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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2024年沪科版选修3化学上册月考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、下列常见分子的立体构型最相近的是A.和B.和C.和D.和2、第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子,其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时,分子结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法中不正确的是()
A.并不是每个原子都达到8电子稳定结构B.键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种C.RCl5受热后会分解生成分子RCl3,RCl5和RCl3都是极性分子D.分子中5个R—Cl键键能不都相同3、下列分子中,属于极性分子的是A.CO2B.BeCl2C.BBr3D.H2O24、下列关于晶体的说法正确的组合是()
①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键⑤SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合⑥晶体中分子间作用力越大,分子越稳定⑦氯化钠熔化时离子键被破坏A.①②③⑥B.①②④C.③⑤⑥D.③⑦5、下面的排序不正确的是()A.多电子原子轨道能量高低:4s>3p>3s>2px=2pyB.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅C.熔点由高到低:NaCl>SiO2>Hg>P4D.晶格能由大到小:KF>KCl>KB>KI6、镍能形成多种不同的化合物。图1是镍的一种配合物的结构;图2是一种镍的氧合物的晶胞(图中白球为氧)。判断下列说法正确的是。
A.图2可能表示的是NiO的晶胞B.图1中N、O的第一电离能C>N>OC.图2中离镍原子最近的镍原子数共为8个D.图1分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)7、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8、有下列两组命题。A组B组Ⅰ.H2O分子间存在氢键,H2S则无①H2O比H2S稳定Ⅱ.晶格能NaI比NaCl小②NaCl比NaI熔点高Ⅲ.晶体类型不同③N2分子比磷的单质稳定Ⅳ.元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大④同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大
B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是A.Ⅰ①B.Ⅱ②C.Ⅲ③D.Ⅳ④9、水杨酸()是护肤品新宠儿。下列有关水杨酸的说法正确的是()A.水杨酸最多可与发生加成反应B.与对甲氧基苯甲酸互为同系物C.存在分子内氢键,使其在水中的溶解度减小D.分子中的碳原子均采用杂化10、下列物质在CCl4中比在水中更易溶的是()A.NH3B.HFC.I2D.Br211、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7:112、干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是()A.分子内共价键B.分子间作用力C.分子间的距离D.分子内共价键的键长13、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=9.55×10714、叠氮化钠用于汽车的安全气囊中,当发生车祸时迅速分解放出氮气,使安全气囊充气,其与酸反应可生成氢叠氮酸(HN3),常用于引爆剂,氢叠氮酸还可由肼(N2H4)制得。下列叙述错误的是A.CO2、N2O与N3-互为等电子体B.氢叠氮酸(HN3)和水能形成分子间氢键C.NaN3的晶格能小于KN3的晶格能D.HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)15、Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu2O。
(1)在基态Cu2+核外电子中,M层的电子运动状态有_________种。
(2)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为_____(填元素符号)。
(3)[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为________。
(4)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为________;推测抗坏血酸在水中的溶解性:________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(5)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为________。
(6)单质铜及镍都是由_______________键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是_________________________________。16、黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图A),晶胞参数a=3.310A,b=4.380A;c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样,图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为(0.50,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出P原子的价电子排布:___。
