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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年沪科版选修3化学下册阶段测试试卷245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、下列各组元素,按照原子半径依次减少,第一电离能依次增大的顺序排列的是()A.Ca、Mg、BeB.Na、Mg、AlC.C.N、OD.P、S、Cl2、下列说法正确的是A.丙烯分子中有7个键,2个键B.在60g晶体中,键的数目为C.共价键有方向性,但无饱和性D.由ⅠA族和ⅥA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,是含有共价键的离子化合物3、通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是()A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60°B.B3N3H6(B和N交替排列)和苯是等电子体,均有6mol非极性键C.NH3和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.BF3和CO32-是等电子体,均为平面三角形结构4、下列常见分子的中心原子的杂化轨道类型是sp的是()A.BF3B.CH4C.SO2D.CO25、用价层电子对互斥理论预测PCl3和的空间构型,结论正确的是A.直线形;三角锥形B.三角锥形;平面三角形C.V形;三角锥形D.直线形;平面三角6、金晶体是面心立方最密堆积,已知立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌,金原子半径为rcm,则金晶体的空间利用率为A.B.C.D.评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)7、〔化学—选修3:物质结构与性质〕

早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al;Cu、Fe元素组成。回答下列问题:

(1)准晶是一种无平移周期序;但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过_____________方法区分晶体;准晶体和非晶体。

(2)基态铁原子有________个未成对电子;三价铁离子的电子排布式为:___________可用硫氰化钾检验三价铁离子,形成配合物的颜色为_____________

(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸;而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_________;一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为:______________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是:_______________________。氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有_____________个铜原子。

(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为____________。列式表示铝单质的密度_______________g·cm-3(不必计算出结果)8、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__。9、用符号“>”或“<”表示下列各项关系。

(1)第一电离能:Na__________Mg,Mg_______Ca。

(2)电负性:O________F,F________Cl。

(3)能量高低:ns________(n+1)s,ns________np。10、下图是元素周期表的一部分,请回答下列问题:。族/周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族1①②2③④⑤3⑥⑦⑧⑨

(1)在这些元素中,第一电离能最大的是_______________(填元素符号,下同),⑥和⑦的离子半径大小关系为_________________________。

(2)在这些元素形成的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物为_______________(填物质的化学式)。

(3)在④和⑤两种元素中,电负性较大的是_______________(填元素名称),③与⑧形成三原子分子,该分子的一种等电子体分子式是_______________。11、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________。12、回答下列填空:

(1)有下列分子或离子:①CS2,②PCl3,③H2S,④CH2O,⑤H3O+,⑥NH4+,⑦BF3,⑧SO2。粒子的立体构型为直线形的有________(填序号,下同);粒子的立体构型为V形的有________;粒子的立体构型为平面三角形的有________;粒子的立体构型为三角锥形的有____;粒子的立体构型为正四面体形的有____。

(2)俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)为平面三角形,但C—Cl键与C=O键之间的夹角为124.3°;C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.4°,解释其原因:____。13、硼及其化合物的应用广泛。试回答下列问题:

(1)基态原子的价电子轨道表示式为__________,其第一电离能比的__________(填“大”或“小”)。

(2)氨硼烷()被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的原子是__________,写出一种与氨硼烷互为等电子体的有机小分子:___________________(填化学式)。

(3)常温常压下硼酸()的晶体结构为层状;其二维平面结构如图所示。

①B原子的杂化方式为__________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:_________________。

②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸:______________________________。14、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、________、________。15、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:

(1)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为__________________;Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻,Ni在周期表中的位置是__________________。

(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。

①乙醇分子中C原子的轨道杂化类型为__________________,NH3与H+以配位键形成NH4+,则NH4+的空间构型为____________________。

②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键除了极性共价键外,还有____________________。

③NH3极易溶于水的原因主要有两个,一是_______________,二是_______________________。

(3)CuSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子[Cu(CN)4]2-,1molCN-中含有的π键数目为__________。与CN-互为等电子体的离子有____________(写出一种即可)。

(4)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示,若晶体密度为ag·cm-3,则Cu与F最近距离为____________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算表达式;不用化简)。

评卷人得分三、原理综合题(共5题,共10分)16、科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为______。

(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是______(填序号)。

a.固态CO2属于分子晶体。

b.CH4分子中含有极性共价键;是极性分子。

c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

①基态Ni原子的电子排布式为____________,Ni该元素位于元素周期表的第___族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有_____molσ键。

