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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年人教新起点选修3化学上册月考试卷975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、a、b、c、d四种分子均含有14个电子,其有关信息列在下面的表中。abcd双原子分子。
非极性分子。
只含非极性键双原子分子。
极性分子。
只含极性键多原子分子。
极性分子。
只含极性键多原子分子。
非极性分子。
既有非极性键,又有极性键
符合题目给出的信息的选项是()
①a的化学式N2②b的化学式为CO③c的结构式为H—C≡N④d的结构简式为HC≡CH⑤a的符号为⑥d的化学式为A.①②③④B.④⑤⑥C.②③⑤⑥D.①②③④⑤⑥2、“轨道”2Px与3Py相同的方面是A.能量B.呈纺锤形C.占据空间的体积D.在空间的伸展方向3、符号“3Px”没有给出的信息是A.能级B.电子层C.电子云伸展方向D.电子的自旋4、酞菁钴被广泛应用于光电材料;光动力学光敏材料等方面。酞菁钴(II)结构如图所示(Co均形成单键;部分化学键未画明)。下列说法错误的是()
A.酞菁钴(II)中三种非金属元素的电负性大小顺序为N>C>HB.酞菁钴(II)中碳原子的杂化方式只有sp2杂化C.1号和3号N原子的VSEPR模型均为平面三角形D.2号和4号N原子与Co(Ⅱ)是通过配位键结合5、小米公司在2020年2月13日发布了65W氮化镓充电器。氮化镓是第三代半导体材料。下列说法中正确的是A.镓的第一电离能比同周期前后两种元素的都小B.氮化镓属于分子晶体C.镓元素的简单离子半径大于原子半径D.基态镓原子的核外电子排布式为[Ar]4S24P16、科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构,下列对该晶体的叙述错误的是()A.该物质的化学式为CO4B.晶体中C原子数与C−O键数之比为1:4C.晶体的熔、沸点高,硬度大D.该晶体为原子晶体评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)7、(1)基态碳原子的核外电子排布式为______。
(2)基态铬原子外围电子轨道表示式为___。
(3)卤族元素F、Cl的电负性由小到大的顺序是______。
(4)比较晶格能:MgO___MgS(用“>”;“<”)
(5)CO分子内σ键与π键个数之比为________。
(6)比较第一电离能:Mg___Al(用“>”;“<”)
(7)乙炔是________(填“非极性”或“极性”)分子。
(8)丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的杂化方式为________和________。
(9)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。8、钙及其化合物在工业上;建筑工程上和医药上用途很大。回答下列问题。
(1)基态Ca原子M能层有_____个运动状态不同的电子,Ca的第一电离能__________(填“大于”或“小于”)Ga。
(2)Mn和Ca属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Mn的熔点沸点等都比金属Ca高,原因是____________________。
(3)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2,Ca(ClO3)2中的阴离子空间构型是__________、中心原子的杂化形式为___________。
(4)碳酸盐的热分解示意图如图所示。
热分解温度:CaCO3_______(填“高于”或“低于”)SrCO3,原因是_____________________________。从价键轨道看,CO2分子内的化学键类型有__________。
(5)萤石是唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物,晶胞如图所示。Ca2+的配位数为__________,萤石的一个晶胞的离子数为__________,已知晶胞参数为0.545nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则萤石的密度为__________g·cm-3(列出计算式)。
9、三价铬离子(Cr3+)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成成分,GTF能够协助胰岛素发挥作用。构成葡萄糖耐量因子和蛋白质的元素有C、H、O、N、S、Cr等;回答下列问题:
(l)Cr的价电子排布式为______;
(2)O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为______;
(3)SO2分子的VSEPR模型为______,其中心原子的杂化方式为______;
(4)CO和N2互为等电子体,两种物质相比沸点较高的是______,其原因是______;
(5)化学式为CrCl3•6H2O的化合物有多种结构,其中一种可表示为[CrCl2(H2O)4]Cl•2H2O,该物质的配离子中提供孤电子对的原子为______,配位数为______;
(6)NH3分子可以与H+结合生成这个过程发生改变的是______(填序号)
A.微粒的空间构型B.N原子的杂化类型C.H-N-H键角D.微粒的电子数。
(7)由碳元素形成的某种晶体的晶体结构如图所示,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρg•cm-3,则该晶胞的棱长为______pm。
10、(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”)。
11、I.在化学实验和科学研究中;水是一种最常用的溶剂。水是生命之源,它与我们的生活密切相关。
(1)写出一种与H2O分子互为等电子体的微粒:_______。
(2)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正确的是_______(填字母序号)。
A.氧原子的杂化类型发生了改变。
B.微粒的空间构型发生了改变。
C.微粒中的键角发生了改变。
Ⅱ.Cu2+可形成多种配合物;广泛应用于生产生活中。
(3)实验时将无水CuSO4白色粉末溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合物离子,请写出该配合物离子的化学式:________。向该蓝色溶液中滴加氨水,先形成沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液。写出该沉淀溶解过程发生反应的离子方程式:____________。12、硼元素;钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位;单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用。
已知与水反应生成乙炔。请回答下列问题:
将乙炔通入溶液中生成红棕色沉淀,基态核外电子排布式为______,其在酸性溶液中不稳定,可发生歧化反应生成和Cu,但CuO在高温下会分解成试从结构角度解释高温下CuO何会生成______。
中与互为等电子体,中含有的键数目为______。
乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______,构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是______。
硼酸是一种片层状结构的白色晶体,层内的分子间通过氢键相连如图则的晶体中有______mol氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸它电离生成少量和则含有的化学键类型为______。
