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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年鲁教新版选修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8题,共16分)1、下列有关表述正确的是()A.可表示单核10电子粒子基态时的电子排布B.错误,违背了泡利不相容原理C.表示基态N原子的价电子排布D.表示处于激发态B原子的电子排布2、下列有关说法正确的是()A.N、O三种元素电负性从大到小的顺序是N>O>CB.第二周期基态原子第一电离能处于B和O之间的元素有1种C.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7D.基态Ti原子的价电子排布式是4s23d23、在正规化学试卷的开始处总有“可能用到的相对原子质量”一项,如H:1C:12Cl:35.5S:32Cu:64等。请问这些数值准确的说法应该是A.某种核素的相对原子质量B.某种核素的原子质量C.某种元素的平均相对原子质量D.某种元素的平均相对原子质量的近似值4、下列分子或离子中,空间构型是平面三角形的是A.B.C.D.5、氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C﹣C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是()A.分子中四原子共直线,其中碳原子为sp杂化B.N≡C键的键长大于C≡C键的键长C.分子中含有2个σ键和4个π键D.氰气不和氢氧化钠溶液发生反应6、下列分子或离子中键角由大到小排列的是()
①BCl3 ②NH3 ③H2O④PCl4+ ⑤HgCl2A.⑤④①②③B.⑤①④②③C.④①②⑤③D.③②④①⑤7、下列说法正确的是()A.分子的稳定性与分子间作用力无关B.键长等于成键两原子的半径之和C.分子中中心原子若采用sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体结构D.可燃冰(CH4·nH2O)中甲烷分子与水分子之间形成了氢键8、下面的排序不正确的是()A.金属Cu中Cu原子堆积方式为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数均为12B.晶体的熔点:SiC>CCl4>P4>SO2C.酸性:HClO4>HClO3>HClOD.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、许多金属及其化合物在生活;化工、医药、材料等各个领域有着广泛的应用。
(1)钛由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度,被美誉为“未来钢铁”、“战略金属”。钛基态原子中电子占据最高能级的符号为________。与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的有_______种。钛比钢轻、比铝硬,是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是___________________。
(2)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a×10-10cm,则该氮化钛的密度为______g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值;只列计算式)。
(3)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。
Li原子的第一电离能为______kJ·mol-1,OO键键能为_____kJ·mol-1,Li2O晶格能为____kJ·mol-1。10、用“>”“<”表示下列各组能级的能量高低。
(1)2s__4s;(2)2p__4p;(3)4s__3d11、地壳中含有O;Si、Al、Fe、Na、Mg、Ti、Cu等多种元素。请回答下列有关问题。
(1)Fe元素位于元素周期表的第____周期;第______族。
(2)地壳中含量最多的三种元素O;Si、Al中;电负性最大的是____________。
(3)Cu的基态原子的电子排布式是_________________________。
(4)钛被称为继铁;铝之后的第三金属。Ti的原子序数是__________;基态钛原子价电子层的电子排布图是__________________。
(5)表格中数据是Na;Mg、Al逐级失去电子的电离能。其中X、Y、Z代表的元素的原子依次是_________________。
。
X
Y
Z
____(kJ·mol-1)
738
496
578
1451
4562
1817
1817
7733
6912
2745
2745
10540
9543
11575
11575
12、X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
(1)Y在元素周期表中的位置为_________;
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_________(写化学式)。
(3)X、Y、Z、M组成两种盐的溶液反应可产生MY2气体;写出其反应离子方程式:_________;
(4)M的氧化物与G的单质的水溶液均有漂白性,相同条件下,相同体积的该M的氧化物与Y的单质混合通入品红溶液,品红溶液_________(填褪色或不褪色),原因(用化学方程式表示)_________。13、试判断下列分子中心原子的杂化类型和分子构型。
(1)NI3:______;
(2)CH3Cl:______;
(3)CO2:______;
(4)BF3:______;
(5)H2O:______。14、钛;铁、砷、硒、锌等元素的单质及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为_______,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有________种。
(2)铁的第三电离能第四电离能分别为和远大于的原因是______________________。
(3)离子可用于的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸
①写出与互为等电子体的一种微粒_________分子或离子
②异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是_______________。
(4)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为分子结构如图1所示,As原子的杂化方式为_______________。
(5)离子化合物的晶胞结构如图2所示。一个晶胞含有的键有__________个。
(6)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为____________填元素符号该晶胞中硒原子所处空隙类型为____________填“立方体”、“正四面体”或“正八面体”该种空隙的填充率为____________;若该晶胞密度为硒化锌的摩尔质量为用代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为____________nm。
