______;中,铁原子不是采用杂化的理由是______。
(2)气态为单分子时,分子中S原子的杂化轨道类型为______,分子的立体构型为______;的三聚体环状结构如图1所示,该结构中键长有a、b两类,b的键长大于a的键长的可能原因为______。
(3)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”或大键大键可用表示,其中m、n分别代表参与形成大键的电子数和原子个数,如苯分子中大键表示为
①下列微粒中存在“离域键”的是______;
A.
②分子中大键可以表示为______;
(4)铁、钾两种单质的堆积方式剖面图分别如图2、图3所示。铁晶体中原子的空间利用率为______用含的式子表示22、按要求回答下列问题。
(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_______(填序号,下同),违反能量最低原理的是_____,违反泡利不相容原理的是_____,违反洪特规则的是_______。
①Si:
②Al:
③Co3+最外层:
④Mg2+:1s22s22p6
⑤Sc:1s22s22p63s23p63d3
⑥Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
(2)物质:①甲烷②硫化氢③氢氧化镁④氨气⑤乙烯。条件符合条件物质的序号既含极性键又含非极性键______含有极性键的极性分子______上述分子中键角由大到小的顺序______
(3)甲图FeO晶胞中与Fe2+最近的Fe2+的个数为__________;乙图晶胞中A、B两种微粒个数比为______;丙图晶胞中A、B两种微粒个数比为_________。
甲.乙.丙.评卷人得分四、原理综合题(共3题,共27分)23、VA族元素氮、磷、砷(As)、锑(Sb);铋(Bi)的单质及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。
(1)铋合金可用于自动喷水器的安全塞,一旦发生火灾时,安全塞会“自动”熔化,喷出水来灭火。铋的价电子排布式为_______。
(2)第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有_______(填元素符号)。
(3)Pt(NH3)2C12具有如图所示的两种平面四边形结构(一种有抗癌作用),其中在水中的溶解度较小是_______(填“顺式”或“反式”)。
(4)氨硼烷(BH3▪NH3)是一种储氢材料,与乙烷互为等电子体,熔点为104℃。氨硼烷晶体中各种微粒间的作用力涉及________(填标号)。
A.范德华力B.离子键C.配位键D.金属键。
(5)偏亚砷酸钠(NaAsO2)是一种灭生性除草剂,可杀死各种草本植物,其阴离子的立体构型为___。
(6)化肥厂生产的(NH4)2SO4中往往含有少量极易被植物根系吸收的具有正四面体结构的N4H44+,其结构式为_______,其中N原子的杂化方式为________。
(7)镧、铁、锑三种元素组成的一种固体能实现热电效应。该固体晶胞结构如图l所示,晶胞参数为anm,Fe原子填在6个Sb原子形成的正八面体空隙中;晶胞6个表面的结构都如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图l中原子甲的坐标为(0,0,0),原子乙的坐标为(0),则原子丙的坐标为________。
②设阿伏加德罗常数的值为NA,则该固体的密度ρ=__g·cm-3(列出计算式即可)。24、锰及其化合物用途非常广泛,请回答下列问题:
(1)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,下列说法合理的是________
A.Mn3+的价电子构型为3d4;不属于较稳定的电子构型。
B.根据Mn2+的电子构型可知,Mn4+中不含成对电子。
C.Mn2+易被氧化,可能是因为Mn2+轨道内有大量自旋方向相同的电子。
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型;所以它们的化学性质相似。
(2)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]。配体CH3CN与中心原子形成配位键时,提供孤对电子的原子是_________原子(填写元素名称),该分子中碳原子的杂化方式为___________。
(3)研究发现,在成甲醇反应(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。反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为___________,原因是________________,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______,NO的空间构型是______________(用文字描述)。
(4)某锰氧化物的晶胞结构如图所示,该锰氧化物的化学式为___________,该晶体中Mn的配位数是_______,该晶体中Mn之间的最近距离为_____cm(用含a、b的代数式表示)。
25、利用铁矿石(Fe2O3),可以制得Fe3[Fe(CN)6]2和Fe(SCN)3;请回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布式为___________。
(2)O、S、C三种元素的电负性由大到小的顺序为___________,Fe(CO)5是一种浅黄色液体,熔点-20℃,沸点103℃。Fe(CO)5晶体类型是___________。