13、葡萄糖酸锌是一种常见的补锌药物,常用葡萄糖酸和反应制备。
(1)基态核外电子排布式为________。
(2)的空间构型为________(用文字描述);与反应能生成不考虑空间构型,的结构可用示意图表示为________。
(3)葡萄糖酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测葡萄糖酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)用可以制备一个晶胞(如图2)中,的数目为________。14、(1)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相似,其中B原子的杂化方式为__________,微粒间存在的作用力是__________。
(2)用“>”;“<”或“=”填写下列空格:
①沸点:H2S_______H2O②酸性:H2SO4_______H2SeO4
③原子的核外电子排布中,未成对电子数:24Cr_______25Mn
④A、B元素的电子构型分别为ns2np3、ns2np4,第一电离能:A________B
(3)SiO2晶体结构片断如下图所示。SiO2晶体中:
Si原子数目和Si-O键数目的比例为_____________。
通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。化学键Si-OSi-SiO=O键能/KJ·mol-1460176498
Si(s)+O2(g)SiO2(s),该反应的反应热△H=___________评卷人得分三、结构与性质(共7题,共14分)15、【化学-选修3:物质结构与性质】
已知铜的配合物A(结构如下图1)。请回答下列问题:
(l)Cu的简化电子排布式为_____________。
(2)A所含三种元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_________________。其中氮。
原子的杂化轨道类型为_____________________。
(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受热分解可产生CO2和N2,N2中σ键和π键数目。
之比是_____________;N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O
的电子式为____________________。
(4)在Cu催化下,甲醇可被氧化为甲醛(HCHO),甲醛分子中H-C=O的键角___________1200(选填“大于”、“等于”或“小于”),甲醛能与水形成氢键,请在图2中表示出来___________。
(5)立方氮化硼(如图3)与金刚石结构相似,是超硬材料。立方氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为__________;结构化学上用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,图4立方氮化硼晶胞中,B原子的坐标参数分别有:B(0,0,0);B(1/2,0,1/2);B(1/2,1/2,0)等。则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为_______________。16、已知和碳元素同主族的X元素位于周期表中的第1个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成的化合物的分子是XY4。
试回答:
(1)X元素原子的基态电子排布式为________________________________________;Y元素原子最外层电子的电子排布图为________________________________________。
(2)该化合物的空间结构为__________,中心原子的杂化类型为__________,分子为__________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)该化合物在常温下为液体,它的沸点与SiCl4的比较,__________(填化学式)的高,原因是______________________________________________________。17、太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为_______________________。
(2)比较硒和同周期相邻的元素砷的第一电离能I1的大小:I1(As)__I1(Se)。用原子结构观点加以解释______________________________________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,BF3·NH3中N原子的杂化轨道类型为__________________,B与N之间形成________键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。金刚砂晶体属于_________(填晶体类型),在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为___________________。18、硼;硅、硒等元素及其化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为_______;SeO2常温下为白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体为________晶体。
(2)在硼、硅、硒的气态氢化物中,其立体构型为正四面体的是_______(填化学式),在硅的氢化物中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性大小为Se_____Si(填“>”或“<”)。
(3)在周期表的第二周期中,第一电离能介于硼元素和氮元素之间的元素有_____种。
(4)硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,BF3·NH3中B与N之间形成______键;NH3中N原子的杂化轨道类型为______,写出与NH3等电子体的一种离子符号________。
(5)金刚砂(SiC)的摩氏硬度为9.5,其晶胞结构如图所示。在SiC中,每个Si原子周围距离最近的Si原子数目为________;若金刚砂的密度为ρg·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中碳原子与硅原子的最近距离为________pm。(用含ρ和NA的式子表示)
19、(一)Na;Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素.
(1)Na位于元素周期表第__周期第__族;S的基态原子核外有__个未成对电子;
Si的基态原子核外电子排布式为__.
(2)用“>”或“<”填空:
。第一电离能离子半径熔点酸性Si______SO2-______Na+NaCl______SiH2SO4__________HClO4
(3)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目___
(二).某元素的原子序数为33;请回答:
(1)该元素原子核外有_______个电子层,______个能级,______个原子轨道。
(2)它的最外层电子排布式为____________,它的电子排布式为________,轨道表示式为_______________。20、含族的磷、砷()等元素的化合物在科学研究和工业生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)下列状态的磷中,电离最外层一个电子所需能量最小的是__________(填标号)。
A.B.C.D.