(4)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表.CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是______。

②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想.已知图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是___________________________。17、一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂;结构简式如图:

(1)基态Zn2+的价电子排布式为__;一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序是__。

(2)甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中N的杂化轨道类型为__;甘氨酸易溶于水,试从结构角度解释__。

(3)一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为__。

(4)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物,IMI的结构为则1molIMI中含有__σ键。

(5)常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态,原因是__。

(6)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图Ⅰ所示。

①Zn2+填入S2-组成的__空隙中(填“四面体”或“八面体”);

②由图不能判断出S2-、Zn2+相切,若要使S2-、Zn2+相切,则Zn2+半径为__pm,已知晶体密度为dg/cm3,S2-半径为apm。(写计算表达式)。

18、近日,中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH,研究方面取得新进展,使用的催化剂有Fe、MgO等;相关研究成果发表于《自然一能源》上。

请回答下列问题:

(1)基态Fe原子中有___个运动状态不同的电子;基态Fe原子价电子的排布图为___,最高能层电子的电子云轮廊图形状为____。

(2)Ba元素在周期表中的分区位置是____区,元素的第一电离能:Mg_______Al(填“>”或“<”),H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为_____(用元素符号表示)。

(3)分子的空间构型为____,其中心原子的杂化方式为_____,与互为等电子体的阳离子是_______(填离子符号;任写一种)。

(4)已知:的熔点为770℃,的熔点为1275℃,二者的晶体类型均为___,的熔点低于的原因是___。

(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性,该物质形成的晶体的立方晶胞结构如图所示:

①与Mg紧邻的Ni有_______个。

②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。该晶胞中原子的坐标参数a为(0,0,0);b为(0)。则c原子的坐标参数为___。

③已知:晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为apm,阿伏加德罗常数的值为则晶体的密度_____(用含a、的代数式表示)。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。

20、氢;氮、氧、硫、镁、铁、铜、锌等元素及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:

(1)某同学根据已学知识,推断Mg基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了____

(2)Cu位于____族____区,Cu+价电子排布式为____。

(3)MgCO3的分解温度____BaCO3(填“>”或、“<”)

(4)Ge、As、Se元素的第一电离能由大到小的顺序为____

(5)已知H3BO3是一元酸,1molH3BO3在水中完全电离得到的阴离子中含有σ键的数目为____

(6)下列有关说法不正确的是____。

A.热稳定性:NH3>PH3,原因是NH3分子间存在氢键,而PH3分子间存在范德华力。

B.SO2与CO2的化学性质有些类似;但空间结构与杂化方式不同。

C.熔、沸点:SiF4<SiCl4<SiBr44;原因是分子中共价键键能逐渐增大。

D.熔点:CaO>KCl>KBr;原因是晶格能逐渐减小。

(7)晶体Cu的堆积方式如图所示,其中Cu原子在二维平面里放置时的配位数为_________,设Cu原子半径为a,晶体的空间利用率为______。(用含π;a;的式子表示,不必化简)

评卷人得分四、实验题(共1题,共4分)21、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_____________________________。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共4分)22、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、有机推断题(共1题,共3分)23、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序数依次增大。已知:X的最外层电子数是次外层的2倍;在地壳中Z的含量最大,W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,Q的最外层比次外层少2个电子。请回答下列问题:

(1)X的价层电子排布式是___,Q的原子结构示意图是____。

(2)Y、Z两种元素中,第一电离能较大的是(填元素符号)_____,原因是______。

(3)Z、W、Q三种元素的简单离子的半径从小到大排列的是________。

(4)关于Y、Z、Q三种元素的下列有关说法,正确的有是_______;

A.Y的轨道表示式是:

B.Z;Q两种元素的简单氢化物的稳定性较强的是Z

C.Z;Q两种元素简单氢化物的沸点较高的是Q

D.Y常见单质中σ键与π键的数目之比是1:2

(5)Q与Z形成的化合物QZ2,中心原子Q的杂化类型是_____,QZ2易溶于水的原因是________。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】【详解】

A;同主族元素从上到下半径增大、第一电离能减小;Ca、Mg、Be原子半径依次减少,第一电离能依次增大,故A正确;

B;Mg的3s轨道全满;第一电离能大于Al,所以第一电离能Na<Al<Mg,故B错误;