(3)KSCN是检验Fe3+的试剂之一,与SCN-互为等电子体的分子为___________(任写一种),SCN-中碳原子的杂化类型为___________。第一电离能I1(N)___________I1(O)(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是___________。
(4)钾晶体(其晶胞结构如图所示)的晶胞参数为apm。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切,则钾原子的半径为___________pm,晶体钾的密度计算式是___________g/m3(设NA为阿伏加德罗常数的值)
评卷人得分五、工业流程题(共1题,共8分)26、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______________。评卷人得分六、结构与性质(共4题,共24分)27、“天问一号”着陆火星;“嫦娥五号”采回月壤,探索宇宙离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室;涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。75号元素铼Re,熔点仅次于钨,是稀有金属之一,地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌、铅等矿物中。
(1)镍原子价层电子表示式为_______,在元素周期表中,铼与锰在同族,铼在元素周期表中的位置是_______。
(2)铼易形成高配位数的化合物如该配合物中_______(填元素符号)提供孤对电子与铼成键,原因是_______,1mol中有_______mol配位键。
(3)锌在潮湿的空气中极易生成一层紧密的碱式碳酸锌薄膜,使其具有抗腐蚀性。碱式碳酸锌中非金属元素的电负性由大到小的顺序为_____,的空间构型为_______(用文字描述)。与互为等电子体的分子是_______(写一种即可)。
(4)分子中碳原子的杂化类型为_______,比的熔点沸点_______(填“高”或“低”),原因是_______。
(5)三氧化铼晶胞如图所示,摩尔质量为晶胞密度为铼原子配位数为_______,铼原子填在了氧原子围成的_______(填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中,该晶胞的空间利用率为_______(铼的原子半径为氧原子半径为列出计算式)。
28、在每个能层中,能级符号的顺序是____________(n代表能层),任意能层总是从____能级开始,而且能级数等于________,第一能层只有____个能级,能级符号____,第二能层有______个能级,能级符号________,第三能层有____个能级,能级符号________,等等,以____排序的各能级可容纳的最多电子数依次是________。29、氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为____________。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________。的沸点比高,原因是__________。
(3)甲醛(H2CO)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”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。30、均是铬的重要化合物;回答下列问题:
(1)基态Cr原子的未成对电子数为________________。
(2)的结构如图所示。
①下列有关的说法正确的是__________(填标号)。
A.含离子键、σ键B.含离子键;σ键和π键。
C.氧原子与中心原子间形成配位键D.铬显+10价。
②已知电子亲和能(E)是基态的气态原子得到电子变为气态阴离子所放出的能量,氧的第一电子亲和能E1为__________kJ/mol;△H2>0,其原因是_____________________________________。
(3)雷氏盐的化学式为
①H、C、N、O四种元素的电负性由大到小的顺序为__________________。
②其阳离子的中心原子的杂化方式为_________________,配体之一NH3分子的立体构型为______。
③与配体NCSˉ互为等电子体的阴离子有等,分子有_____________________(写1种);画出的结构式:_____________________________。
(4)的晶体密度为晶体结构(如下图)为六棱柱,底边边长为高为设阿伏加德罗常数的值为NA,则a2c=_______________(列出计算式)。
参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】【分析】
【详解】
泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子;能量最低原理是指核外电子优先排布能量最低的轨道;洪特规则是指在相同能量的轨道上;电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋方向;洪特规则特例是指全充满;半充满、全空状态都是稳定状态;3p能级有3个轨道,根据泡利原理最多只能排布6个电子,所以3p能级排布7个电子,违背了泡利原理。
答案选A。2、D【分析】【分析】
洪特规则是当多个原子进入同一能级时;原子优先各自占据一个轨道,且自旋方向相同;泡利原理:同一轨道最多容纳两个电子,且自旋状态相反。
【详解】