(2)常温下是一种白色晶体,由两种微粒构成。将其加热至148℃熔化,形成一种能导电的熔体。已知两种微粒分别与互为等电子体,则为________,其中心原子杂化轨道类型为________,为________。
(3)的分别为根据结构与性质的关系解释远大于的原因______________。
(4)的空间构型为_____________。
(5)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管()照明,是节能减排的有效举措。已知砷化镓的晶胞结构如图所示,晶胞参数
①砷化镓的化学式为__________,镓原子的配位数为__________。
②砷化镓的晶胞密度__________(列式并计算,精确到小数点后两位),如图是沿立方格子对角面取得的截图,位置原子与位置原子的核间距x=________
21、(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酯时;会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。
①此配合物中,基态铁离子的价电子排布式为________________。
②此配合物中碳原子的杂化轨道类型有________________。
③此配离子中含有的化学键有____________(填字母)。
A.离子键B.金属键C.极性键D.非极性键E.配位键F.氢键G.σ键H.π键。
④氯化铁在常温下是固体,熔点为306℃,沸点为315℃,在300℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断氯化铁的晶体类型为_________。
(2)基态A原子的价电子排布式为3s23p5;铜与A形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原子)。
①该化合物的化学式为____________,A原子的配位数是______________。
②已知该化合物晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体中Cu原子和A原子之间的最短距离为________pm(列出计算表达式即可)。评卷人得分四、计算题(共4题,共28分)22、(1)石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图a),试回答下列问题:图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。
(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为_______。23、铁有δ;γ、α三种同素异形体;三种晶体在不同温度下能发生转化。
(1)δ、γ、α三种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为_________。
(2)若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶胞空间利用率之比为________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半径为rpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则γ-Fe单质的密度为_______g/cm3(用含r的表达式表示;列出算式即可)
(4)三氯化铁在常温下为固体,熔点为282℃,沸点为315℃,在300℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为______。24、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)25、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________评卷人得分五、原理综合题(共4题,共8分)26、如图是元素周期表的一部分:
(1)阴影部分元素的外围电子排布式的通式为______。Sb的元素名称为____。基态P原子中,电子占据的最高能级符号为_____,该能层具有的原子轨道数为____。
(2)氮族元素氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如下图所示,则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有________。
A.稳定性B.沸点C.R—H键能D.分子间作用力。
(3)某种新型储氧材料的理论结构模型如下图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有____种。
(4)CN-和Fe2+、Fe3+及K+能形成一种蓝色配位化合物普鲁士蓝。下图是该物质的的结构单元(K+未标出),该图是普鲁士蓝的晶胞吗?_______(填“是”或“不是”),平均每个晶胞中含有______个K+。
(5)磷酸盐与硅酸盐之间具有几何形态的相似性。如多磷酸盐与多硅酸盐一样,也是通过四面体单元通过共用顶角氧离子形成岛状、链状、层状、骨架网状等结构型式。不同的是多硅酸盐中是{SiO4}四面体,多磷酸盐中是{PO4}四面体。如图为一种无限长单链结构的多磷酸根,该多磷酸根的化学式为__________。
27、铁被称为“第一金属”;铁及其化合物在生产;生活中有广泛用途。
(1)铁原子外围电子轨道表示式为_______,铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用___________摄取铁元素的原子光谱。
(2)FeCoOx是一种新型光电催化剂。第四电离能大小关系是I4(Co)____I4(Fe)(填“>”或“<”),原因是__________________________。
(3)二茂铁[(C5H5)2Fe]可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂。二茂铁熔点172℃,沸点249℃,易升华,难溶于水,易溶于有机溶剂,它属于_____________晶体。
(4)环戊二烯(C5H6)结构如图(a),可用于制二茂铁。环戊二烯中碳原子的杂化方式为________。分子中的大π键可用符号表示,其m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,环戊二烯负离子(C5H5―)结构如图(b),其中的大π键可以表示为_________________。
(5)某普鲁士蓝类配合物可作为新型钠离子电池电极材料。它由Na+、Ni2+、Fe3+和CN―构成,其晶胞结构如图(c)。该物质中,不存在________(填标号)。
A离子键Bσ键Cπ键D氢键E金属键。
(6)该晶胞中Ni2+采用的堆积方式与________(选填Po、Na、Mg、Cu)相同,单个晶胞的配位空隙中共容纳_____个Na+。28、Li、Fe、As均为重要的合金材料,NA为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)基态Li原子核外电子占据的空间运动状态有________个,占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为_________。
(2)Li的焰色反应为紫红色,很多金属元素能产生焰色反应的原因为_________。
(3)基态Fe3+比基态Fe2+稳定的原因为____________。
(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于检验Fe3+。
①SCN-的立体构型为_______,碳原子的杂化方式为_____________。
②K4[Fe(CN)6]中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为__________(用元素符号表示);1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ键的数目为____________。