15、如图表示一些晶体中的某些结构;请回答下列问题:
(1)代表金刚石的是(填编号字母,下同)___,其中每个碳原子与____个碳原子最近且距离相等。金刚石属于____晶体。
(2)代表石墨的是____,每个正六边形占有的碳原子数平均为____个。
(3)代表NaCl的是___,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有___个。
(4)代表CsCl的是___,它属于____晶体,每个Cs+与____个Cl-紧邻。
(5)代表干冰的是___,它属于___晶体,每个CO2分子与___个CO2分子紧邻。
(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短,则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为____。16、现有几组物质的熔点(℃)的数据:
据此回答下列问题:
(1)A组属于___________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是__________________。
(2)B组晶体共同的物理性质是___________________(填序号)。
①有金属光泽②导电性③导热性④延展性。
(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是_________________(填序号)。
①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电。
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解释为_______________________________。评卷人得分三、原理综合题(共6题,共12分)17、碳;氮、氧、磷、硫、铁;锌、铜等都是组成蛋白质的重要元素。回答下列问题:
(1)Fe的基态原子的核外电子排布式为_________,3d能级上的未成对电子数为____。
(2)在C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的元素是_____(填元素符号,下同),电负性最大的元素是______
(3)氨基乙酸(H2NCH2COOH)是蛋白质完全水解的产物之一,其中C原子的杂化轨道类型为______;1molH2NCH2COOH中含有键的数目为_____NA。
(4)蛋白质在体内部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2];二氧化碳、水等排出体外。
①CO2、H2O分子的空间构型分别为_____、_____。
②尿素的熔点为132.7℃,其固体属于_____晶体。
③尿素易溶于水,其原因除都是极性分子外,还有_________。
(5)Cu与H元素形成某种晶体的结构如图所示,则该晶体的化学式为____。若该晶体的密度为ρg·cm—3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的棱长为_____nm(用含ρ和NA的式子表示)
18、中国古代四大发明之一——黑火药,它的爆炸反应为2KNO3+3C+SA+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外;上列元素的电负性从大到小依次为________。
(2)在生成物中;A的晶体类型为________,含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为________。
(3)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。19、向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水;首先形成难溶物,继续加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇),将析出深蓝色的晶体。
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H2O分子的电子式:________。
(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合理的是________。
A.氧原子的杂化类型发生了改变。
B.微粒的形状发生了改变。
C.微粒的化学性质发生了改变。
D.微粒中的键角发生了改变。
Ⅱ.胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料;波尔多液是一种保护性杀菌剂,广泛应用于树木;花卉上。
(3)写出铜原子价电子层的电子排布式:_____,与铜同一周期副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有________(填元素符号)。
(4)实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有________。
(5)实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。实验中所加C2H5OH的作用是_________________________。20、高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。
(1)Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4,配体CO中提供孤电子对的是C原子,其理由可能是__;该配合物分子中σ键与π键数目之比为__。
(2)①ClO4-的空间构型是___。
②写出与ClO4-互为等电子体的一种分子和一种离子:__、__。(填化学式)
(3)化学式中CHZ为碳酰肼,其结构为它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。
①碳酰肼中氮元素的化合价为__,碳原子的杂化轨道类型为__。
②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得,有关的化学方程式为__。
(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO;高氯酸及碳酰肼化合而成。
①比较次氯酸和高氯酸的酸性,并说明理由:___。
②如图为NiO晶胞,若晶胞中含有的Ni2+数目为a,Ni2+的配位数为b,NiO晶体中每个Ni2+距离最近的Ni2+数目为c,则a:b:c=__。
21、2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家;其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分子苯芳烃;硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题:
(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图Ⅰ所示)可用于ⅢB族元素对应离子的萃取,如La3+、Sc2+。写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式:____,其中电子占据的轨道数为_____个。