题意分析如下:①不符合泡利原理;②不符合洪特规则;③书写正确,一般双原子写在第一个轨道里;④不符合洪特规则;⑤不符合洪特规则;⑥书写正确;符合题意的是②④⑤,答案为D。3、C【分析】【详解】
A.同周期元素自左至右第一电离能呈增大的趋势;Na元素是第三周期元素中第一电离能最小的,故A错误;
B.镁的最外层为全满状态(3s2);更稳定,第一电离能大于Al元素,故B错误;
C.非金属性越强;电负性越大,同周期主族元素自左至右非金属性增强,同主族元素自上而下非金属性减弱,所以非金属性最强的元素为F元素,也即电负性最大的,故C正确;
D.同周期元素自左至右第一电离能呈增大的趋势;K的第一电离能比Mg的第一电离能更小,故D错误;
故答案为C。4、C【分析】【详解】
A.A1型最密堆积晶体的晶胞中微粒位于晶胞的每个顶点和面心;所以也叫面心立方晶胞,A正确;
B.面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个微粒;B正确;
C.根据均摊法,平均每个面心立方晶胞中有=4个微粒;C错误;
D.面心立方晶胞在三维空间里以密置层采取ABCABC堆积;D正确;
故答案为C。5、D【分析】【详解】
A.分子的稳定性取决于共价键的强弱;与分子间作用力大小无关,故A错误;
B.氯化钠为离子晶体;熔化时破坏离子键,故B错误;
C.冰是分子晶体;融化时只破坏分子间力,与共价键无关,故C错误;
D.原子晶体熔化时要破坏共价键;所以原子晶体共价键越强,熔点越高,故D正确;
故选D。6、D【分析】【详解】
A.的中心原子I的价层电子对为2+=4,中心原子的杂化方式为立体构型为V形,故A正确;
B.中,阴离子中C的价层电子对为3+=3,C原子的杂化方式为立体构型为平面三角形,故B正确;
C.因分子间存在氢键,所以中其沸点最高;故C正确;
D.因离子半径晶格能KCl<NaCl,所以熔点KCl<NaCl,故D错误;
故选D。
【点睛】
二、多选题(共7题,共14分)7、CD【分析】【分析】
X所在主族序数与所在周期序数之差为4,则为第2周期时,在ⅥA族,即X为O元素,或为第3周期时,在ⅤⅡA族,即X为Cl元素;Y的最高价氧化物对应的水化物,能电离出电子数相等的阴、阳离子,则由NaOH═Na++OH-,所以Y为Na元素;Z的单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏,则Z为Fe元素;W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子1s22s22p3;则W为Al,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;X为O元素或Cl元素,Y为Na元素,Z为Fe元素,W为Al元素。
A.一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,原子半径:Y>W>X;故A正确;
B.铁为26号元素,Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5;故B正确;
C.钠的单质在氧气或氯气中燃烧;所得生成物为过氧化钠或氯化钠,其中过氧化钠的阴;阳离子个数比为1:2,故C错误;
D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,该反应的氧化剂为水,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂H2O0.3mol;质量为5.4g,故D错误;
故选CD。
【点睛】
正确判断元素是解题的关键。本题的难点为X的不确定性,易错点为D,要注意铝与氢氧化钠溶液的反应中铝为还原剂,水为氧化剂。8、AD【分析】【详解】
A.接近沸点的水蒸气中存在“缔合分子”;水分子内存在O-H共价键,“缔合分子”内水分子间存在氢键,A正确;
B.基态O2-的价电子排布式为2s22p6;B不正确;
C.中N的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,与SO3互为等电子体;C不正确;
D.中N原子的价层电子对数为4;其空间构型为正四面体,4个N-H共价键的键长;键能都相等,D正确;
故选AD。9、BD【分析】【详解】
A.白磷中4个P原子通过共价键相连接形成P4分子;属于分子晶体,故A错误;
B.H2O分子的立体构型为V形;故B正确;
C.该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;ΔH>0,则ΔS>0,故C错误;
D.PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化;故D正确;
答案选BD。
【点睛】
该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;PH3中磷原子于氢原子共用三个电子对,含有一对孤电子对,故杂化方式为sp3杂化。10、BC【分析】【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,则该离子为SCN-;则X为C元素,Y为N元素,W为S元素;R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,R为Na;Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素,据此分析解答。
【详解】
A.W为S元素;其氧化物的水化物形成的为硫酸和亚硫酸,亚硫酸为弱酸,故A错误;
B.X为C元素,W为S元素,XW2为CS2,CS2与CO2互为等电子体,互为等电子体的微粒具有相似的结构,CO2的结构式为O=C=O,则CS2的结构式为S=C=S;即:W=X=W,故B正确;