(5)H3AsO3的酸性弱于H3AsO4的原因为____________________。
(6)Li、Fe和As可组成一种新型材料,其立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度可表示为______g●cm-3。(列式即可)
29、A;B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素;位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;D的原子核外有8种运动状态不同的电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子3d轨道上有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)写出D基态原子的价电子排布图__________,F基态原子的外围电子排布式________。
(2)下列说法不正确的是____________(填序号)。
A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:SiO2>CO2
B.第一电离能由小到大的顺序:B
C.N2与CO为等电子体;结构相似。
D.稳定性:H2O>H2S;水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键。
(3)F元素位于周期表中_____区,其离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。向F的硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成[F(X)4]2+,该离子的结构式为_____________(用元素符号表示)。
(4)某化合物与F(I)(I表示化合价为+1)结合形成图1所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式为_________。
(5)B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示,则一个晶胞中所含B原子的个数为______。
(6)试从分子的立体构型和原子的电负性、中心原子上的孤电子对等角度解释与D的简单氢化物结构十分相似的OF2的极性很小的原因是____________。
(7)D与F形成离子个数比为1:1的化合物,晶胞与NaCl类似,设D离子的半径为apm。F离子的半径bpm,则该晶胞的空间利用率为______________。评卷人得分六、有机推断题(共2题,共8分)30、A、B、C、D,E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:。元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第_______周期_______族;B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是________,C元素和F元素的电负性比较,较小的是________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子模型为________,B元素所形成的单质分子键与π键数目之比为________。
(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________,F元素原子的价电子的轨道表示式是________,H元素的基态原子核外电子排布式的________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为_________________;与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:_________________。31、已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3;Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________。X与同周期卤族元素的第一电离能比较,较大的是____________________(填元素符号)。
(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________,该元素的名称是__________。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,XZ3分子的VSEPR模型为____________________。
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是___________________。
(5)XY43-的空间构型为__________,与其互为等电子体的一种分子__________。
(6)X的某氧化物的分子结构如图所示。
该化合物的化学式为___________,X原子采取___________杂化。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】【详解】
首先从电子总数为14及a的相关信息推得a为N2,因是分子,a不能为C22-。若将N原子换成周期表中相邻的碳,则b的另一种原子必定是O,因此b为CO;若考虑只换一个N原子为碳,这时电子数相差1,可用H原子来补足,得c为HCN,其结构式为H-C≡N。再将另一个N也换成碳,则需要再补1个H,即d为C2H2;d的结构简式为HC≡CH。答案选A。
【点睛】
注意掌握等电子粒子的寻找规律:
(1)“10电子”微粒:
(2)“18电子”微粒:CH3-CH3、H2N-NH2、HO-OH、F-F、F-CH3、CH3-OH等;
(3)其他等电子微粒:①2电子微粒:②“14电子”微粒:Si、N2、CO、C2H2、C22-;③“16电子”微粒:S、O2、C2H4、HCHO。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.“轨道”2Px与3Py分别属于第二电子层和第三电子层;不同电子层的电子具有不同的能量,所以二者的能量不同,A选项错误;
B.所有的p轨道均为纺锤形;所以“轨道”2Px与3Py均呈纺锤形,B选项正确;
C.不同电子层上的电子;其占据空间的体积不一定相同,C选项错误;
D.在三维坐标中;“轨道”2Px在x轴方向伸展,3Py在y轴方向伸展,则在空间的伸展方向不同,D选项错误;
答案选B。3、D【分析】【分析】
【详解】
3px表示原子核外第3能层(电子层)p能级(电子亚层)轨道,其中p轨道应有3个不同伸展方向的轨道,可分别表示为px、py、pz,同一个原子轨道中最多含有2个自旋相反的电子,所以从符号“3px”中不能看出电子的自旋方向。
故选D。4、C【分析】【详解】
A.同周期;从左到右,电负性增大;同主族,从上到下,电负性减小,则电负性大小顺序为:N>C>H,A正确;
B.酞菁钴(II)中,碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,其杂化方式只有sp2杂化;B正确;
C.1号和3号N原子均形成3个共价键;有一对孤电子对,其VSEPR模型均为四面体形,C错误;
D.N原子形成3个共价键即可达到8电子稳定结构;所以2号和4号N原子与Co离子是通过配位键结合,D正确;
答案为C。5、A【分析】【详解】
A.镓是31号元素;位于第四周期第ⅢA族,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,所以稼的第一电离能小于它后面的Ge;稼前面的元素是第30号元素锌,锌的4s轨道上的电子全充满,第一电离能比稼大,所以镓的第一电离能比同周期前后两种元素的都小,故A正确;