C;N的2p轨道半充满;第一电离能大于O,所以第一电离能C<O<N,故C错误;

D;P的3p轨道半充满;第一电离能大于S,所以第一电离能S<P<Cl,故D错误。

【点睛】

同周期元素从左到右,第一电离能呈递增趋势,第ⅡA的最外层s轨道全满、ⅤA族元素最外层p轨道全满,为稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的元素。2、D【分析】【详解】

键均为键,中一个键,一个键,则丙烯分子有8个键,1个键;故A错误;

B.60g物质的量硅形成四个键,60g水晶晶体中,含有“”键的数目为故B错误;

C.键没有方向性;化学键都有饱和性,故C错误;

D.由ⅠA族和ⅥA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,该化合物为为离子化合物,含有非极性共价键,故D正确。

故选:D。3、D【分析】【详解】

A.CH4和NH4+原子总数为5;价电子总数都为8,是等电子体,为正四面体结构,键角均为109°28′,不是60°,故A错误;

B.B3N3H6和苯原子总数为12,价电子总数都为30,是等电子体,但B和N交替排列所以B3N3H6分子中不存在非极性键;故B错误;

C.NH3和PCl3原子总数为4,NH3价电子总数为8,PCl3价电子总数为26;不是等电子体,但二者都为三角锥型结构,故C错误;

D.BF3和CO32-原子总数为4,价电子总数都为24,是等电子体,BF3成3个σ键,B原子不含孤对电子,采取sp2杂化,为平面正三角形,等电子体的空间结构相同,故CO32-也为平面正三角形;故D正确;

故选:D。

【点睛】

阳离子价电子总数=原子的价电子总数-离子所带的电荷数,阴离子价电子总数=原子的价电子总数+离子所带的电荷数。4、D【分析】【详解】

A.BF3分子中价层电子对个数=3+(3-3×1)=3,中心原子杂化类型为sp2杂化;故A错误;

B.CH4中C原子杂化轨道数为4+×(4-4×1)=4,中心原子杂化类型为sp3杂化;故B错误;

C.SO2中S原子杂化轨道数为2+×(6-2×2)=3,中心原子杂化类型为sp2杂化;故C错误;

D.CO2中C原子杂化轨道数为2+×(4+0)=2;中心原子杂化类型为sp杂化,故D正确;

故答案为D。

【点睛】

考查原子杂化方式的判断,根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=×(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数,据此判断杂质类型,中心原子的杂化类型为sp,说明该分子中心原子的价层电子对个数是2。5、B【分析】【分析】

根据中心原子的价层电子对数;确定相应的价层电子对构型后,再根据价层电子对中的孤对电子数,确定电子对的排布方式和分子的空间构型。

【详解】

PCl3中,P原子的价层电子对数为=(5-1×3)÷2=1,价层电子对数为3+1=4,分子空间构型为三角锥型;离子中,碳原子的价层电子对数为=3+(4+2-2×3)=3,没有孤对电子对,故离子是平面三角形结构;答案选B。

【点睛】

2个共用电子对,2个孤对电子的分子为V构型;3个共用电子对,1个孤对电子的分子为三角锥型;3个共用电子对,0个孤对电子的分子为平面三角形;2个共用电子对,1个孤对电子的分子为V构型。6、B【分析】【分析】

面心立方最密堆积原子在晶胞中的位置关系如图。

【详解】

金晶体为面心立方最密堆积,则晶胞面对角线为金原子半径的4倍,金原子半径为rcm,则晶胞的边长为4r=rcm,每个金晶胞中含有4个原子,则金原子总体积为金晶胞体积为故空间利用率为

故选B。

【点睛】

本题考查晶胞结构与计算,解题关键是明确原子在晶胞中的位置,理解原子半径与晶胞棱长的关系,需要学生具有一定的数学计算能力。二、填空题(共9题,共18分)7、略

【分析】【详解】

试题分析:(1)从外观无法区分三者;但用X光照射挥发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此通过有无衍射现象即可确定;

(2)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p43d64s2,基态Fe原子核外处在能量最高的能级为3d,排布了6个电子,有6种不同的运动状态,可知在3d上存在4个未成对电子,失去电子变为铁离子时,三价铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p43d5;可用硫氰化钾检验三价铁离子,形成配合物的颜色为血红色;