C.W为S元素,Z为O元素,WZ3为SO3,分子中中心原子S原子的价层电子对数=3+=3,S采取sp2杂化;结构为平面三角形,则分子中所有原子处于同一平面,故C正确;
D.Z为O元素,R为Na,Z与R形成的化合物为Na2O或Na2O2,二者均为离子化合物,Na2O中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键;故D错误;
答案选BC。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、AD【分析】【详解】
A.Si;SiC、金刚石都是原子晶体;共价键越强熔点越大,共价键键长C-C<Si-C<Si-Si,所以熔点高低的顺序为:金刚石>SiC>Si,故A错误;
B.一般来说,熔点为原子晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点为BN>MgBr2>SiCl4;故B正确;
C.结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高;故C正确;
D.AsH3、PH3、符合组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以AsH3>PH3,氨气分子间存在氢键,沸点大于AsH3、PH3,因而沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故D错误;
答案选AD。13、BC【分析】【分析】
【详解】
A.根据均摊法,该晶胞中Fe原子的数目为=4,Mg原子的个数为8,Fe、Mg原子个数之比=4:8=1:2,所以其化学式为Mg2Fe;故A正确;
B.金属晶体中存在金属键;该晶体属于合金,属于金属晶体,所以只含金属键,故B错误;
C.根据晶胞结构示意图可知,距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个,即Mg的配位数为4,而该晶体的化学式为Mg2Fe;所以Fe的配位数为8,故C错误;
D.晶胞中Fe原子个数为4,Mg原子个数为8,所以晶胞的质量为=g;故D正确;
故答案为BC。三、填空题(共9题,共18分)14、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15、略
【分析】【详解】
(1)铁为26号元素,基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2,所以Fe2+电子排布式为[Ar]3d6;Zn为30号元素,基态原子能级最高的电子为4s上的2个电子,所有电子云轮廓图形状为球形,故答案为:[Ar]3d6球形;
(2)Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定,不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构,所以Al原子的第一电离能比Mg大,故答案为:Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1;易失去一个电子形成稳定结构;
(3)[Zn(NH3)6]2+中每个N原子形成3个氮氢σ键,与Zn2+形成1个配位键,配位键也属于σ键,所以1mol该离子中σ键为24mol;阴离子为根据价层电子对互斥理论,其中心原子S的价电子对为对,所以中心S为sp3杂化。NH3分子中N原子的电负性强,原子半径小,使得N—H键的极性增强而表现一定的电性,分子之间能够形成氢键,而PH3分子中P半径大,电负性小,则不能形成分子间氢键,只存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力,所以沸点NH3大于PH3,故答案为:24sp3氨分子之间形成分子间氢键;
(4)Sc3+的外围电子排布式为[Ar]3d0、Cr3+的外围电子排布式为[Ar]3d3、Fe2+电子排布式为[Ar]3d6、Zn2+的外围电子排布式为[Ar]3d10;对比四种离子的外围电子排布式可知,其水合离子的颜色与3d轨道上的单电子有关,故答案为:3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态);
(5)Fe能够提供空轨道,而Cl能够提供孤电子对,故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为其中Fe的配位数为4,故答案为:4;
(6)由图示,堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便,选取该六棱柱结构进行计算:六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的铁原子为个,N原子位于六棱柱内部,所以该六棱柱中的氮原子为2个,该结构的质量为该六棱柱的底面为正六边形,边长为xcm,底面的面积为6个边长为xcm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为cm2,高为ycm,所以体积为cm3。所以密度为:故答案为:【解析】[Ar]3d6球型Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构24sp3氨分子之间形成分子间氢键3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态)416、略
【分析】【详解】
(1)Ti为22号元素,根据核外电子排布规律可知其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;