B.氮化镓是第三代半导体材料;说明晶体结构与单晶硅相似属于原子晶体,故B错误;
C.同种元素;阳离子的半径小于原子半径,则镓元素的简单离子半径小于原子半径,故C错误;
D.镓是31号元素,位于第四周期第ⅢA族,基态镓原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1;故D错误;
故选A。6、A【分析】【详解】
根据描述我们可以类比二氧化硅,二氧化硅是硅原子和氧原子形成的空间网状无限延伸结构(原子晶体),其中每个硅原子与4个氧原子相连,每个氧原子与2个硅原子相连。因此该物质的化学式与二氧化硅类似,为而作为原子晶体,一般熔、沸点都较高,硬度较大,答案选A。二、填空题(共8题,共16分)7、略
【分析】【详解】
(1)C位于周期表的第二周期ⅣA,属于p区元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p2;
(2)基态铬原子的外围电子排布式为3d54s1,相应的电子轨道表示式即电子排布图为
(3)周期表中同一主族的元素;从上至下,元素的电负性逐渐减小,因此电负性Cl<F;
(4)由于S2-的半径大于O2-,所以Mg2+和S2-的离子键较弱;所以MgS的晶格能较小;
(5)CO分子内C和O原子之间形成的是三键;三键中包含1个σ键和2个π键,因此比例是1:2;
(6)同周期元素;第一电离能从左至右呈现增大趋势;由于Mg的3s轨道处于全充满的状态,能量更低更稳定,因此其第一电离能大于Al的;
(7)乙炔分子是直线型分子;分子中的正电荷中心和负电荷中心重叠,因此属于非极性分子;
(8)丙烯分子中甲基中的C原子采用sp3的杂化方式,形成碳碳双键的C原子采用sp2的杂化方式;
(9)由晶胞结构可知,Cu原子位于晶胞的面心处,因此一个晶胞中Cu原子的个数为个;Ni原子位于晶胞的顶点上,因此一个晶胞中Ni原子的个数为个;因此晶胞中Cu原子和Ni原子的个数比为3:1。【解析】1s22s22p2Cl<F>1:2>非极性sp3sp23:18、略
【分析】【分析】
(1)原子核外电子的运动状态是由能层;能级(电子云)、电子云伸展方向、电子自旋决定的;据此解答。
(2)Mn和Ca属于同一周期;从原子半径和价电子数影响金属键强弱角度分析。
(3)分析阴离子ClO3-的中心氯原子的孤电子对数和σ键数;再根据价层电子对互斥理论确定该阴离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型。
(4)根据碳酸盐的热分解示意图可知,CaCO3热分解生成CaO,SrCO3热分解生成SrO,CaO和SrO都是离子晶体;离子晶体的晶格能越大,离子晶体越稳定,生成该晶体的反应越容易发生。
(5)根据萤石晶胞示意图中黑球和白球实际占有的个数,结合萤石的化学式(CaF2)中粒子个数比确定黑球、白球分别代表的粒子种类。在分析Ca2+的配位数时,可将萤石晶胞分割为8个小立方体,利用晶胞的“无隙并置”的特点,确定与1个Ca2+距离最近且相等的F-的个数。一个粒子(Ca2或F-)的质量=由于晶胞实际占有4个Ca2+和8个F-,故而确定晶胞质量,再根据公式ρ=计算该晶体的密度。
【详解】
(1)原子核外电子的运动状态是由能层、能级(电子云)、电子云伸展方向、电子自旋决定的。基态Ca原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,所以M能层上有8个运动状态不同的电子。由于Ca原子的价层电子排布为4s2,已达全充满状态,比较稳定;而Ga原子价层电子排布为4s24p1;不太稳定,所以Ca的第一电离能大于Ga的第一电离能。
(2)Mn和Ca属于同一周期,同周期从左至右原子半径逐渐减小;Mn原子价层电子排布为3d54s2,Ca原子价层电子排布为4s2;价电子数Mn比Ca多,原子半径越小,价电子数越多,金属键越强。所以,金属Mn的熔点沸点等都比金属Ca高的原因是:Mn原子半径较小且价电子数较多,金属键较强。
(3)Ca(ClO3)2中的阴离子化学式为ClO3-,中心原子氯的孤电子对数=(7+1-3×2)=1,σ键数=3,中心原子氯的价层电子对数=1+3=4,根据价层电子对互斥理论,ClO3-的空间构型是三角锥形,中心原子氯的杂化形式为sp3。
(4)由碳酸盐的热分解示意图看出,CaCO3热分解生成CaO,SrCO3热分解生成SrO,CaO和SrO都是离子晶体,因为离子半径r(Ca2+)2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,故CaCO3更易分解为CaO,所以CaCO3的热分解温度低于SrCO3。CO2分子结构为O=C=O,C=O双键中1条σ键,1条π键,所以CO2分子内的化学键类型有σ键;π键。
(5)萤石的化学式为CaF2,即晶胞中钙离子与氟离子个数比为1:2,从晶胞示意图看,每个晶胞中实际占有黑球的个数=8×+6×=4,晶胞中实际占有白球的个数为8,据此可知黑球代表Ca2+,白球代表F-。将该面心立方晶胞分割成8个小立方体(),每个小立方体的4个顶点上是Ca2+,体心是F-,现选取一个顶点(Ca2+)作为考查对象,经过该顶点的小立方体有8个,即与该顶点的Ca2+距离相等且最近的F-共有8个,所以Ca2+的配位数为8。萤石的一个晶胞中实际占有4个Ca2+和8个F-,所以萤石一个晶胞的离子数为12。1个Ca2+的质量==g,1个F-的质量==g,则萤石的密度ρ===g/cm3。
【点睛】
利用均摊法计算晶胞中实际占有的粒子数:处于立方晶胞顶点的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞面心的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞棱边中点的粒子每个晶胞实际占有处于立方晶胞内部的粒子完全被晶胞占有,每个晶胞实际占有的粒子数等于不同位置的粒子数分别与该位置粒子实际被晶胞占有的分数乘积之和。【解析】8大于Mn原子半径较小且价电子数较多,金属键较强三角锥形sp3低于r(Ca2+)2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,故CaCO3更易分解为CaOσ键,π键8129、略
【分析】【分析】
根据Cr的原子序数和在周期表的位置,写出价电子排布;根据第一电离能递变规律判断第一电离能大小;根据VSEPR理论判断SO2的VSEPR模型和中心原子的杂化形式;根据等电子体,分子量相同,由分子的极性判断熔沸点高低;根据配位体的结构判断配体提供孤电子对和配位数;根据VSEPR理论判断NH3变为NH4+时引起的变化;根据均摊法计算晶胞中C原子个数;由密度,质量计算晶胞的棱长;据此解答。
【详解】
(1)Cr是24号元素,在元素周期表中位于第四周期第VIB,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,基态原子价电子排布为3d54s1;答案为:3d54s1。
(2)非金属性越强;第一电离能越大,N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,O,S属于同主族元素,从上往下,非金属性减弱,O的原子序数比S小,则非金属性O>S,第一电离能O>S,则O;N、S的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S;答案为N>O>S。
(3)SO2分子的价层电子对数=2+=3,VSEPR模型的名称为平面三角形,S原子采取sp2杂化;答案为平面三角形,sp2。
(4)CO和N2互为等电子体,且CO和N2分子量相同,由于CO是极性分子,N2是非极性分子,分子的极性越强分子间作用力越强熔沸点越高,所以熔沸点CO大于N2;答案为CO,CO和N2分子量相同,由于CO是极性分子,N2是非极性分子;极性分子与极性分子之间的范德华力较强,故CO沸点较高。
(5)由[CrCl2(H2O)4]Cl•2H2O结构可知,中心原子Cr3+提供空轨道;配体Cl;O提供孤电子对,配位数为2+4=6;答案为Cl、O,6。