(3)乙醛中甲基上的C形成4条σ键,无孤电子对,因此采取sp3杂化类型,醛基中的C形成3条σ键和1条π键,无孤电子对,采取sp2杂化类型;1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键,则1mol乙醛含有6molσ键,即6NA个σ键;乙酸分子间可形成氢键,乙醛不能形成氢键,所以乙酸的沸点高于乙醛;该晶胞中O原子数为4×1+6×1/2+8×1/8=8,由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍;即为16个;

(4)在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上;面心占1/2

,通过一个顶点可形成8个晶胞,因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×1/2=12;一个晶胞中Al原子数为8×1/8+6×1/2=4,因此Al的密度ρ=m/V=

考点:考查晶体的性质、原子核外电子排布规律、共价键类型、氢键、杂化类型、配位数及密度的计算【解析】X射线衍射4个1s22s22p63s23p43d5血红色sp3、sp26NA乙酸的分子间存在氢键,增加了分子之间的相互作用16128、略

【分析】【分析】

Co是27号元素;可按照能量最低原理书写电子排布式;O为非金属性,难以失去电子,第一电离能较大。

【详解】

Co是27号元素,位于元素周期表第4周期第VIII族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;元素Mn与O中,由于O元素是非金属性而Mn是过渡元素,所以第一电离能较大的是O,O基态原子价电子为2s22p4,所以其核外未成对电子数是2,而Mn基态原子价电子排布为3d54s2,所以其核外未成对电子数是5,因此核外未成对电子数较多的是Mn,故答案为:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;O;Mn。【解析】①.1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2②.O③.Mn9、略

【分析】【分析】

(1)第一电离能的变化规律与金属性类似;但是要注意半满的特殊情况;

(2)电负性的变化与非金属性类似;非金属性越强的元素其电负性也越大;

(3)越外层的轨道能量越高;越不稳定。

【详解】

(1)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大,因此同主族元素从上到下第一电离能减小,因此

(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此同主族元素自上到下电负性减小,因此

(3)越外层的轨道能量越高,因此【解析】①.<②.>③.<④.>⑤.<⑥.<10、略

【分析】【分析】

根据元素周期表得①为H;②为He,③为C,④为N,⑤为O,⑥为Na,⑦为Al,⑧为S,⑨为Cl。

【详解】

(1)在这些元素中,He是稀有气体,性质稳定,所以第一电离能最大的是He,根据电子层结构相同的粒子,原子序数越大半径越小,则离子半径大小Na+>Al3+;

(2)同周期元素,从左往右非金属性逐渐增强,同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱,且非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物酸性越强,注意O无最高价氧化物的水化物,所以非金属性最强的是Cl,即酸性最强的化合物为HClO4;

(3)同周期元素,从左往右电负性依次增大,则N和O两种元素中,电负性较大的是氧,C与S形成三原子分子是CS2,等电子体的原子总数和价电子相同,根据同族互换和电子迁移后可得,等电子体有CO2(或N2O;COS等)。

【点睛】

元素周期律的题目要抓住元素性质的递变规律进行解题,等电子体一般采用同族互换和电子迁移,根据价电子要相同,得到不同的等电子体。【解析】①.He②.Na+>Al3+③.HClO4④.氧⑤.CO2(或N2O、COS等合理分子)11、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⑥.3d54s212、略

【分析】【分析】

(1)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=(a-xb);结合杂化轨道理论分析解答;

(2)从C=O键与C-Cl键排斥作用与C-Cl键与C-Cl键的排斥作用的大小分析解答。

【详解】

①CS2中C的价层电子对个数=2+=2;且不含孤电子对,为直线形分子;

②PCl3中P的价层电子对个数=3+=4;且含有1个孤电子对,为三角锥形分子;

③H2S中S的价层电子对个数=2+=4;且含有2个孤电子对,为V形分子;

④CH2O中C的价层电子对个数=3+=3;且不含孤电子对,为平面三角形分子;

⑤H3O+中O的价层电子对个数=3+=4;且含有1个孤电子对,为三角锥形离子;

⑥NH4+中N的价层电子对个数=4+=4;且不含孤电子对,为正四面体形;

⑦BF3中B的价层电子对个数=3+=3;且不含孤电子对,为平面三角形;

⑧SO2中S的价层电子对个数=2+=3;且含有1个孤电子对,为V形;