(2)Cr为24号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为半充满结构:1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1;
(3)铜为29号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为全充满结构:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)Fe3+为26号元素Fe失去外围的三个电子,其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。【解析】①.1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2②.1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1③.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1④.1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d517、略
【分析】【分析】
判断有机物中C原子的杂化方式可以根据有机物中C的成键方式进行判断;计算键数目时,要注意一个双键中含有一个键;比较由分子构成的物质的沸点大小时,可以从摩尔质量,氢键以及结构中支链个数这几个角度入手分析;书写的结构时;要清楚其是由水合氢离子与水分子通过氢键形成的。
【详解】
(1)宇宙中氢元素占88.6%、氦占11.1%,宇宙中含量最多的元素是氢和氦;C的电子排布为1s22s22p2;s能级只有1个轨道,p能级有3个轨道,基态原子电子排布满足洪特规则,因此基态碳原子的2p能级有两个轨道被占据,基态碳原子核外电子总计占有4个轨道;
(2)①PAN分子中,C原子形成了单键和双键,形成4条单键的碳原子,其键角约为109°28′,形成一个双键的碳原子,其键角约为120°,因此碳原子的杂化类型有sp3、sp2;一个双键含有一个σ键,由PAN结构可知,一个PAN分子中含有10个σ键,所以1molPAN中含有的σ键数目为10NA;PAN分子中含有C;H、N、O元素;元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:O>N>C>H;
②由于HCOOH存在分子间氢键,CH3OCH3只存在分子间作用力,所以HCOOH的沸点比CH3OCH3高;
(3)是由水分子和水合氢离子通过氢键形成的微粒,则的结构式为:
【点睛】
对于碳原子,形成4条单键时一般可认为是sp3的杂化方式,形成1个双键时一般可认为是sp2的杂化方式,形成1个三键时一般可认为是sp的杂化方式;对于O原子,形成单键时一般可认为是sp3的杂化方式;对于N原子,形成单键时一般可认为是sp3的杂化方式,形成双键时一般可认为是sp2的杂化方式。【解析】氦4sp2、sp310NA(或6.02×1024)O>N>C>H高18、略
【分析】【详解】
根据“非金属元素A最外层电子数与其周期数相同”确定A为氢元素;然后根据其它信息推出B为碳元素,D为氧元素,E为钠元素,F为氯元素。
⑴H在周期表中的位置为第一周期IA族;工业制备上Cl2的原理有电解饱和食盐水或电解熔融的NaCl;据此便可写出其相应的离子方程式。
⑵C、O、Na组成的一种盐中,满足E的质量分数为43%的盐为Na2CO3,俗称纯碱或苏打;其水溶液与Cl2反应,可理解为Cl2先与水反应有HCl和HClO,Na2CO3水解有NaHCO3和NaOH,二者再反应,可确定其生成物有NaClO、NaCl、NaHCO3,然后通过氧化还原反应的配平方法将其配平;在产物中加入少量KI,NaClO将KI氧化生成I2,反应后加人CC14并振荡溶液显紫色。
⑶在这些元素中只有Na才与H形成二元离子化合物NaH(a的化学式);形成含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1的物质有Na2〇2和Na2C2(b的化学式);BDF2的化学式为COCl2,其结构式为据此便可写出其电子式只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为金属钠;属于金属晶体。
⑷由H和C、O元素组成的两种二元化合物CH4、H2O能形成一类新能源物质,一种化合物分子(H2O)通过氢键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分CH4)分子进入该空腔,CH4分子的空间结构为正四面体结构。
考点:考查物质的结构与元素周期表(律)、化学式的推断、电子式的书写、化学、离子方程式的书写,晶体类型、分子间作用力(氢键)、空间构型等。【解析】①.第一周期IA族②.2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+C12↑(或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑③.纯碱(或苏打)④.2Na2CO3+Cl2+H2O=NaClO+NaCl+2NaHCO3⑤.紫⑥.NaH⑦.Na2〇2和Na2C2⑧.⑨.金属晶体⑩.氢⑪.正四面体19、略
【分析】【详解】
(1)非金属性越强,电负性越强,所以电负性:O>N>C>K;
(2)SiH4中共用电子对偏向H,说明H对电子的吸引能力更强,H的电负性大于Si,同理C的电负性大于H,所以三种元素电负性:C>H>Si;
(3)A的单质是空气中含量最多的物质;则A为N,B为O,C为P,D为S,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以A;B的第一电离能大于C、D,由于P元素的最为层为半满状态,所以第一电离能大于S,故四种元素中第一电离能最小的是D。