(2)P和F的电负性大小顺序是X(P)___X(F)。(填“<”“=”或“>”)P和F形成的分子PF3和PF5,它们的几何构型分别为__、__。
(3)①黑磷中P原子杂化类型是__。黑磷中不存在__(选填字母序号)。
A.共价键B.σ键C.π键D.范德华力。
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为__,原因是__。
(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为__,黑磷的晶胞中含有__个P原子。17、如图为元素周期表中部分元素某种性质值随原子序数变化的关系。
(1)短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素是______填元素符号
(2)同周期,随着原子序数的增大,X值变化趋势为______再结合同主族不同元素的X值变化的特点,体现了元素性质的______变化规律。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表的______填序号
A.左下角右上角分界线附近。
(4)下列关于元素此性质的说法中正确的是______填序号
A.X值可反映元素最高正化合价的变化规律。
B.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力。
C.X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱。
(5)SiHCl3与水发生的化学反应可认为是广义的水解反应,根据图中数据,该反应的化学方程式为______18、由徐光宪院士发起,院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了,全书形象生动地诉说了BF3、TiO2、CH3COOH、CO2、NO、二茂铁、NH3、HCN、H2S、O3;异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星。
(1)写出Fe2+的核外电子排布式________________________________。
(2)下列说法正确的是________。
a.H2S、O3分子都是直线形。
b.BF3和NH3均为三角锥形。
c.CO2;HCN分子的结构式分别是O=C=O、H—C≡N
d.CH3COOH分子中碳原子的杂化方式有:sp2、sp3
(3)TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体结构如图,白球表示________原子。
(4)乙酸()熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(含一个环状结构),请画出该二聚体的结构:_________________________________________。19、卤族元素的单质和化合物在生产生活中有重要的用途。
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]_________。
(2)在一定浓度的HF溶液中,氟化氢是以缔合形式(HF)2存在的。使氟化氢分子缔合的作用力是_________。
(3)HIO3的酸性_________(填“强于”或“弱于”)HIO4,原因是_________。
(4)ClO2-中心氯原子的杂化类型为_________,ClO3-的空间构型为_________。
(5)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数:表示晶胞内部各微粒的相对位置。下图是CaF2的晶胞,其中原子坐标参数A处为(0,0,0);B处为(0);C处为(1,1,1)。则D处微粒的坐标参数为_________。
②晶胞参数:描述晶胞的大小和形状。已知CaF2晶体的密度为cg·cm-3,则晶胞中Ca2+与离它最近的F-之间的距离为_________nm(设NA为阿伏加德罗常数的值,用含C、NA的式子表示;相对原子质量:Ca40F19)。20、已知钼(Mo)的晶胞如图所示,钼原子半径为apm,相对原子质量为M,以NA表示阿伏加德罗常数的值。
(1)钼晶体的堆积方式为__。
(2)钼原子的配位数为__。
(3)构成钼晶体的粒子是__。
(4)金属钼的密度为__g·cm-3。评卷人得分四、有机推断题(共4题,共12分)21、Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q;X原子p轨道的电子数分别为2和4.请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲;乙;下列判断正确的是________。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙。
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙。
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙。
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙。
(4)Q;R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26;其中分子中的σ键与π键的键数之比为________,其中心原子的杂化类型是________。