立体构型为直线形的有①;粒子的立体构型为V形的有③⑧;立体构型为平面三角形的有④⑦;粒子的立体构型为三角锥形的有②⑤,粒子的立体构型为正四面体形的有⑥,故答案为:①;③⑧;④⑦;②⑤;⑥;

(2)C=O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用,使得COCl2中C—Cl键与C=O键之间的夹角大于C—Cl键与C—Cl键之间的夹角;故答案为:C=O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用。

【点睛】

本题的易错点为(1),要注意理解价层电子对互斥理论的内涵及孤电子对个数计算方法,难点是CH2O的计算。【解析】①.①②.③⑧③.④⑦④.②⑤⑤.⑥⑥.C==O键与C-Cl键之间电子对的排斥作用强于C-Cl键与C-Cl键之间电子对的排斥作用13、略

【分析】【详解】

(1)原子的核外电子排布式分别为原子的轨道处于全满状态,所以的第一电离能比的小,原子的价电子轨道表示式为故答案为:小。

(2)形成配位键,必须有一方提供空轨道,另一方提供孤对电子,在氨硼烷中,原子可提供一对孤电子,原子有一个空轨道,与互为等电子体,故答案为:

(3)①由图可知,硼酸中每个原子与原子形成3个键,即原子有3个成键轨道,且没有孤电子对,故为杂化,溶质分子间形成的氢键不利于溶质的溶解,加热时,硼酸的溶解度增大,可分析出,升温时硼酸分子中的部分氢键被破坏,故答案为:杂化硼酸分子间通过氢键缔合;加热时,部分氢键被破坏。

②硼酸分子中,原子有一个空的轨道,可以接受电子对,根据路易斯酸碱理论可知,硼酸为路易斯酸,故答案为:硼酸分子中B原子有一个空轨道。

【点睛】

同周期,从左到右,第一电离能增大,但在短周期,第ⅡA族与第ⅢA族中:Be>B、Mg>Al,第ⅤA族与第ⅥA族中:N>O、P>S。【解析】小杂化硼酸分子间通过氢键缔合,加热时,部分氢键被破坏硼酸分子中B原子有一个空轨道14、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)15、略

【分析】【详解】

(1)Cu2O中的阳离子Cu+,铜为29号元素,Cu+为铜原子失去1个电子后形成的,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10[Ar]3d10;Ni为28号元素;在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。

(2)①乙醇分子中C原子形成4个σ键,轨道杂化类型为sp3;NH3与H+以配位键形成NHNH中N原子的价层电子对数=4+=4,孤电子对数为0,则NH的空间构型为正四面体形。

②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化学键有极性共价键;铜与氨分子之间的配位键,铜与硫酸根离子之间的离子键,故填:离子键;配位键。

③因为氨分子和水分子之间能形成氢键,氨分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶原理NH3极易溶于水;

(3)氮气与CN-互为等电子体,分子中含有三键,叁键含有1个σ键2个π键;则lmolCN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,与CN-互为等电子体的离子有C等。

(4)晶胞中Cu原子位于顶点和面心,一个晶胞中Cu原子数目为F原子位于晶胞内部,一个晶胞中F原子数目为4,则晶胞质量为设晶胞边长为x,则晶胞体积为密度为Cu与F最近距离为晶胞体对角线的四分之一,则Cu与F最近距离【解析】1s22s22p63s23p63d10##[Ar]3d10第四周期第Ⅷ族sp3正四面体形离子键、配位键氨分子和水分子之间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子,相似相溶2NA或1.204×1024C(或其他合理答案)三、原理综合题(共5题,共10分)16、略

【分析】【详解】

(1)元素的非金属性越强,其电负性就越大;在CH4和CO2所含的H、C、O三种元素中,元素的非金属性由强到弱的顺序是O>C>H,所以元素的电负性从小到大的顺序为H

(2)a.固态CO2是由CO2分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;a正确;

b.在CH4分子中含有不同种非金属元素形成的C—H极性共价键,由于该分子是正四面体型的结构的分子,分子中正负电中心重合,因此该反应是非极性分子,b错误;

c.CH4和CO2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,分子间作用力越强,物质的熔;沸点就越高,物质的熔沸点高低与分子内的化学键的强弱无关,c错误;

d.CH4分子中碳原子的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,碳原子的杂化类型是sp3杂化,CO2分子中C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2;碳原子的杂化类型是sp杂化,d正确;