【点睛】
同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第ⅡA族元素(最外层全满)大于第ⅢA元素,第ⅤA族(最外层半满)大于第ⅥA族元素。【解析】①.O>N>C>K②.C>H>Si③.D20、略
【分析】【详解】
(1)、碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2;N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,2p轨道半充满的原子能量低,较稳定,O原子核外电子排布式为1s22s22p4;所以非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能;
故答案为1s22s22p2;N原子的2p轨道达到半充满结构;比较稳定;
(2)、从表中电离能数值来看,A、B的第三电离能出现突跃,可见它们是第ⅡA族元素,因A、B均为短周期元素,且B的第一、二电离能均比A的小,故B是镁。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2;
故答案为1s22s22p63s2;
(3);甲、乙、丙、丁为第三周期元素;甲元素的第一电离能远远小于第二电离能,说明甲元素最外层有1个电子,失去1个电子时达到稳定结构,所以甲为Na元素;乙元素的第二电离能远远小于第三电离能,则乙元素最外层有2个电子,失去两个电子后达到稳定结构,所以乙为Mg元素;丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大,说明丙元素最外层大于3个电子,丙、丁一定为非金属元素。甲为Na元素,乙为Mg元素,故甲的金属性比乙强,A项正确;乙为Mg元素,化合价为+2价,B项错误;丙、丁一定为非金属元素,C、D项错误;
故选A;
(4)、Mn的原子序数为25,失去2个电子变为Mn2+,则Mn2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故其价电子排布式为3d5;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难;
故答案为3d5;Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。【解析】①.1s22s22p2②.N原子的2p轨道达到半充满结构,比较稳定③.1s22s22p63s2④.A⑤.3d5⑥.由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少21、略
【分析】【分析】
(1)第一电离能实际上就是失电子的难易程度;电离能越小则代表失电子越容易,则还原性越强,因此可以从氧化还原性的强弱来考虑;
(2)键长与键能呈负相关,即键越长则能量越低,越容易断裂;对于稳定性而言是三键>双键>单键,则键长是单键>双键>三键;
(3)题干中已经告知我们大键的形成条件;因此我们只要从这些微粒的分子结构来判断存不存在相互平行的p轨道即可;
(4)利用率即“原子的体积占整个晶胞体积的百分比”;分别算出二者的体积再构造分式即可。
【详解】
一般金属性越强则第一电离能越小,同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,IIA族、VA族为全充满或半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能:与形成6个配位键,配位数为6,杂化无法形成6个空轨道;
分子中S原子形成2个键,孤电子对数为价层电子对数故分子中S原子的杂化轨道类型为杂化;分子的立体构型为V形;连接2个S原子的氧原子与S原子之间形成单键,连接1个S原子的氧原子与S之间形成双键,单键之间作用力比双键弱,单键的键长较长;
形成离域键的条件是“原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道“,硫酸根离子是正四面体结构,原子不处于同一平面内,硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道,为V形结构,为平面三角形,有相互平行的p轨道,可以形成离域键;
故答案为AD;
为直形型结构,有相互平行的p轨道,分子中大键可以表示为:
铁的晶体为面心立方最密堆积,令Fe原子的半径为rcm,则晶胞的棱长为晶胞体积晶胞中Fe原子数目晶胞中Fe原子总体积晶胞中原子的空间利用率【解析】中配位数为6V形形成b键的氧原子与两个S原子结合,原子之间形成单键,作用力较小22、略
【分析】【分析】
核外电子排布需满足3个原理或规则;即:
能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道;然后依次进入能量较高的轨道;
泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;
洪特规则:在等价轨道(相同电子层;电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道;且自旋方向相同,据此回答。
【详解】
(1)①Si的3p轨道的两个电子应为图上违反了洪特规则,①错误;
②Al的2p轨道成对的电子应当自旋相反;图上违反了泡利不相容原理,②错误;
③Co为27号元素,Co3+有24个电子,价电子排布图应为图上违反了洪特规则,③错误;
④Mg2+有12-2=10个电子,其核外电子排布式为:1s22s22p6;④正确;
⑤Sc为21号元素,基态Sc原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d14s2;题上违反了能量最低原理,⑤错误;