(2)对叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底,其中羟基氧原子的杂化方式为_____,羟基间的相互作用力为_____。
(3)不同大小苯芳烃能识别某些离子,如:N3-、SCN−等。一定条件下,SCN−与MnO2反应可得到(SCN)2,试写出(SCN)2的结构式_______。
(4)NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7°。[Zn(NH3)6]2+离子中H-N-H键角变为109.5°,其原因是:_________________________。
(5)已知C60分子结构和C60晶胞示意图(如图Ⅱ、图Ⅲ所示):则一个C60分子中含有σ键的个数为______,C60晶体密度的计算式为____g•cm−3。(NA为阿伏伽德罗常数的值)
22、某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O。其电池结构如图甲所示;图乙是有机高聚物的结构片段。
(1)Mn2+的核外电子排布式为_____;有机高聚物中C的杂化方式为_____。
(2)已知CN-与N2互为等电子体,推算拟卤(CN)2分子中σ键与π键数目之比为_____。
(3)NO2-的空间构型为_____。
(4)MnO是离子晶体,其晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到。
Mn的第一电离能是_____,O2的键能是_____,MnO的晶格能是_____。
(5)R(晶胞结构如图)由Zn、S组成,其化学式为_____(用元素符号表示)。已知其晶胞边长为acm,则该晶胞的密度为_____g·cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。
评卷人得分四、元素或物质推断题(共5题,共45分)23、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。化合物AC2为一种常见的温室气体。B;C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24。请根据以上情况;回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)基态E原子的核外电子排布式是________,在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同还有_______(填元素符号)。
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为____________。
(3)写出化合物AC2的电子式_____________。
(4)D的单质在AC2中点燃可生成A的单质与一种熔点较高的固体产物,写出其化学反应方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。此后,等电子原理又有发展,例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为_____。
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是____________。24、现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满;N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)。
(2)C元素的电子排布图为_______;E3+的离子符号为_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______区,其基态原子的电子排布式为_______
(4)G元素可能的性质_______。
A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷。
C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒。
(5)活泼性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。25、原子序数小于36的X;Y、Z、R、W五种元素;其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y是形成化合物种类最多的元素,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,R单质占空气体积的1/5;W的原子序数为29。回答下列问题:
(1)Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molZ2X4含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3与化合物X2R的VSEPR构型相同,但立体构型不同,ZX3的立体构型为________,两种化合物分子中化学键的键角较小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)与R同主族的三种非金属元素与X可形成结构相似的三种物质,三者的沸点由高到低的顺序是________。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的单质互为等电子体,元素Y的这种氧化物的结构式是________。
(5)W元素原子的价电子排布式为________。26、下表为长式周期表的一部分;其中的编号代表对应的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)表中⑨号属于______区元素。
(2)③和⑧形成的一种常见溶剂,其分子立体空间构型为________。
(3)元素①和⑥形成的最简单分子X属于________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)元素⑥的第一电离能________元素⑦的第一电离能;元素②的电负性________元素④的电负性(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基态原子核外价电子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的电子式为________。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如表中元素⑩与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素⑩的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:____________________。27、下表为长式周期表的一部分;其中的序号代表对应的元素。
(1)写出上表中元素⑨原子的基态原子核外电子排布式为___________________。
(2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为_____杂化;元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是___________。