故答案选ad。

(3)①28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;该元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。

②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,在每个配位体中含有一个σ键,在每个配位体与中心原子之间形成一个σ键,所以1molNi(CO)4中含有8molσ键。

(4)①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是范德华力和氢键。

②根据表格数据可知,笼状空腔的直径(0.586nm)大于CO2分子的直径(0.512nm),而且CO2与水分子之间的结合力大于CH4,因此可以实现用CO2置换CH4的设想。【解析】H<C<Oad[Ar]3d84s2VⅢ8氢键、范德华力二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径,且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷17、略

【分析】【分析】

(1)Zn2+核外有28个电子,电子排布式是[Ar]3d10;同周期元素从左到右;电负性增大;

(2)甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中N原子形成3个单键;有1个孤电子对,价电子对数是4;甘氨酸和水分子之间能形成氢键;

(3)根据结构简式判断Zn2+的配位数;

(4)单键全是σ键;双键中有1个σ键、1个π键;

(5)常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态;说明晶格能小;

(6)①根据晶胞图回答;

②根据晶胞密度,可计算晶胞的边长;若要使S2-、Zn2+相切,则体对角线的长等于2个Zn2+和2个S2-直径的和。

【详解】

(1)Zn2+核外有28个电子,电子排布式是[Ar]3d10,价电子排布式是3d10;一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素是H、C、N、O,同周期元素从左到右,电负性增大,电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;

(2)甘氨酸(H2N-CH2-COOH)中N原子形成3个单键,有1个孤电子对,所以杂化轨道类型为sp3;甘氨酸是极性分子;且分子中的氨基;羧基都能与水分子形成氢键,所以甘氨酸易溶于水;

(3)根据结构简式可知Zn2+的配位数是5;

(4)单键全是σ键、双键中有1个σ键、1个π键,根据结构简式可知1molIMI中含有12molσ键;

(5)形成该离子化合物阴阳离子所带电荷数少;离子半径大,形成离子晶体的晶格能小,熔点低,所以常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态;

(6)①根据晶胞图,Zn2+填入S2-组成的四面体空隙中;

②设晶胞的边长为xpm,则x=体对角线为若要使S2-、Zn2+相切,则体对角线的长等于2个Zn2+和2个S2-直径的和,则Zn2+半径为【解析】①.3d10②.O>N>C>H③.sp3④.甘氨酸是极性分子,且分子中的氨基、羧基都能与水分子形成氢键⑤.5⑥.12mol⑦.形成该离子化合物阴阳离子所带电荷数少,离子半径大,形成离子晶体的晶格能小,熔点低⑧.四面体⑨.18、略

【分析】【详解】

(1)基态Fe原子的核电荷数是26,所以核外也应该有26个运动状态不同的电子。基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,可得其价层电子排布图为因其最外层电子为4s电子,故电子云形状为球形,故答案为26、球形;

(2)Ba元素为周期表中第6周期,第ⅡA的元素,故其在周期表中分区位置是s区;元素的第一电离能与元素的金属性有关,但Mg的最外层为全充满状态,电子能量最低,所以第一电离能Mg>Al;元素的电负性与元素的非金属性变化规律相似,故H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为O>N>H,故答案为s、>、O>N>H;

(3)分子是由极性共价键所形成的极性分子,N原子杂化后的4个sp3轨道中,有一个杂化轨道已经有了一对成对电子不能再结合H原子,只能利用另外3个sp3轨道上的3个单电子结合3个H原子形成三个N-H键,而孤对电子对这三个键有较强的排斥作用,所以分子构型为三角锥型,其中心原子的杂化方式为sp3杂化;为10电子分子,所以等电子体是故答案为三角锥形、

(4)从与的熔点均很高,可判断出二者的晶体类型均为离子晶体。但由于的半径大于所以的晶格能小于的熔点低于故答案为离子晶体、的半径大于的晶格能小于

(5)①从图中可看出Mg原子位于正方体的顶点上;而Ni原子位于正方体的面心上,所以与顶点位置最近的面心共有12个,即与Mg紧邻的Ni有12个。答案为12;

②在三维立体坐标轴中c原子所在位置为x=0,y=z=所以c原子的坐标参数为(0,);