⑥Cr为24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1;⑥正确;
综上所述;④⑥正确。
故答案为:④⑥;⑤;②;①③;
(2)活泼金属与非金属原子之间易形成离子键;非金属原子之间易形成共价键,同种原子之间形成的共价键称为非极性键,不同种原子之间形成共价键称为极性键。
①甲烷:C和H之间以极性键结合成正四面体;键角109°28’,正负电荷重心重合,为非极性分子;
②硫化氢中S和H之间以极性键结合;硫化氢是V形分子,键角92°,正负电荷重心不重合,为极性分子;
③氢氧化镁中Mg2+和OH-之间以离子键结合;是离子化合物,H和O之间以极性键结合;
④氨气中N和H之间以极性键结合;为三角锥形分子,键角107°18’,正负电荷重心不重合,为极性分子;
⑤乙烯(CH2=CH2)中;C和C以非极性键结合成碳碳双键,C和H之间以极性键结合,乙烯是平面型分子,键角120°,正负电荷重心重合,为非极性分子;
故答案为:⑤;②④;⑤①④②;
(3)甲:以上面面心的Fe2+为例,该Fe2+到水平面的四个Fe2+,下方的4个侧面面心的Fe2+,还有上方的4个侧面面心的Fe2+的距离都相当;为最小距离;
乙图:根据均摊法,A粒子个数=6=0.5,B粒子个数==2;A;B粒子个数比=0.5:2=1:4;
丙图:A粒子个数==1,B粒子个数=12=3;A;B粒子个数比=1:3。
故答案为:12;1:4;1:3。
【点睛】
采用均摊法计算粒子个数时,正三棱柱顶点的粒子有12个晶胞共用,上、下棱上的粒子有4个晶胞共用,侧棱上的粒子有6个晶胞共用。【解析】④⑥⑤②①③⑤②④⑤①④②121:41:3四、原理综合题(共3题,共27分)23、略
【分析】【分析】
(1)第VA的元素最外层有5个电子;根据构造原理可得其价层电子排布式;
(2)根据同一周期的元素;原子序数越大,元素的电离能越大分析(第IIA;VIA反常);
(3)H2O是由极性分子构成的物质;根据相似相溶原理分析;
(4)氨硼烷属于分子晶体;根据分子内元素的原子结构特点及分子之间的作用力分析;
(5)根据价层电子对数及孤电子对数分析判断;
(6)根据N4H44+具有正四面体结构;结合N;H原子个数比书写其结构式;根据该微粒中N原子结合其它原子数目确定其杂化轨道类型;
(7)①根据图示可知丙原子在体对角线的处;根据已知原子的坐标可确定丙原子的坐标;
②利用均摊方法计算一个晶胞中含有的各种元素的原子个数,然后根据密度ρ=计算。
【详解】
(1)铋是第六周期第VA的元素,价电子排布式为6s26p3;
(2)一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的第一电离能也越大,但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能P>S,故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar;
(3)H2O是由极性分子构成的物质,根据相似相溶原理:由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中。由图示可知Pt(NH3)2C12的顺式结构的极性大于反式结构的极性,所以它在水中溶解度:顺式大于反式,即反式的Pt(NH3)2C12在水中溶解度比较小;
(4)氨硼烷属于分子晶体;分子之间以范德华力结合,在分子内N;H原子间及B、H原子间以共价键结合,B、N原子之间以配位键结合,其中N提供孤对电子,B原子提供空轨道,故合理选项是AC;
(5)偏亚砷酸钠(NaAsO2)的阴离子是AsO2-,其中As原子的孤电子对数为=1,价层电子对数为1+2=3,所以As原子采用sp2杂化,所以AsO2-的立体构型为V形;
(6)N4H44+具有正四面体结构,由于N、H原子个数比是1:1,则其结构式为根据微粒结构可知N原子最外层的1个s轨道和3个p轨道全部参与成键,形成了四个共价键,故其杂化轨道类型为sp3杂化;
(7)①根据图示可知:丙原子在体对角线的处,由于甲原子坐标为(0,0,0),乙原子坐标为(0)可知丙原子的坐标为();
②根据晶胞结构可知,在一个晶胞中含有的La:8×+1=2;含有Fe:8×1=8;含Sb:24×+(3×8)×=24,晶胞边长L=anm=a×10-7cm,所以该固体的密度ρ==g/cm3=g/cm3。
【点睛】
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、电离能、空间构型、杂化方式、晶胞计算等,注意同周期主族元素第一电离能变化异常情况,明确VSEPR模型与微粒立体构型关系,掌握均摊法进行晶胞有关计算,判断晶体中含有的各种元素的原子数目为该题的难点和易错点,题目侧重考查学生的分析能力、计算能力。【解析】6s26p3Ar、Cl反式ACV形(或角形、折线形)sp3()24、略
【分析】【分析】
(1)根据Mn2+和Mn4+的结构分析;
(2)CH3CN分子中有3个C−H键、1个C−C键、1个C≡N键,只有N原子有1对孤电子对,分子中甲基中碳原子形成4个σ键、另一个碳原子形成2个σ键,都没有孤电子对,杂化轨道数目为4、2,碳原子采取sp3和sp杂化;
(3)水和甲醇分子间都存在氢键;二氧化碳和氢气常温下为气体,结合氢键数目和相对分子质量判断,用价层电子对互斥理论判断空间构型;
(4)用均摊法计算化学式;并结合微粒的空间排列确定Mn的配位数。由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半。
【详解】
(1)A.Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,说明Mn3+不稳定,Mn3+容易变成电子半充满的稳定的价电子构型为3d5的Mn2+,3d4则属于不稳定的电子构型;故A正确;
