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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年外研衔接版选修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7题,共14分)1、某元素的原子序数为33,则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在()A.3s能级B.4p能级C.4s能级D.3p能级2、下列说法中正确的是()A.PCl3分子是平面三角形,中心原子磷原子是sp2杂化B.乙炔分子中的C原子是sp2杂化C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体形D.NH4Cl中有4种化学键3、胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O;其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是()A.所有氧原子都采取sp3杂化B.氧原子参与形成配位键和氢键两种化学键C.Cu2+的价电子排布式为3d84s1D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去4、某物质的实验式为PtCl4•2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是A.配合物中中心原子的电荷数为6B.该配合物可能是平面正方形结构C.Cl﹣和NH3分子均与中心铂离子形成配位键D.该配合物的配体只有NH35、下列属于平面三角形的非极性分子的是A.HCHOB.COCl2C.BF3D.NH36、下列关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是A.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角B.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子C.最小的环上,Si和O原子数之比为1∶2D.最小的环上,有6个Si原子和6个O原子7、金属的下列性质中和金属晶体结构无关的是()A.良好的导电性B.反应中易失去电子C.良好的延展性D.良好的导热性评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)8、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.9、下列说法不正确的是()A.苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B.Na3N与NaH均为离子化合物,都能与水反应放出气体,且与水反应所得溶液均能使酚酞溶液变红C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是C原子,配位数为4D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,故H2O的键角比H3O+的键角小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、近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。下列说法正确的是A.元素As与N同族,可预测AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子C.配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=5D.每个H2O分子最多可与两个H2O分子形成两个氢键12、肼(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似。25℃时,水合肼(N2H4·H2O)的电离常数K1、K2依次为9.55×10-7、1.26×10-15。下列推测或叙述一定错误的是A.N2H4易溶于水和乙醇B.N2H4分子中所有原子处于同一平面C.N2H6Cl2溶液中:2c(N2H)+c(N2H)>c(Cl-)+c(OH-)D.25°C时,反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K=9.55×10713、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的沸点依次升高评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)14、下面是s能级与p能级的原子轨道图:
请回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈_____形,每个s能级有_____个原子轨道;
(2)p电子的原子轨道呈_____形,每个p能级有_____个原子轨道.15、某盐的组成可表示为3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl。回答下列问题:
(1)氯原子的电子排布式为________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_________________;氮元素的E1呈现异常的原因是__________________。
(3)经X射线衍射测得化合物3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。
①H3O+中心原子的杂化类型为________,NH4+的空间构型为________。
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示,其中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(如苯分子中的大π键可表示为Π),则N5-中的大π键应表示为________。
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH4+)N—HCl、________、________。16、A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C;D为同周期元素;C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和______。
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E,E的立体构型为______,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)化合物D2A的立体构型为___,中心原子的价层电子对数为______,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_________。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566nm,F的化学式为______:晶胞中A原子的配位数为_________;列式计算晶体F的密度(g.cm-3)_____。