(6)NH3分子可以与H+结合生成NH4+,NH3分子中N原子价层电子对数=3+=3+1=4,采取sp3杂化,有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,NH4+中N原子价层电子对数=4+=4+0=4,采取sp3杂化;无孤电子对,空间构型为正四面体,二者中N原子价层电子对数均是4,N原子孤电子对数由1对变为0,N原子杂化方式不变,电子数数目不变,空间构型由三角锥形变为正四面体,键角减小;答案为A;C。
(7)晶胞中碳原子数目=4+8×+6×=8,设晶胞棱长为apm,则8×=ρg/cm3×(a×10-10cm)3,解得a=×1010pm;答案为×1010。【解析】①.3d54S1②.N>O>S③.平面三角形④.sp2杂化⑤.CO⑥.CO为极性分子,N2为非极性分子,极性分子与极性分子之间的范德华力较强,故CO沸点较高⑦.O、Cl⑧.6⑨.AC⑩.×101010、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.D11、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体,据此书写H2O的等电子体;
(2)利用价层电子对模型判断粒子的空间结构;以此判断微粒的形状以及键角,根据物质的组成判断性质是否一致;
Ⅱ.(3)硫酸铜溶于水,铜离子与水生成了呈蓝色的配合离子[Cu(H2O)4]2+;氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,据此分析解答。
【详解】
Ⅰ.(1)原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体,与水互为等电子体的微粒有:H2S、NH2-,故答案为:H2S、NH2-;
(2)A.H2O中O原子含有2个σ键,含有2个孤电子对,采用sp3杂化,H3O+含有3个σ键,含有1个孤电子对,采用sp3杂化,氧原子的杂化类型不变,故A错误;B.H2O为V形分子,H3O+含有3个σ键;含有1个孤电子对,为三角锥型,二者的空间构型发生了改变,故B正确;C.两种微粒的立体构型不同,键角不同,键角发生了改变,故C正确;故答案为:A;
Ⅱ.(3)将白色的无水CuSO4溶解于H2O中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子,生成此配合离子的离子方程式:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+,该配离子的化学式:[Cu(H2O)4]2+,氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,涉及的离子方程式为:Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-,故答案为:[Cu(H2O)4]2+;Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。【解析】①.H2S(或NH2-等)②.A③.[Cu(H2O)4]2+④.Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O12、略
【分析】【分析】
(1)①Cu+基态核外电子排布式为价电子排布式为为全充满结构,更稳定,据此作答;②与互为等电子体,则中氧原子之间形成叁键,叁键中有1个键、2个键;据此作答;
③根据有机C原子的杂化规律,中,C、CH中碳原子含一个双键,采取杂化;而CN中碳原子含一个叁键,采取sp杂化;H元素非金属性最小;其第一电离能最小,同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N元素第一电离能大于C元素,据此解答;
(2)由图可知,一个分子对应着6个氢键,而一个氢键对应着2个分子,据此作答;中O与H原子之间形成共价键;O与B之间形成配位键;含有的化学键类型为共价键、配位键,据此解答;
【详解】
(1)①基态核外电子排布式为价电子排布式为为全充满结构,更稳定,故CuO在高温下会分解成
故答案为:价电子排布式为为全充满结构,更稳定;
②CaC2中与互为等电子体,则中氧原子之间形成叁键,叁键中有1个键、2个键,中含有的键数目为
故答案为:
③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子没有孤对电子,C、CH中碳原子均形成3个键,采取杂化,而CN中碳原子形成2个键;采取sp杂化;H元素非金属性最小;其第一电离能最小,同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N元素第一电离能大于C元素;
故答案为:sp、N;
由图可知,一个分子对应着6个氢键,而一个氢键对应着2个分子,因此含有分子的晶体中有3mol氢键,中O与H原子之间形成共价键;O与B之间形成配位键;含有的化学键类型为共价键、配位键;
故答案为:3;共价键、配位键;【解析】价电子排布式为为全充满结构,更稳定sp、N3共价键、配位键13、略
【分析】【分析】
(1)Zn原子序数为30,Zn2+失去了2个电子,基态核外电子排布式为
(2)根据价电子理论;可推出空间构型。
(3)根据有机物空间结构;推断碳原子轨道杂化类型。
(4)根据晶胞的结构,结合立体几何知识可看出Zn2+离子数量。
【详解】
(1)根据电子排布结构,基态核外电子排布式为或
(2)中心S原子价层电子对数故为正四面体,配合物中,铜原子提供空轨道,中氧原子提供孤电子对,与4个形成配位键,配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子,所以其表示方法为
(3)羧基中碳原子是其余碳原子是葡萄糖酸中含有5个羟基和1个羧基;都是亲水基团,故易溶于水。
(4)由图2可知,Y为锌离子,一个晶胞中,的数目为4。【解析】或正四面体易溶于水414、略
【分析】【详解】
(1)BN的硬度较大,所以BN是原子晶体,根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp3,原子晶体中只含有共价键,故答案为sp3;共价键;
(2)①水分子间能够形成氢键,沸点:H2S<H2O;②非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,酸性:H2SO4>H2SeO4;③24Cr核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数为6,25Mn核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s2,未成对电子数为5,所以未成对电子数:24Cr>25Mn;④元素的电子构型为ns2np3,为第ⅤA族,电子排布为半满状态,较稳定,不易失去电子,所以第一电离能较大,B元素的电子构型为ns2np4;为第ⅥA族,所以第一电离能:A>B;故答案为<;>;>;>;
(3)二氧化硅晶体中每个Si原子形成4个Si-O键,1mol二氧化硅晶体中含有4molSi-O键,则SiO2晶体中Si和Si-O键的比例为1:4;
因晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体,向空间延伸的立体网状结构,每Si原子与周围的4个Si原子形成4个Si-Si键,每个Si-Si键为1个Si原子提供个Si-Si键,所以1mol晶体硅中含有1mol×4×=2molSi-Si键;
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能,所以Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中;△H=176kJ/mol×2mol+498kJ/mol-460kJ/mol×4=-990kJ/mol,故答案为1:4;-990kJ/mol。