B.Mn4+中价电子层不含成对电子;但是内层中含有成对电子,故B错误;
C.Mn2+内有大量自旋方向相同的电子,这些电子自旋方向相同,能够使原子的能量最低,而Mn2+易被氧化,显然与Mn2+内含有大量自旋方向相同的电子无关;故C错误;
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,微粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关,因此它们的化学性质不相似,Mn2+具有强的还原性,而Fe3+具有较强的氧化性;故D错误;
答案选A;
(2)CH3CN分子中有3个C−H键、1个C−C键、1个C≡N键,只有N原子有1对孤电子对,提供孤对电子的原子是N原子;分子中甲基中碳原子形成4个σ键、另一个碳原子形成2个σ键,都没有孤电子对,杂化轨道数目为4、2,碳原子采取sp3和sp杂化;
(3)常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体,液体的沸点高于气体;H2O和CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比CH3OH中多,CO2和H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大,所以在CO2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H2O>CH3OH>CO2>H2;硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中氮原子和氧原子之间形成的有单键,双键,硝酸根和锰离子间形成离子建,故化学键除了σ键外,还含有π键和离子键;NO的中心原子是氮,价层电子对数是它的杂化方式为sp2杂化,NO的空间构型是平面三角形;
(4)在该晶体中含有的Mn原子个数为:×8+1=2,含有的O原子数目为×4+2=4,Mn:O=2:4=1:2,所以该锰的氧化物的化学式为MnO2;根据晶胞投影图可知:在该晶体中与Mn原子距离相等且最近的O原子有6个,所以Mn的配位数为6;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半,晶胞的体对角线为所以该晶体中Mn之间的最近距离为=cm。
【点睛】
第(3)题讨论物质沸点高低时,首先判断物质的类别,属于哪一种晶体类型,都是分子晶体时要根据范德华力的大小判断,不要忽略氢键的影响,氢键的数目是易错点。【解析】ANsp3和sp杂化H2O>CH3OH>CO2>H2H2O和CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比CH3OH中多,CO2和H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大π键和离子键平面三角形MnO2625、略
【分析】【分析】
(1)Fe是26号元素,Fe原子失去3个电子变为Fe3+,根据构造原理,书写基态Fe3+的价电子排布式;
(2)由于非金属性越强;其电负性越大。分子晶体的熔沸点较低,离子晶体的熔沸点较高,原子晶体的熔沸点很高;
(3)等电子体中含有的原子数相同,原子的最外层电子数也相同,据此书写SCN-的等电子体的分子式,根据SCN-的原子结合方式判断其中碳原子的杂化类型。一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大;当原子核外电子处于半满;全满或全空时电离能较大;
(4)小球处于晶胞对角线的位置;先用均摊法计算一个晶胞中含有的K原子数,然后根据晶胞参数为apm计算晶胞的密度。
【详解】
(1)Fe是26号元素,Fe原子核外有26个电子,核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去3个电子变为Fe3+,根据构造原理,可得基态Fe3+的价电子排布式为3d5;
(2)由于非金属性越强,其电负性越大。元素的非金属性:O>S>C,所以可知三种元素的电负性由大到小的顺序是:O>S>C;Fe(CO)5是一种浅黄色液体,熔点-20℃,沸点103℃,熔沸点较低,说明Fe(CO)5是分子晶体;
(3)等电子体中含有的原子数相同,原子的最外层电子数也相同,则与SCN-互为等电子体的分子为CO2或N2O。SCN-的中心原子碳原子的杂化方式与CO2的中心原子的杂化方式相同;因此其中的C原子的杂化方式是sp杂化。一般情况下,同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,当原子核外电子处于半满;全满或全空时电离能较大。由于N原子p能级为半充满状态,更稳定,所以其第一电离能比O元素的大;
(5)晶胞参数是apm,则晶胞的体对角线为apm,由晶胞结构可知4r=apm,则K原子半径r=pm;由于晶胞参数是apm,所以晶胞的体积V=(apm)3=(a×10-10)3m3;在一个晶胞中含有的K原子数目为:=2,则该晶体的密度ρ=g/m3。
【点睛】
本题考查物质结构和性质的知识,涉及价层电子排布式的书写、等电子体、原子杂化、电离能大小比较及晶胞的有关计算与推断等,侧重考查基础知识的再现、公式的灵活运用、空间想像能力及计算能力,难点是晶胞计算,注意均摊法在晶胞计算中的运用方法,题目难度中等。【解析】3d5O>S>C分子晶体CO2或N2Osp大于N原子p能级为半充满状态,更稳定五、工业流程题(共1题,共8分)26、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
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