(6)若电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取________。A.电子的运动轨迹图像B.原子的吸收光谱C.电子体积大小的图像D.原子的发射光谱(7)某元素原子的价电子构型为3d54s1,该元素属于________区元素,元素符号是________。22、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________。23、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)
24、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)。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共4分)25、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、计算题(共2题,共4分)26、NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列,若食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少?_______27、通常情况下;氯化钠;氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示。
(1)在NaCl的晶胞中,与Na+最近且等距的Na+有_____个,在NaCl的晶胞中有Na+_____个,Cl-____个。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过_________结合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧键。
(4)设二氧化碳的晶胞密度为ag/cm3,写出二氧化碳的晶胞参数的表达式为____nm(用含NA的代数式表示)参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、C【分析】【详解】
A.CO2和SO2的立体构型分别为直线形和V形;A项错误;
B.CH4和NH3的立体构型分别为正四面体形和三角锥形;B项错误;
C.CH2O和BBr3的立体构型均为平面三角形;其中后者为正三角形,C项正确;
D.H2O和BeCl2的立体构型分别为V形和直线形;D项错误;
故选C。2、C【分析】【详解】
A.R原子最外层有5个电子,形成5个共用电子对,所以RCl5中R的最外层电子数为10;不满足8电子稳定结构,故A正确;
B.上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°;中间为平面三角形,构成三角形的键角为120°,顶点与平面形成的键角为90°,所以键角(Cl-R-Cl)有90°;120、180°几种,故B正确;
C.据图可知RCl5分子中正负电荷中心重合,为非极性分子,RCl3分子为三角锥形;为极性分子,故C错误;
D.键长越短;键能越大,键长不同,所以键能不同,故D正确;
故答案为C。3、D【分析】【详解】
A.二氧化碳分子的空间构型为直线形;结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故A错误;
B.氯化铍分子的空间构型为直线形;结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故B错误;
C.三溴化硼的空间构型为平面三角形;结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故C错误;
D.过氧化氢分子中含有极性键;两个O-H键不在一个平面上,分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故D正确;
故选D。4、D【分析】【详解】
①稀有气体形成的分子晶体;不存在共价键,①错误;
②金属晶体中有阳离子;但没有阴离子,②错误;
③金刚石、SiC为原子晶体,C的原子半径小于硅,共价键能前者大于后者,熔点前者大于后者;NaF、NaCl为离子晶体,离子带电荷相同,F-半径小于Cl-,前者晶格能大于后者;H2O、H2S为分子晶体;前者能形成分子间的氢键,分子间作用力前者大于后者。总的来说,熔点依原子晶体;离子晶体、分子晶体依次降低,③正确;
④离子晶体中一定有离子键可能有共价键;分子晶体中肯定没有离子键,④错误;
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合;⑤错误;
⑥分子晶体中分子间作用力决定了晶体的熔沸点;分子的稳定性取决于原子间的共价键,⑥错误;
⑦氯化钠熔化时;离子间的距离改变,离子键被破坏,⑦正确。
综合以上分析,只有③⑦正确。故选D。5、C【分析】【详解】
A.多电子原子中,轨道能级次序:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、同一能层不同能级的电子能量相同,所以多电子原子轨道能量高低:故A正确;
B.原子晶体,键长越短,共价键越强,硬度越大,键长:则硬度由大到小为金刚石碳化硅晶体硅;故B正确;
C.一般来说晶体的熔点:原子晶体离子晶体分子晶体,但在常温下Hg为液体,是固体,则晶体的熔点体的熔点:故C错误;
D.F、Cl、Br、I的离子半径在增大,四种化合物为离子化合物,则晶格能由大到小:故D正确;
故答案为C。
【点睛】
影响晶体熔沸点的因素:离子晶体主要与离子键的强弱有关,离子键越强,熔沸点越高;分子晶体与分子间作用力大小(包括氢键)有关,分子间作用力越大,熔沸点越高,结构相似的物质,含有氢键的高于不含氢键的;原子晶体与共价键强弱有关,共价键越强,熔沸点越高;金属晶体与金属键强弱有关,金属键越强,熔沸点越高。6、A【分析】【分析】
【详解】
A.氢键不是化学键;故图1分子中存在的化学键有共价键;配位键,A错误;
B.根据第一电离能同一周期从左往右呈增大趋势,其中ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故图1中C、N、O的第一电离能N>O>C;B错误;
C.根据图2所示晶胞图可知;晶胞中离镍原子最近的镍原子数共为12个,C错误;