17、铜元素是一种金属化学元素;也是人体所必须的一种微量元素,铜也是人类最早发现的金属,是人类广泛使用的一种金属,属于重金属。某种铜的氯化物晶体结构如图:
若氯原子位于铜形成的四面体的体心,且铜原子与铜原子、铜原子与氯原子都是采取最密堆积方式,则氯原子与铜原子半径之比为________。18、如图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合);金属铜三种晶体的结构示意图;请回答下列问题:
(1)图I所示的CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为____________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是____________,H2BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为____________。
(3)由图Ⅲ所示的铜原子的堆积模型可知,未标号的铜原子形成晶体后其周围最紧邻的铜原子数为____________。
(4)三种晶体中熔点最低的是其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为____________。19、下图为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题:
(1)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____。
(2)MgO晶体中,距每个O2-最近且距离相等的O2-有_____个。
(3)每个Cu晶胞中实际占有_____个Cu原子;CaCl2晶体中Ca2+的配位数为_____。
(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是____。
(5)金刚石晶胞含有_________个碳原子;若碳原子半径为r,根据硬球接触模型,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_____(计算结果为含π的分数,不要化为小数或百分数)。20、干冰、石墨、C60;氟化钙和金刚石的结构模型如下(石墨仅表示其中的一层结构):
回答下列问题:
(1)干冰晶胞中,每个CO2分子周围有________个与之紧邻且等距的CO2分子。
(2)由金刚石晶胞可知,每个金刚石晶胞占有________个碳原子。
(3)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是________。
(4)在CaF2晶体中,Ca2+的配位数是________,F-的配位数是________。
(5)固态时,C60属于________(填“共价”或“分子”)晶体。21、氯化汞(HgCl2)可用于木材和解剖标本的保存、皮革鞣制和钢铁镂蚀,是分析化学的重要试剂,还可做消毒剂和防腐剂。HgCl2在水中稍有水解:HgCl2+H2OHg(OH)Cl+HCl
(1)为了抑制上述反应中HgCl2的水解,可以采取的措施是_________。(选填编号)
a.加水稀释b.增加HCl的浓度c.及时移走产物d.降温。
(2)HgCl2与稀氨水反应则生成难溶解的氨基氯化汞,化学方程式为HgCl2+2NH3→Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl,上述反应的短周期元素中,非金属性最强元素原子的最外层轨道排布式为__________,该原子核外电子云有_________种不同的伸展方向。
(3)已知PCl3与NH3分子结构相似,PCl3的电子式是_______________;PCl3与NH3的沸点比较,______高,其原因是_______________________。
(4)氮的一种氢化物HN3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似,若HN3与氨水混合,此反应的化学方程式是_______________________。
(5)若将0.4mol/LNH4Cl与0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后,PH=10,下列关系正确的是______
A.c(NH4+)>c(OH-)>c(Na+)>c(NH3•H2O)>c(H+)
B.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH3•H2O)>c(H+)
C.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)>c(NH3•H2O)
D.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+)评卷人得分四、计算题(共3题,共6分)22、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)23、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)。
24、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)。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共7分)25、有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素,A是宇宙中最丰富的元素,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满;E原子的2p轨道中有3个未成对电子,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的。请回答下列问题:
(1)D元素的电负性_______F元素的电负性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的价电子排布图_________________________________。
(3)B形成的晶体堆积方式为________,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_______实验。
(4)D-的最外层共有______种不同运动状态的电子,有___种能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业,各原子均满足八电子稳定结构,F2D2中F原子的杂化类型是___________,F2D2是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(5)A与E形成的最简单化合物分子空间构型为_____,在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如图所示,设F2-半径为r1cm,B+半径为r2cm。试计算R晶体的密度为______。(阿伏加德罗常数用NA表示;写表达式,不化简)