(3)元素④的第一电离能______⑤(填写“>”、“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素①形成的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式______________________(各写一种)。
(4)④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为_______________。
(5)元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。评卷人得分五、实验题(共1题,共9分)28、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_____________________________。评卷人得分六、有机推断题(共3题,共30分)29、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:_________________。30、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p轨道上仅有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中电负性最大的,D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红。试回答:
(1)A的价电子轨道排布图为______________________________;B的电子排布式为_________;C的价电子排布式为____________;D的原子结构示意图为__________。
(2)已知D与H原子能形成一种高能量的分子D2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为_____________,含有_____个σ键和_____个π键。
(3)B的原子核外电子运动状态________有多少种,原子轨道数为______,能级数__________,电子占据的最高能层符号为_________。
(4)四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是(用对应化学式回答)____________________。31、W;X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中;成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:W____,X____,Y____,Z____。
(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是____;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有____。
(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是________(写化学式)。
(4)写出Z2Y2的电子式:____________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、A【分析】【详解】
A.图中共有10个电子;且为Ne原子的基态时电子排布,因而可表示单核10电子粒子基态时的电子排布,A项正确;
B.泡利不相容原理是指一个原子轨道最多容纳2个电子;而且自旋方向相反,图中各轨道并不违背,B项错误;
C.N原子价电子为2s22p3,不能表示基态N原子的价电子排布;C项错误;
D.表示处于基态B原子的电子排布;D项错误;
故选A。2、B【分析】【详解】
A.元素的非金属性越强,其电负性就越大,由于元素的非金属性:O>N>C,所以三种元素电负性从大到小的顺序是:O>N>C;A错误;
B.同一周期元素第一电离能随原子序数的增大呈增大趋势;但IIA;第VA元素的电子处于其轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻的元素,则第二周期基态原子第一电离能处于B和O之间的元素只有C元素,所以元素种类数目为1,B正确;
C.F元素为第VIIA的元素;由于其原子半径很小,元素的非金属性最强,因此只有-1价,没有+7价,C错误;
D.Ti是22号元素,根据构造原理可知:基态Ti原子的价电子排布式是3d24s2;D错误;
故合理选项是B。3、D【分析】试题分析:某种核素的相对原子质量;原子质量仅代表一种核素;不能代表某种元素的全部核素,在正规化学试卷的开始处总有“可能用到的相对原子质量”,是元素的相对原子质量的近似值,按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值的近似值,不是平均相对原子质量,答案选D。
【考点定位】本题主要考查了元素的相对原子质量判断。
【名师点晴】该题的解答关键是理解相对原子质量;质量数等有关概念的区别;归纳如下:
。
原子质量。
原子的相对原子质量。
元素的相对原子质量。
质量数。
定义。
指某元素某种核素的一个原子的真实质量。
一个原子的真实质量与一个原子质量的1/12的比值。
该元素各种核素原子的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和。
一个原子核内质子数与中子数的和。
实例。
一个原子的质量是2.657×10-26kg
的相对原子质量约为16
Mr=Mr1a%+Mr2b%+(其中a%+b%+=1)
的质量数为18
4、C【分析】【详解】
A.中原子形成4个键,孤电子对数中心原子采取杂化;空间构型为正四面体形,A不合题意;
B.中N原子形成3个键,孤电子对数中心原子采取杂化;空间构型为三角锥形,B不合题意;
C.中N原子形成3个键,孤电子对数中心原子采取杂化;空间构型为平面三角形,C符合题意;
D.中碳原子形成2个键,孤电子对数中心原子采取sp杂化,空间构型为直线形,D不合题意;
故选C。5、A【分析】【详解】
A.直接连接三键两端原子的原子与三键两端的原子共线;碳的价电子对数为2,所以为sp杂化,故A正确;
B.同一周期元素中;原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大其键长越长,碳原子半径大于氮原子,所以氰分子中C≡N键长小于C≡C键长,故B错误;
C.共价单键是σ键;共价双键中一个是σ键一个是π键,共价三键中一个是σ键两个是π键,所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键,故C错误;
D.根据卤素性质知;卤素单质能和氢氧化钠发生加成反应,则氰分子也能与氢氧化钠发生反应,故D错误;
答案选A。6、B【分析】【分析】
根据题中分子或离子中键角由大到小可知;本题考查键角判断,运用VSEPR理论分析。
【详解】
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心B原子为杂化,键角为
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心N原子为杂化,理论上正四面体构型键角为由于分子中孤电子对存在,孤电子对斥力大于键合电子对斥力,使键角
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心O原子为杂化,理论上正四面体构型键角为由于分子中存在两对孤电子对,且孤电子对斥力大于键合电子对斥力,且存在两对孤电子对,使得键角比分子的键角还小;
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心P原子为杂化,键角为