D.图2中O原子位于8个顶点和6个面心上,故一个晶胞含有的O原子数为:而Ni原子位于12条棱心和体心上,故一个晶胞含有的Ni原子个数为:故Ni和O的个数比为1:1,故可能表示的是氧化镍(NiO)的晶胞,D正确;
故答案为D。二、多选题(共8题,共16分)7、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。8、BD【分析】【详解】
试题分析:A、水分子比H2S稳定与共价键强弱有关系;与二者是否能形成氢键没有关系,错误;Ⅱ;碘化钠和氯化钠形成的均是离子晶体,晶格能NaI比NaCl小,因此NaCl比NaI熔点高,B正确;C、氮气和磷形成的晶体均是分子晶体,C错误;D、元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而增大,同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大,例如电负性氧元素大于氮元素,但氮元素的第一电离能大于氧元素,D正确,答案选BD。
考点:考查氢键、分子稳定性、晶体类型和性质及电离能和电负性判断9、CD【分析】【详解】
A.水杨酸中只有苯环能够与氢气发生加成反应,则1mol水杨酸最多能与3molH2发生加成反应;故A错误;
B.水杨酸与对甲氧基苯甲酸(含有-OCH3)含有的官能团不同;不是同系物,故B错误;
C.分子间氢键会导致物质的溶解度减小;水杨酸分子中的羟基和羧基间存在分子内氢键,使其在水中的溶解度减小,故C正确;
D.苯环是平面结构,苯环上的C原子采用杂化,羧基中的碳原子的价层电子对数=3,没有孤对电子,也采用杂化;故D正确;
故选CD。10、CD【分析】【详解】
A.NH3为极性分子;由相似相容原理可知,在极性溶剂水中的溶解度大于非极性溶剂四氯化碳中的溶解度,故A错误;
B.HF为极性分子;由相似相容原理可知,在极性溶剂水中的溶解度大于非极性溶剂四氯化碳中的溶解度,故B错误;
C.I2是非极性分子;由相似相容原理可知,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度大于极性溶剂水中的溶解度,故C正确;
D.Br2是非极性分子;由相似相容原理可知,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度大于极性溶剂水中的溶解度,故D正确;
答案选CD。
【点睛】
CCl4是非极性溶剂,水为极性溶剂,I2和Br2是非极性分子,按相似相容原理,I2和Br2在CCl4中比在水中更易溶。11、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。12、BC【分析】【详解】
汽化是液态变气态的过程;是物理变化,二氧化碳分子没有改变,只是分子间的距离发生了变化,因此分子内的共价键没有任何变化;共价键的键长自然而然也不变,由于分子间距离增大,分子间的作用力被减弱,答案选BC。
【点睛】
A容易错,同学经常错误地以为,分子晶体熔化、汽化等变化时共价键断裂了。13、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。14、CD【分析】【详解】
A.N3-含3个原子、16个价电子,因此与CO2、N2O互为等电子体;故A正确;
B.HN3的分子结构为HN3和水能够形成分子间氢键;故B正确;
C.由于钾离子半径大于钠离子半径,所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能;故C错误;
D.HN3和N2H4都是极性分子;故D错误;
答案选CD。三、填空题(共6题,共12分)15、略
【分析】【分析】
根据Cu2+的核外电子排布式,求出M层上的电子数,判断其运动状态种数;根据配位键形成的实质,判断配原子;根据[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代;能得到两种不同结构的产物,判断其空间构型;根据抗坏血酸的分子结构,求出价层电子对数,由价层电子对互斥理论,判断碳原子杂化类型;由均摊法求出原子个数比,根据化学式判断Cu原子个数;根据外围电子排布,判断失电子的难易,比较第二电离能的大小。
【详解】
(1)Cu元素原子核外电子数为29,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu原子失去4s、3d能级的1个电子形成Cu2+,Cu2+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9;M层上还有17个电子,其运动状态有17种;答案为17。
(2)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,该配离子中Cu2+提供空轨道;O原子提供孤电子对形成配位键;所以配原子为O;答案为O。
(3)[Cu(NH3)4]2+中形成4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,若为正四面体,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代;只有一种结构,所以应为平面正方形;答案为平面正方形。
(4)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4,连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3,根据价层电子对互斥理论判断该分子中碳原子的轨道杂化类型,前者为sp3杂化、后者为sp2杂化;抗坏血酸中羟基属于亲水基,能与水分子形成氢键,所以抗坏血酸易溶于水;答案为sp3、sp2;易溶于水;
(5)该晶胞中白色球个数=8×+1=2;黑色球个数为4;则白色球和黑色球个数之比=2:4=1:2,根据其化学式知,白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子,则该晶胞中Cu原子数目为4;答案为4。