点睛:本题考查氢键、元素周期律、电子排布式、第一电离能,键能与反应热的关系等。本题的易错点是(3)中反应热的计算,确定1mol晶体硅中Si-Si键、1mol二氧化硅晶体中Si-O键的物质的量是解题关键。【解析】sp3共价键<>>>1∶4-990kJ/mol三、结构与性质(共7题,共14分)15、略
【分析】【详解】
本题考查过渡元素Cu及其化合物的结构;电子排布、杂化轨道、晶体结构等物质结构的有关知识点。根据Cu的原子结构和电子排布规律、杂化轨道及分子构型的知识和晶体的类型以及晶包有关知识来解答此题。
(1)基态Cu原子核外有29个电子,外围电子排布式为3d104s1,全充满结构,稳定。简化电子排布式为[Ar]3d104S1
(2)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,N原子外围电子排布为2s22p3,为半充满结构,较稳定,N的电离能最大,C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。氮原子有4个杂化轨道,所以为SP3杂化。
(3)N2的结构式为N≡N,含1个σ键和2个π键,所以σ键和π键数目比为1:2,N2O与CO2互为等电子体,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O结构与CO2相似,所以其结构为N=N=O,电子式为
(4)甲醛分子中,碳原子为sp2杂化,分子成平面三角型,键角约120°,由于氧原子有孤电子对,对氢原子有排斥作用,所以OCH键角会稍大于120°,羰基氧有很强的电负性,与H2O中H有较强的静电吸引力,而形成氢键。
(5)由图可知,一个B原子与4个N原子形成4个B-N共价键,B-N键数与硼原子数之比为4:1,根据各个原子的相对位置可知,距离上述三个B原子最近且等距的N原子在x、y、z轴三个方向的1/4处,所以其坐标是()
点睛:本题最后一问,求原子的坐标参数,学生缺乏想象力,较难理解,立方体的每个顶角原子的坐标均为(0,0,0,)从每个顶角引出3维坐标轴xyz,N原子位于每个轴的1/4处,即可判断N的坐标。【解析】[Ar]3d104s1N>O>Csp3杂化1:2大于4:1(1/4,1/4,1/4)16、略
【分析】【详解】
X元素与碳元素同主族且位于周期表中的第一长周期,X为Ge元素,Y原子是短周期元素且最外层电子数比内层电子总数少3,Y为Cl元素,化合物XY4为GeCl4。
(1)Ge元素是32号元素,基态原子核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d104s24p2;Cl元素是17号元素,原子的最外层电子的电子排布图为(2)Ge元素与C元素处于相同主族,GeCl4与CCl4具有相似的结构和性质,Ge原子采取sp3杂化,GeCl4为正四面体形,空间对称,是非极性分子;(3)由于二者均为分子晶体,结构相似,GeCl4相对分子质量大,范德华力强,熔、沸点高。【解析】①.ls22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2②.③.正四面体形④.sp3⑤.非极性分子⑥.GeCl4⑦.二者均为分子晶体结构相似,GeCl4相对分子质量大,范德华力强,熔、沸点高17、略
【分析】【详解】
(1)铜是29号元素,铜原子失去一个电子变成亚铜离子,所以亚铜离子核外有28个电子,基态铜离子(Cu+)的电子排布式为:[Ar]3d10,故答案为[Ar]3d10;
(2)As、Se属于同一周期且原子序数逐渐增大,这两种元素依次属于第VA族、第VIA族,Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大,故答案为>;元素的第一电高能从左到右依次增大,而As原子最外层电子排布为4s24p3;电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大;
(3)BF3•NH3中B原子含有3个σ键一个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化,N原子含有3个σ键一个配位键,N原子采取sp3杂化,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键,故答案为sp3;配位;
(4)金刚砂具有金刚石的结构特点;属于原子晶体,每个碳原子连接4个硅原子,每个硅原子又连接其它3个碳原子,所以每个C原子周围最近的C原子数目为3×4=12,故答案为原子晶体;12。
点睛:本题考查内容涉及核外电子排布、第一电离能大小的比较、杂化方式的判断等知识点。本题的难点是配位数的判断,要注意根据晶胞结构结合丰富想象力进行分析解答。【解析】①.[Ar]3d10②.I1(As)>I1(Se)③.元素的第一电高能从左到右依次增大,而As原子最外层电子排布为4s24p3,电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大④.sp3⑤.配位⑥.原子晶体⑦.1218、略
【分析】【详解】
(1)Se元素为34号元素,原子核外有34个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4,基态硒原子的价电子排布式为4s24p4;SeO2常温下白色晶体,熔、沸点低,为分子晶体,故答案为:4s24p4;分子;
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为H2Se,SiH4,其分子结构分别V形、正四面体;若“Si-H”中键合电子偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒显负价,所以硒与硅的电负性相对大小为Se>Si,故答案为:SiH4;>;
(3)第二周期中;元素的第一电离能处于B与N之间的元素有Be;C、O三种,故答案为:3;
(4)BF3•NH3中B原子含有3个σ键和1个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键;在NH3中,N原子的价层电子对数是3+(5-3×1)/2=4,所以杂化轨道类型为sp3;NH3中有10个电子,等电子体的一种离子符号有:H3O+,故答案为:配位;sp3;H3O+;
(5)每个碳原子周围最近的碳原子数目为12,因此在SiC中,每个Si原子周围距离最近的Si原子数目为12;该晶胞中C原子个数=8×+6×=4,Si原子个数为4,晶胞质量为设晶胞边长为apm,则(a×10-10)3×ρ×NA=4×40,解得a=碳原子与硅原子的最近距离为晶胞体对角线长度的所以碳原子与硅原子的最近距离为故答案为:12;
【点睛】
本题难点(5),计算晶胞中碳原子与硅原子的最近距离,要先确定晶胞的边长,可以根据密度公式,求出体积,再换算为边长,最近距离,根据原子的关系,得到最终结果。【解析】4s24p4分子SiH4>3配位sp3H3O+1219、略
【分析】【详解】
(一);
(1)Na元素位于元素周期表第三周期第IA族;S的基态原子核外未成对电子处于3p轨道,共2个未成对电子;Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2;
故答案为三;IA;2;1s22s22p63s23p2。
(2)同一周期元素,随着原子序数的增加,原子核对核外电子的吸引力增强,第一电离能增大,所以第一电离能:S>Si;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:O2->Na+;一般来说,原子晶体(Si)的熔点高于离子晶体(NaCl)的熔点,故熔点:Si>NaCl;元素的非金属性越强,元素最高价氧化物的水化物的酸性越强,因为非金属性Cl>S,所以酸性:HClO4>H2SO4;
故答案为<;>;<;<。
(3)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,本身被还原为氯离子,1个氯气分子反应得到2个电子,因此离子方程式、电子转移的方向和数目表示为
故答案为
(二);