评卷人得分六、实验题(共1题,共3分)26、现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来_____________________________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【详解】
原子序数为33的元素是As,基态原子的电子排布式为则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在4p能级,故B正确,答案为B。2、C【分析】【详解】
A.PCl3中P原子形成3个σ键,P上还有一对孤电子对,P为sp3杂化,PCl3分子是三角锥形;A选项错误;
B.乙炔分子的空间构型为直线形;分子中的C原子是sp杂化,B选项错误;
C.中心原子采取sp3杂化的分子;其VSEPR模型都是四面体形,C选项正确;
D.NH4Cl中含有离子键;极性共价键和配位键3种化学键;D选项错误;
答案选C。3、D【分析】【详解】
A.胆矾中H2O中O原子形成2个σ键,O上还有两对孤电子对,H2O中O原子都采取sp3杂化,SO42-中端点氧不发生杂化;故A错误;
B.根据胆矾的结构示意图;氧原子形成极性键;配位键和氢键,氢键不属于化学键,故B错误;
C.基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,Cu2+的价电子排布式为3d9;故C错误;
D.根据胆矾的结构和胆矾可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O可知,胆矾晶体中水分子有一部分与Cu2+形成配位键的水分子,一部分与SO42-和配体水分子形成氢键的水分子;由于作用力的不同,胆矾中的水在不同温度下会分步失去,故D正确;
故选D。
【点睛】
注意氢键不属于化学键,由胆矾结构示意图分析出胆矾中存在不同种类的水分子是解答关键。4、C【分析】【详解】
加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则。
A.配合物中中心原子的电荷数为4,配位数为6,故A错误;
B.Pt与6个配体成键,该配合物应是8面体结构,故B错误;
C.由分析可以知道,4个Cl-和2个NH3分子均与Pt4+配位,形成的配合物为[PtCl4(NH3)2],所以C正确;
D.该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则配体有Cl-和NH3分子,故D错误;
答案:C。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.HCHO是平面三角形分子;但正;负电荷的重心不重合,是极性分子,A不符合题意;
B.COCl2是平面三角形分子;但正;负电荷的重心不重合,是极性分子,B不符合题意;
C.BF3平面三角形分子;正;负电荷的重心重合,为非极性分子,C符合题意;
D.NH3是三角锥形分子又是极性分子;D不符合题意;
综上所述,答案为C。6、D【分析】【详解】
二氧化硅是原子晶体,结构为空间网状,存在硅氧四面体结构,硅处于中心,氧处于4个顶角所,以A项错误;在SiO2晶体中,每6个Si和6个O形成一个12元环(最小环),所以D对,B、C都错误。答案选D。7、B【分析】【详解】
A.金属容易导电是因为晶体中存在许多自由电子;这些自由电子的运动是没有方向性的,但在外加电场作用下,自由电子就会发生定向移动形成电流,故A错误;
B.金属易失电子是由原子的结构决定的;和金属晶体无关,所以B选项是正确的;
C.有延展性是因为金属离子和自由电子之间的较强作用;当金属受到外力时,晶体中的各离子层就会发生相对滑动,但因为金属离子和自由电子之间的相互作用没有方向性,受到外力后相互作用没有被破坏,故虽发生形变,但不会导致断裂,故C错误;
D.容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换;从而能量从温度高的部分传到温度低的部分,使整块金属达到相同的温度,故D错误;
答案选B。二、多选题(共6题,共12分)8、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)d9、AC【分析】【详解】
A.苯分子中每个碳原子有3个σ键,无孤对电子,因此碳原子是sp2杂化;每个碳原子剩余的一个电子形成大π键,故A错误;
B.Na3N与NaH均为离子化合物;都能与水反应放出气体,且与水反应生成NaOH,所得溶液均能使酚酞溶液变红,故B正确;
C.配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写)中的配位原子是N原子;N提供孤对电子,配位数为4,故C错误;
D.H2O中的孤对电子数比H3O+的多,孤对电子对成对电子排斥力大,因此H2O的键角比H3O+的键角小;故D正确。
综上所述,答案为AC。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】【详解】
A选项,元素As与N同族,N的电负性大于As,使成键电子离N原子更近,两个N—H键间的排斥力增大,NH3中键角更大,因此AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角;故A正确;
B选项;Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子,故B错误;
C选项,配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe的价电子为3d64s2,价电子数为8,一个配体CO提供2个电子,因此Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18;8+2×n=18,则n=5,故C正确;
D选项,冰中每个H2O分子与周围四个水分子形成氢键形成四面体结构;即一个水分子可以形成四个氢键,故D错误。
综上所述;答案为AC。
【点睛】
冰的密度比水小的原因是冰中水与周围四个水分子以氢键形成四面体结构,中间有空隙,因此密度比水小。12、BC【分析】【详解】
A.N2H4是极性分子;且能与水分子和乙醇分子形成氢键,因此其易溶于水和乙醇,故A正确;
B.N2H4分子中N原子采用sp3杂化;为四面体结构,因此所有原子不可能共平面,故B错误;
C.N2H6Cl2溶液中存在电荷守恒:2c(N2H)+c(N2H)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则2c(N2H)+c(N2H)-)+c(OH-);故C错误;
D.反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K==故D正确;
故选:BC。13、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。三、填空题(共8题,共16分)14、略
【分析】【分析】
【详解】