(6)单质铜及镍都属于金属晶体,都是由金属键形成的晶体;Cu+的外围电子排布为3d10,呈全充满状态,比较稳定,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+失去电子是3d10上的,Cu+的核外电子排布稳定,失去第二个电子更难,Ni+失去电子是4s上的,比较容易,第二电离能就小,因而元素铜的第二电离能高于镍的第二电离能;答案为金属,Cu+电子排布呈全充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大。【解析】①.17②.O③.平面正方形④.sp3、sp2⑤.易溶于水⑥.4⑦.金属⑧.铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子16、略
【分析】【分析】
根据P最外层5个电子,写出价电子排布图;根据电负性递变规律,以N元素为中间,判断P与F的电负性大小,以VSEPR理论,判断PF3和PF5的空间构型;根据黑磷烯与石墨烯结构相似;P的配位数为3,判断P原子杂化类型和熔点高低;根据题中图示和所给信息,判断P原子的坐标及晶胞中P原子个数。
【详解】
(1)P为15号元素,其核外价电子排布为3s23p3,价电子排布图为:答案为:
(2)同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而呈增大,N、F同一周期,电负性x(N)<x(F),同一主族,从上到下,电负性依次减弱,N、P属于同主族,电负性x(N)>x(P),P和F的电负性大小顺序是x(P)<x(F);PF3的价层电子对数3+=4,有一对孤电子对,所以空间构型为三角锥形,PF5的价层电子对数5+=5;无孤电子对,所以空间构型为三角双锥形;答案为<,三角锥,三角双锥。
(3)①黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为3,有一对孤电子对,黑磷中P原子杂化类型是sp3,黑鳞中,P与P形成共价键,即有σ键,黑磷烯与石墨烯结构相似,层与层之间有分子间作用力,即范德华力,故不存在π键;答案为sp3;C。
②黑磷相当于石墨;属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高,所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷;答案为黑磷>红磷>白磷,黑磷相当于石墨,属混合晶体,红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高。
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,-0.090,0.402);该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个,第二层含有P原子1+1+1+1=4个,第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子;答案为(0.500,-0.090,0.402),8。【解析】①.②.<③.三角锥④.三角双锥⑤.sp3⑥.C⑦.黑磷>红磷>白磷⑧.黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷⑨.(0.500,-0.090,0.402)⑩.817、略
【分析】【分析】
(1)p能级最多容纳6个电子;s能级最多容纳2个电子,结合原子核外电子排布规律分析;
(2)根据图示曲线变化分析同主族;同周期X的变化规律;
(3)根据图示可知;周期表中X较小的元素集中在左下角;
(4)此变化规律可以判断两元素的金属性或非金属性强弱;
(5)结合图示中X值判断各元素化合价;然后分析反应产物并写出化学方程式。
【详解】
(1)p能级最多容纳6个电子,s能级最多容纳2个电子,则短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素的核外电子排布式为分别为O;Mg元素;
故答案为:O;Mg;
(2)根据图示可知;同周期随着原子序数的增大,X值逐渐增大,同主族从上至下,对应的X值减小,体现了元素性质的周期性变化规律;
故答案为:逐渐增大;周期性;
(3)同周期;X值左边小,同一主族,X值下边小,所以周期表中X较小的元素集中在左下角,故A正确;
故答案为:A;
(4)A;X值可代表电负性;无法根据X值判断元素最高正化合价,故A错误;
B;X值可代表电负性;X值越大非金属性越强,能够反映原子在分子中吸引电子的能力,故B正确;
C;X值越大金属性越弱、非金属性越强;X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱,故C正确;
故答案为:BC;
(5)X值可代表电负性,X值越大非金属性越强,根据图示可知,非金属性:则中Si为价,H、Cl元素为价,与水反应时,Si元素生成或价H元素与水分子中价H生成氢气,该反应方程式为:或
故答案为:(或)。
【点睛】
本题考查位置结构性质的相互关系应用,题目难度中等,明确图像曲线变化为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的应用,试题侧重考查学生的分析能力及综合应用能力。【解析】O、Mg逐渐增大周期性ABC18、略
【分析】【详解】
(1)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子变为Fe2+,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
故答案为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(2)a.H2S、O3分子都是V形;a项错误;
b.BF3为平面三角形,NH3均为三角锥形,b项错误;
c.CO2;HCN分子的结构式分别是:O=C=O、H−C≡N;c项正确;
d.CH3COOH分子中甲基(-CH3)中原子形成4个单键,杂化轨道数目为4,采用的是sp3杂化;羧基(-COOH)中碳原子形成3个σ键,杂化轨道数目为3,采用的是sp2杂化;d项正确;
故答案为cd
(3)白球个数=黑球个数=所以白球和黑球个数比为2:1,根据二氧化硅的化学式知,白球表示氧原子.