(1)根据核外电子排布规律写出33号元素的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3;所以该元素原子核外有4个电子层,有8个能级,该元素原子中被电子占据的轨道,s轨道有4个,p轨道有3×3=9个,d轨道有5个,所以占据的原子轨道总共有18个,故答案为4;8;18。
(2)该元素的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3,最外层电子排布式为4s24p3,轨道表示式为故答案为4s24p3;1s22s22p63s23p63d104s24p3;【解析】①.三②.IA③.2④.1s22s22p63s23p2⑤.<⑥.>⑦.<⑧.<⑨.⑩.4⑪.8⑫.18⑬.4s24p3⑭.1s22s22p63s23p63d104s24p3⑮.20、略
【分析】【分析】
(1)根据图示判断微粒的电离能状态;结合电离最外层的一个电子需要的能量:基态大于激发态,第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能分析判断;
(2)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6-;
(3)根据磷酸的电离平衡常数进行解答;
(4)根据中心原子价层电子互斥理论分析判断;
(5)①根据砷化镓晶胞的结构图,m位置Ga原子,n位置As原子,利用均摊法可知,晶胞中含有Ga原子数为8×+6×=4;含有As原子数为4,据此判断其化学式,根据晶胞图可知,镓原子周围距离最近的砷原子数为4,据此答题;
②晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体积为(565pm)3,根据ρ=计算密度,晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体对角线为×565pm,m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离应为晶胞体对角线的据此计算。
【详解】
(1)A.为磷原子的基态原子核外电子排布图,失去最外层一个电子,为第一电离能;
B.为磷原子的基态原子失去两个电子的核外电子排布图;再失去最外层一个电子,为第三电离能;
C.为磷原子的基态原子失去一个电子的核外电子排布图,再失去最外层一个电子,为第二电离能;
D.为磷原子的基态原子失去三个电子的核外电子排布图;再失去最外层一个电子,为第四电离能;
结合电离最外层的一个电子需要的能量:基态大于激发态;第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能,故电离最外层一个电子所需能量最小的是A,答案选A。
(2)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,说明生成自由移动的阴阳离子,一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6−,即发生反应为:2PCl5=PCl4++PCl6−,已知A.B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体,则A为:PCl4+,PCl4+中P没有孤电子对。含四个σ键,所以原子杂化方式是sp3,B为:PCl6−;
(3)相同条件下K越大,酸的电离程度越大,所以相同条件下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,多元弱酸分步电离,电离程度依次减小,从H3PO4的Kl、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13看出:磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子,生成的阴离子发生第二步电离时,第一步产生的氢离子对生成的阴离子的电离起抑制作用,使阴离子的第二步电离平衡逆向移动,导致难电离出带正电荷的氢离子,因此Kl远大于K2;
(4)的中心原子P的价层电子对数=4+=4,则P原子为sp3杂化;五个原子构成的微粒,空间构型为正四面体;
(5)①根据砷化镓晶胞的结构图,m位置Ga原子,n位置As原子,利用均摊法可知,晶胞中含有Ga原子数为8×+6×=4;含有As原子数为4,其化学式为GaAs,根据晶胞图可知,镓原子周围距离最近的砷原子数为4,所以镓原子的配位数为4;
②晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体积为(565pm)3,所以晶体的密度为g/cm3=5.34g/cm3,晶胞的边长为565pm,所以晶胞的体对角线为×565pm,m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离应为晶胞体对角线的所以Ga原子与As原子之间的距离为pm。【解析】第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离正四面体421、略
【分析】【详解】
(1)①由题可知,配离子中的Fe为+3价,因此其价电子排布式为3d5;
②由题可知,该配合物中的的配体中的C原子有形成4条单键的,也有形成双键的,因此杂化方式有sp3和sp2;
③配离子是由中心原子和配体通过配位键形成的;由图可知,该配离子中含配位键,以及配体内部存在的极性键,非极性键,σ键以及π键,所以CDEGH正确;
④由题可知,FeCl3具有熔沸点不高;易升华,并且能溶于有机溶剂中的性质,所以推测其为共价化合物,属于分子晶体;
(2)由基态A原子的价电子排布式可知A为Cl元素;
①由晶胞结构可知,Cu位于晶胞的内部,一个晶胞中含有个Cu,Cl位于晶胞的面心和顶点处,一个晶胞中含有个Cl;所以晶胞中Cu和Cl的个数比为1:1,该化合物化学式为CuCl;由晶胞结构可知,Cl-周围最近的Cu+有4个,所以Cl-的配位数为4;
②由晶胞结构可知,Cu+和Cl-的最短距离即为晶胞体对角线的由题可知,晶胞的边长a为:那么Cu+和Cl-的最短距离即
【点睛】
在计算晶胞的边长时,要知道晶体的密度=晶胞的密度,另外就是在计算晶胞的质量时,要用均摊法求得的一个晶胞实际含有的各类粒子的数目,最后要注意单位换算的问题。【解析】3d5sp3sp2CDEGH分子晶体CuCl4四、计算题(共4题,共28分)22、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶体的层状结构;层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用;
(2)根据均摊法计算晶胞中Mg原子和B原子的个数;进而确定化学式。
【详解】
(1)图中层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用,则平均每个正六边形占有C原子数为6=2个、占有的碳碳键数为6=2个;碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3;
(2)根据晶体结构单元可知,在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用,在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用,根据均摊法可知晶胞中Mg原子的个数为2×+2×6×=3,B原子的个数为6,所以Mg原子和B原子的个数比为3:6=1:2,所以化学式为MgB2。【解析】232:3MgB223、略
【分析】【分析】
(1)根据各种晶体结构中微粒的空间位置确定三种晶体晶胞中铁原子的配位数;然后得到其比值;
(2)先计算出两种晶体中Fe原子个数比;然后根据密度定义计算出其密度比,就得到其空间利用率之比;
(3)先计算γ-Fe晶体中Fe原子个数,根据Fe原子半径计算晶胞的体积,然后根据计算晶体的密度;
(4)根据物质的熔
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