③已知晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为apm,所以该晶胞的棱长晶胞体积为换算单位为厘米,则体积为由于Ni位于面心,所以完全属于一个晶胞的Ni为3个,Mg位于顶点,所以完全属于一个晶胞的Mg为一个,碳位于体心,完全属于该晶胞,所以该晶胞的质量为可表示为则晶体的密度答案应为【解析】26球形s>O>N>H三角锥形离子晶体的半径大于的晶格能小于12(0,)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××10720、略

【分析】【分析】

(1)Mg的3s轨道上的两个电子自旋方向相同;

(2)基态Cu的价电子排布式为3d104s1;

(3)分解生成的MgO;BaO均为离子晶体;离子所带电荷相同,离子半径越小,晶格能越大,越稳定,反应越容易进行;

(4)第一电离能在主族元素中同周期从左到右呈上升趋势;

(5)H3AO3为一元弱酸,与水形成配位键,电离出[A(OH)4]-与氢离子;

(7)晶体Cu的堆积方式为面心立方最密堆积。

【详解】

(1)电子排布图中3s能级;2个电子自旋方向相同,违背泡利原理;

(2)基态Cu的价电子排布式为3d104s1,Cu位于第四周期的IB族ds区,Cu+价电子排布式为3d10;

(3)MgO、BaO均为离子晶体,离子所带电荷相同,Mg2+、Ba2+的半径依次增大,MgO的晶格能大于BaO的晶格能,导致MgCO3的分解温度小于BaCO3的分解温度;

(4)Ge;As、Se为同周期主族元素;核电荷数依次递增,第一电离能呈增大趋势,但As的4p转道为半充满结构相对稳定,第一电离能比Se大,则Ge、As、Se元素的第一电离能由大到小的顺序为:As>Se>Ge;

(5)H3AO3为一元弱酸,与水形成配位键,电离出[A(OH)4]-与氢离子,[A(OH)4]-的结构式为单键均为σ键,则1mol[A(OH)4]-中含有σ键的数目为8NA(或8×6.02×1023);

(6)A.N的非金属性比P强,则热稳定性:NH3>PH3,稳定性的差异与NH3分子间存在氢键无关;故A错误;

B.SiO2与CO2都是酸性氧化物,所以化学性质相似;SiO2是正四面体结构,采用sp3杂化,CO2是直线结构,采用sp2杂化;故B正确;

C.SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是分子晶体;结构相似,影响它们熔;沸点高低的主要因素是分子间作用力,不是化学键强弱,故C错误;

D.CaO、KCl、KBr都是离子晶体,影响熔、沸点高低的主要因素离子键,离子键强弱用晶格能来衡量,离子键越强晶格能越大。CaO的阴阳离子半径小、所带电荷多,所以离子键最强,晶格能最大;KBr的阴阳离子半径大;所带电荷少;所以离子键最弱,晶格能最小,故D正确;

故答案为AC;

(7)晶体Cu的堆积方式为面心立方最密堆积,与Cu原子接触的硬球有3层,每层有4个与之等径且最近,因此晶体中Cu的配位数为4×3=12;对于面心立方最密堆积的晶胞而言,一个晶胞中含有的粒子个数为8×+6×=4,Cu原子半径为a,则晶胞内硬球的体积总和为V球=4×πa3,根据面心立方最密堆积的硬球接触模型,设晶胞参数为b,根据立体几何知识,存在关系:b=4a,则b=2a,因此晶胞的体积为V晶胞=(2a)3,所以,晶胞的空间利用率=×100%=【解析】泡利原理IBds3d10<As>Se>Ge8NA(或8×6.02×1023)AC12四、实验题(共1题,共4分)21、略

【分析】【分析】

两种配合物可电离出的氯离子数目不同;可将等质量的两种配合物配制成溶液,滴加硝酸银,根据生成沉淀的多少判断。

【详解】

两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,内界氯离子不能与硝酸银反应,外界氯离子可以与硝酸银反应,将这两种配合物区别开来的实验方案:称取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量用硝酸酸化的硝酸银溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥后称量,所得AgCl固体质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固体质量小的,原晶体为[Co(NH3)5Cl]Cl2•NH3,故答案为:取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两种溶液中分别滴加足量AgNO3溶液,静置、过滤、干燥、称量,沉淀质量大的,原晶体为[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。

【点睛】

把握配合物的构成特点,为解答该题的关键。解答此类试题要注意配合物的内

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