故答案为氧(O)
(4)二个乙酸分子间中,羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键,所以该二聚体的结构为
故答案为
【点睛】
晶胞中原子个数计算:晶胞面上8个顶点每个算每条棱上每个点算面上每个算
内部每个算1。【解析】1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6cd氧(O)19、略
【分析】【详解】
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5。
(2)氟原子的半径小;电负性大,易与氢形成氢键;正确答案:氢键;
(3)同HIO3相比较,HIO4分子中非羟基氧原子数多,I的正电性高,导致I-O-H中O的电子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易电离出H+,即酸性越强;所以HIO3的酸性弱于HIO4;
(4)ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子,ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为sp3;根据价层电子对互斥理论,ClO3-中心原子价电子对数为4,采取sp3杂化,轨道呈四面体构型,但由于它配位原子数为3,所以有一个杂化轨道被一个孤电子对占据,所以分子构型为三角锥型。正确答案:sp3;三角锥形;
(5)氟化钙晶胞中,阳离子Ca2+呈立方密堆积,阴离子F-填充在四面体空隙中,面心立方点阵对角线的和处;根据晶胞中D点的位置看出,D点的位置均为晶胞中处;正确答案:();已知一个氟化钙晶胞中有4个氟化钙;设晶胞中棱长为Lcm;氟化钙的式量为78;根据密度计算公式:==C,所以L=由晶胞中结构看出,与Ca2+最近的F-距离为L,即cm=××107nm;正确答案:();××107或××107。【解析】3d104s24p5氢键弱于同HIO3相比较,HIO4分子中非羟基氧原子数多,I的正电性高,导致I-O-H中O的电子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易电离出H+,即酸性越强sp3三角锥形()××107或××10720、略
【分析】【详解】
(1)由晶胞结构可知;钼晶体的堆积方式为面心立方最密堆积,答案为:面心立方最密堆积;
(2)由晶胞结构可知;一个钼原子的周围有12个钼原子,则钼原子的配位数为12,答案为:12;
(3)金属晶体的成键粒子为金属离子和自由电子;故构成钼晶体的粒子是金属离子和自由电子,答案为:金属离子;自由电子;
(4)由晶胞结构可知,8个钼原子位于顶点,6个钼原子位于面上,利用均摊法,每个晶胞中钼原子的个数为则1mol晶胞质量为:钼原子间紧密接触,则可知晶胞中正方形的对角线为4apm,则正方形的边长为即晶胞的边长为故根据答案为:
【点睛】
金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a,原子半径为r):
(1)面对角线长=
(2)体对角线长=
(3)体心立方堆积
(4)面心立方堆积【解析】①.面心立方最密堆积②.12③.金属离子、自由电子④.四、有机推断题(共4题,共12分)21、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,Z为铜元素,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,因此Q为碳元素,则R为氮元素,X为氧元素,Y为硅元素。(1)Z为铜,其核外电子排布式为[Ar]3d104s1,失去2个电子,即为铜离子,其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位键形成时,铜离子提供空轨道,氨分子中的氮原子提供孤电子对。(3)甲为甲烷,乙为硅烷,同主族元素对应氢化物越向上越稳定,沸点越向下越高(不含分子间氢键时),所以b选项正确。(4)第一电离能氮比碳高,因为氮元素原子核外电子p轨道为半充满结构,硅的第一电离能最小,即第一电离能大小顺序是Si54s1,该元素是24号元素,为Cr,属于d区元素。【解析】1s22s22p63s23p63d9孤电子对bSi22、略
【分析】【分析】
X的最外层电子数是次外层的2倍;则次外层只能是K层,容纳2个电子,最外层是L层,有4个电子,X为C元素。地壳中Z的含量最大,则Z为O元素,X;Y、Z原子序数依次增大,则Y为N元素。W是短周期元素中原子半径最大的主族元素,W为Na。Q的最外层比次外层少2个电子,Q的次外层为L层,有8个电子,Q的最外层为M层,有6个电子,Q为S元素。
【详解】
(1)X为C元素,核外电子排布为1s22s22p2,价层电子排布式为2s22p2;Q为S元素,16号元素,原子结构示意图为
(2)Y为N元素;Z为O元素,第一电离能大的是N元素,原因是N原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定;
(3)Z、W、Q形成的离子分别为O2-、Na+、S2-。O2-和Na+具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,半径越小,则有r(Na+)<r(O2-)。O和S同主族,同主族元素形成的简单离子半径从上到小依次增大,有r(O2-)<r(S2-),则排序为r(Na+)<r(O2-)<r(S2-);
(4)Y为N,Z为O,Q为S;
A.Y的2p轨道上有3个电子;根据洪特原则,电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,2p轨道上的3个电子,应该分别在3个不同的轨道;A项错误;
B.O的氢化物H2O的稳定性比S的氢化物H2S的稳定性强;因为O非金属性比S的强;B项正确;