根据图片分析,(1)s电子的原子轨道呈球形,只有一个原子轨道;(2)p电子的原子轨道呈纺锤形,每个p能级有3个原子轨道,且这三个轨道相互垂直。【解析】球1纺锤315、略
【分析】【详解】
(1)、氯原子的核电荷数为17,其电子排布式为1s22s22p63s23p5;
(2);周期元素随核电荷数依次增大;原子半径逐渐变小,故结合1个电子释放出的能量依次增大,氮原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性;
故答案为同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大;N原子的2p轨道为半充满状态;具有稳定性,故不易结合一个电子;
(3)①H3O+中价层电子对数都是3且含有一对孤电子对,所以为三角锥形结构,中心原子的杂化类型为sp3杂化,NH中价层电子对个数是4且不含孤电子对;其空间构型为正四面体;
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N中的σ键总数为5个,根据已知信息,N中参与形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,所以N中的大π键表示为Π
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH)N—HCl、(H3O+)O—HN(N)、(NH)N—HN(N);
故答案为sp3杂化;正四面体;5;Π(H3O+)O—HN(N);(NH)N—HN(N)。【解析】1s22s22p63s23p5同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性,故不易结合一个电子sp3杂化正四面体5Π(H3O+)O—HN(N)(NH)N—HN(N)16、略
【分析】【分析】
C核外电子总数是最外层电子数的3倍,应为P元素,C、D为同周期元素,则应为第三周期元素,D元素最外层有一个未成对电子,应为Cl元素,A2-和B+具有相同的电子构型;结合原子序数关系可知A为O元素,B为Na元素。
【详解】
(1)四种元素分别为O、Na、O、Cl,电负性最大的为O元素,C为P元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p3;
(2)A为O元素,有O2、O3两种同素异形体,二者对应的晶体都为分子晶体,因O3相对原子质量较大;则范德华力较大,沸点较高,A的氢化物为水,为分子晶体,B的氢化物为NaH,为离子晶体;
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物为PCl3,P形成3个δ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,则为sp3杂化;立体构型为为三角锥形;
(4)化合物D2A为Cl2O,O为中心原子,形成2个δ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,则中心原子的价层电子对数为4,立体构型为V形,氯气与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O,反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能够形成化合物F为离子化合物,阴离子位于晶胞的顶点和面心,阳离子位于晶胞的体心,则Na的个数为8,O的个数为8×1/8+6×1/2=4,N(Na):N(O)=2:1,则形成的化合物为Na2O,晶胞中O位于顶点,Na位于体心,每个晶胞中有1个Na与O的距离最近,每个定点为8个晶胞共有,则晶胞中O原子的配位数为8,晶胞的质量为(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的体积为(0.566×10-7)cm3,则晶体F的密度为=2.27g•cm-3。【解析】O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体三角锥形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)Na2O8=2.27g•cm-317、略
【分析】【详解】
Cl原子位于Cu原子构成的四面体体心,则体对角线是铜原子和氯原子的半径之和的4倍,Cu原子位于立方体的顶点和面心,为面心立方最密堆积,则面对角线是铜原子半径的4倍,晶胞的边长为acm,所以面对角线等于acm,则铜原子半径为acm,体对角线等于acm,则氯原子半径为cm,求得氯原子与铜原子半径之比为【解析】18、略
【分析】【详解】
(1)由图I可知,以图中上面面心的Ca2+为例,与之最近且等距离的F-下面有4个,上面有4个(未画出),则CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-的个数为8;故答案为:8;
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是氧原子。由图Ⅱ可知,每个硼原子与3个氧原子形成3个极性键,3个氢原子与氧原子也形成3个极性键,则H3BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为1:6;答案为:1:6;
(3)图Ⅲ中未标号的铜原子的上面有3个铜原子;周围有6个铜原子、下面有3个铜原子;其周围最紧邻的铜原子数为12,故答案为:12;
(4)CaF2是离子晶体,Cu是金属晶体,H3BO3是分子晶体,故H3BO3熔点最低,晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用是分子间作用力,故答案为:分子间作用力。【解析】①.8②.O③.1:6④.12⑤.分子间作用力19、略
【分析】【分析】
(1)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体;同种晶体根据微粒间的作用力大小比较;
(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似;
(3)Cu原子占据面心和顶点,根据均摊法计算;根据图可知,每个Ca2+周围有8个Cl-,而每个Cl-周围有4个Ca2+;
(4)分子间含有氢键时;其熔沸点较高;
(5)利用均摊法计算。
【详解】
(1)熔点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,熔点:冰>干冰,MgO和CaCl2属于离子晶体,熔点:MgO>CaCl2,金刚石是原子晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、MgO、CaCl2;冰、干冰;
(2)MgO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,以顶点为O2-离子研究,与之最近的O2-离子位于面心,每个顶点为12个面共用,故MgO晶体中一个O2-周围和它最邻近且距离相等的O2-有12个;