C.O的氢化物H2O的沸点比S的氢化物H2S的沸点高;原因是水分子间存在氢键;C项错误;
D.Y的单质为N2;N和N原子之间有3对共用电子对,其中σ键有1个,π键有2个,比例为1:2,D项正确;
本题答案选BD;
(5)QZ2为SO2,中心原子S的价电子有6个,配位原子O不提供电子,对于SO2,VP=BP+LP=2+=3,中心S原子为sp2杂化;根据相似相溶的原理,SO2易溶于水是由于SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;另外SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO3。【解析】2s22p2NN原子的2p轨道为半充满结构,能量低稳定r(Na+)<r(O2-)<r(S2-)BDsp2杂化SO2是极性分子,H2O是极性溶剂,相似相溶;SO2与H2O反应生成易溶于水的H2SO323、略
【分析】【分析】
A是宇宙中最丰富的元素,说明A为H,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满,说明D为17号元素Cl,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,说明B为Na,E原子的2p轨道中有3个未成对电子,说明E为N,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4,说明F为S,G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的,说明G为Cr,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,则R为Na2S,综上,A为H,B为Na,D为Cl,E为N,F为S,G为Cr;据此分析作答。
【详解】
(1)根据元素周期律可知Cl的电负性大于S;
(2)Cr为24号元素,价电子排布图为
(3)晶体钠为体心立方堆积;区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X-射线衍射实验;
(4)根据核外电子排布规律可知,每个电子的运动状态不同,Cl-最外层有8个电子,所以就有8种不同运动状态的电子,最外层有两个能级,每个能级上电子能量是相同的,所以最外层有2种能量不同的电子,在S2Cl2中要使个原子都满足8电子稳定结构,则分子存在一个S-S键和2个S-Cl键,S原子的价电子数为4,因此S原子以sp3方式杂化;S原子周围有2对孤电子对,所以分子为极性分子;
(5)A与E形成的最简单化合物为NH3,NH3分子中N原子周围有3个共价键,一个孤电子对,因此分子空间构型为三角锥形,由于在NH3中有孤电子对的存在;分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性,所以分子显极性;
(6)R为Na2S,在每个晶胞中含有Na+数为8,S2-为8×+6×=4,由R的晶胞可设S2-的半径为r1cm,Na+半径为r2cm,则晶胞的体对角线为4(r1+r2)cm,晶胞的边长为(r1+r2)cm,晶体的密度==g/cm3=
【点睛】
本题的难点是晶胞密度的计算,只要掌握晶胞中粒子数与M、ρ(晶体密度,g·cm-3)之间的关系,难度即会降低。若1个晶胞中含有x个粒子,则1mol该晶胞中含有xmol粒子,其质量为xMg;又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积,单位为cm3),则1mol晶胞的质量为ρa3NAg,因此有xM=ρa3NA。【解析】>体心立方堆积X-射线衍射82sp3极性三角锥形分子中正电中心和负电中心不重合,使分子的一部分呈正电性,另一部分呈负电性24、略
【分析】【详解】
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,则X为C,Z是地壳中含有最高的元素,即Z为O,因为原子序数依次增大,则Y为N,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,即Q为S,E的原子序数为29,则E为Cu,(1)考查元素在元素周期表中的位置,Y是N,位于第二周期VA族;(2)考查等电子体和π键判断,YZ2+为NO2+,与CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构式为O=C=O,因此1molNO2+中含有π键的数目为2NA个;(3)考查杂化类型,形成的化合物是HCHO,其中碳原子是sp2杂化;(4)考查核外电子排布式,通过晶胞的结构确定化学式,Cu位于第四周期IB族,核外电子排布式为1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1;O原子位于顶点和体心,个数为8×1/8+1=2,Cu全部位于体心,因此化学式为Cu2O;(5)考查晶胞的计算,核外电子排布相同时,半径随着原子序数增大而减小,即氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,晶胞的质量为4×62/NAg,晶胞的体积为a3cm3,根据密度的定义,有ρ=4×62/(NA×a3),即边长为cm。点睛:本题难点是晶胞边长的计算,首先根据晶胞的结构确认化学式,氧元素位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞内,有8个,因此化学式为Na2O,然后根据n=N/NA,确认氧化钠的物质的量,再求出氧化钠的质量,最后利用密度的定义求出边长。【解析】第二周期第VA族2NA或1.204×1024sp2杂化1s22s22p63s13p23d63d104s1
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