(3)Cu原子占据面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为×8+×6=4;根据氯化钙的晶胞图可知,每个Ca2+周围有8个Cl-,而每个Cl-周围有4个Ca2+,所以CaCl2晶体中Ca2+的配位数为8;
(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外;水分子间含有氢键,氢键的作用力大于范德华力,所以其熔沸点较高;
(5)晶胞中顶点微粒数为:8×=1,面心微粒数为:6×=3,体内微粒数为4,共含有8个碳原子;碳原子的体积为:8××π×r3,设金刚石晶胞的边长为a,晶胞体积为:a3,晶胞内含有四个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即a=8r,r=a;碳原子的空间利用率为:==π。【解析】①.金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰②.12③.4④.8⑤.水分子之间形成氢键⑥.8⑦.π20、略
【分析】【详解】
(1)根据CO2晶胞结构图可知,以顶点上的CO2分子为例,距离其最近的CO2分子分布在经过这个顶点的各个面的面心上,一个顶点被8个晶胞共用,所以这样的面共有=12个,所以一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;
(2)根据均摊法,每个金刚石晶胞中碳原子的个数为=8;
(3)每个正六边形上有6个碳原子,每个碳原子被3个六元环共用,则每个六元环占有的碳原子个数为=2;
(4)在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子,但在下面一个晶胞中又连接4个氟离子,所以其配位数为8,在CaF2晶胞中每个F-连接4个钙离子;所以其配位数为4;
(5)C60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体。【解析】①.12②.8③.2④.8⑤.4⑥.分子21、略
【分析】【分析】
(1)从化学平衡的角度分析;使平衡逆向移动所采取的措施;
(2)所涉及的元素中非金属性最强元素是氯;根据核外电子排布规律写出氯原子最外层电子排布式,确定电子云的空间伸展方向;
(3)仿照氨气的电子式,写出PCl3的电子式;从分子晶体的角度考虑沸点的高低;
(4)仿照醋酸与氨水的反应;写出化学方程式;
(5)根据0.4mol/LNH4Cl与0.2mol/LNaOH反应后的溶液;比较出离子的浓度大小关系。
【详解】
(1)根据水解反应,HgCl2+H2O⇌Hg(OH)Cl+HCl;
a.加水稀释;促进水解,平衡正向移动,不符合题意;
b.增加HCl的浓度;增加生成物的浓度,平衡逆向移动,符合题意;
c.及时移走产物;平衡正向移动,不符合题意;
d.水解是吸热反应;降温平衡逆向移动,符合题意;
(2)非金属性最强元素原子为氯原子,它的最外层轨道排布式为该原子核外有1s,2s,2p,3s,3p等5个能级,s轨道是球形的,只有一种空间伸展方向,p轨道是纺锤形的,有三种空间伸展方向,共有4种不同的伸展方向;
(3)磷原子的最外层电子数为5,氯原子的最外层电子数为7,形成三对共用电子对,剩余一对孤对电子,三氯化磷的电子式为:PCl3与NH3的沸点高;它们都是分子晶体,虽然氨分子存在氢键,但氨常温下是气体,但三氯化磷常温下是液体,说明范德华力对沸点的影响超过了氢键的影响,两者都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,故三氯化磷的的沸点高于氨气;
(4)HN3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似,为一元弱酸,若HN3与氨水混合后的化学方程式为HN3+NH3∙H2O=NH4N3+H2O;
(5)NaOH和NH4Cl反应方程式为NaOH+NH4Cl=NH3∙H2O+NaCl,NH4Cl溶液浓度是NaOH溶液浓度的2倍,二者等体积混合,根据方程式知,NH4Cl有一半剩余,则溶液中的溶质为等物质的量浓度的NH4Cl、NH3∙H2O、NaCl,NH4Cl中铵根离子水解程度小于NH3∙H2O电离程度,导致溶液出碱性,则c(OH−)>c(H+),氯离子、钠离子不水解,结合物料守恒知c(Cl−)最大,c(NH4+)>c(Na+),NH3∙H2O是弱电解质,电离程度较小,所以溶液中粒子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+),答案选D。【解析】①.b、d②.③.4④.⑤.PCl3⑥.两者都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高⑦.HN3+NH3.H2O=NH4N3+H2O⑧.D四、计算题(共3题,共6分)22、略
【分析】【分析】
每个C周围有4个硅,C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,先计算金刚石晶胞中碳的个数,再根据公式计算空间利用率。
【详解】
⑴每个C周围有4个硅,因此C的配位数为4;故答案为:4。⑵C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,因此故答案为:188。⑶金刚石晶胞中有个碳,假设C的原子半径为r,则金刚石晶胞参数为金刚石晶体中原子的空间利用率故答案为:34%。【解析】418834%23、略
【分析】【详解】
题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积=6×a2cm2,六棱柱的体积=6×a2ccm3,该晶胞中Zn原子个数为12×+2×+3=6,已知Zn的相对原子质量为65,阿伏伽德罗常数的值为NA,则Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆积(A3型)24、略
【分析】【详解】
(1)元素Na的焰色反应呈黄色;激发态Na原子,价电子由3s能级激发到3p能级,其价电了轨道表示式为答案:黄;
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,都属于离子晶体。但其熔点比NaCl低,原因是K+半径Na+大,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低,所以KBr熔点比NaCl低。答案:K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。
(3)①根据晶胞的结构及A;B两点的坐标可知;C的原子坐标为(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根据晶胞结构可知,晶体中Cl构成的多面体包含20个三角形的面;与Cl紧邻的Na个数为4;答案:20;4。
③根据均摊法可知,该晶体中含有2个Na和6个Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黄K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格
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