根据VSEPR理论价电子对数为根据杂化轨道理论,中心Hg原子为sp杂化,键角为
综上,键角由大到小的顺序为
答案选B。7、A【分析】【详解】
A.分子的稳定性与分子内的化学键强弱有关;分子间作用力是确定物质聚集状态,所以分子的稳定性与分子间作用力的大小无关,故A正确;
B.键长是两个成键原子的平均核间距离;键长与成键原子的半径和容所形成的共用电子对等有关,由于成键原子不可能紧挨,所以不是成键两原子的半径之和,故B错误;
C.分子中中百心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构,可能为三角锥形或V形,如NH3、H2O;故C错误;
D.因C元素的电负性不大;非金属性较弱,原子半径较大,不能形成氢键,则可燃冰中甲烷分子与水分子之间不能形成氢键,故D错误;
故选A。8、B【分析】【详解】
A.在金属晶体的最密堆积中;对于每个原子来说,在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三个及下一层的三个,故每个原子周围都有12个原子与之相连,对于铜原子也是如此,选项A不符合题意;
B.一般来说晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,碳化硅为原子晶体,故熔点最高,白磷常温下为固体,四氯化碳为液体,二氧化硫为气体,则晶体的熔点SiC>P4>CCl4>SO2;选项B符合题意;
C.同一种元素的含氧酸,非羟基氧越多,酸性越强;HClO4、HClO3、HClO非羟基氧分别为3、2、0故酸性顺序为:HClO4>HClO3>HClO;选项C不符合题意;
D、离子半径F﹣<Cl﹣<Br﹣<I﹣,故离子键强度NaF>NaCl>NaBr>NaI,故晶格能NaF>NaCl>NaBr>NaI;选项D不符合题意;
答案选B。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】【分析】
(1)钛原子核外有22个电子;根据核外电子排布规律写出钛原子价电子排布式,再确定占据的最高能级;基态Ti原子的未成对电子数为2;第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge;Se、Ni,有3种;钛原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3;
(2)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为6+8=4,Ti原子个数为1+12=4,所以晶胞的质量为m=g,而晶胞的体积V=(2a×10-10)3cm3,再根据=计算;
(3)Li原子的第一电离能是指1mol气态锂原子失去1mol电子变成1mol气态锂离子所吸收的能量;OO键键能是指1mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量;晶格能是指气态离子结合生成1mol离子晶体所释放的能量或1mol离子晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量;以此解答。
【详解】
(1)钛原子核外有22个电子,基态钛原子价电子排布式为3d24s2;占据最高能级的符号为3d;基态原子的未成对电子数为2;第四周期中未成对电子数为2的元素有Ge;Se、Ni,有3种;钛原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3,钛原子的价电子数比铝多,金属键更强,所以钛的硬度比铝大;
因此;本题正确答案是:3d;3;钛原子的价电子数比Al多,金属键更强;
(2)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为6+8=4,Ti原子个数为1+12=4,所以晶胞的质量为m=g,而晶胞的体积V=(2a×10-10)3cm3,所以晶胞的密度=g·cm-3;
因此,本题正确答案是:
(3)Li原子的第一电离能是指1mol气态锂原子失去1mol电子变成1mol气态锂离子所吸收的能量,即为=520kJ·mol-1;O=O键键能是指1mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量,即为249kJ·mol-1=498kJ·mol-1。晶格能是指气态离子结合生成1mol离子晶体所释放的能量或1mol离子晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量,则Li2O晶格能为2908kJ·mol-1。
因此,本题正确答案是:520;498;2908。【解析】①.3d②.3③.钛原子的价电子数比Al多,金属键更强④.⑤.520⑥.498⑦.290810、略
【分析】【分析】
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<np<nd<nf;②n不同时的能量高低:2s<3s<4s2p<3p<4p;③不同层不同能级ns<(n-2)f<(n-1)d<np,绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:1s;2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f
【详解】
(1)n不同时的能量高低:2s<4s;
(2)n不同时的能量高低:2p<4p;
(3)不同层不同能级ns<(n-1)d:4s<3d。
故答案为:<;<;<。【解析】①.<②.<③.<11、略
【分析】【分析】
(1)Fe元素的原子序数为26;位于元素周期表的等四周期Ⅷ族;
(2)元素的非金属性越强;电负性越大,金属性越强,电负性越小;
(3)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1;
(4)钛元素在周期表中的原子序数为22,位于第四周期第IVB族,基态原子的电子排布式为1s22s22p63S23p63d24s2(或[Ar]3d24s2);
(5)由表格数据分析电离能突变可得。
【详解】
(1)Fe元素的原子序数为26;位于元素周期表的等四周期Ⅷ族,故答案为:四;Ⅷ;
(2)元素的非金属性越强;电负性越大,金属性越强,电负性越小,则电负性最大的是非金属性最强的氧元素,故答案为:O;
(3)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,故答案为:[Ar]3d104s1;
(4)钛元素在周期表中的原子序数为22,位于第四周期第IVB族,基态原子的电子排布式为1s22s22p63S23p63d24s2(或[Ar]3d24s2),则价电子层的电子排布图是故答案为:22;
(5)由表格数据可知;X元素第二和第三电离能相差较大,说明X原子最外层有两个电子,属于第IIA族元素,则X为Mg;Y元素第一和第二电离能相差较大,说明X最外层有一个电子,属于第IA族元素,则X为Na;Z元素第三电离能和第四电离能相差较大,说明Z元素原子最外层有3个电子,为第IIIA族元素,则Z为Al,故答案为:Mg;Na、Al。
【点睛】
在主族元素中,当原子失去电子达到稳定结构后,如果再失去电子,其电离能会突变是确定最外层电子数的关键,也是难点。【解析】四ⅧO[Ar]3d104s122Mg、Na、Al12、略
【分析】试题分析:X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大,所以X是H元素;X、Z同主族,可形成离子化合物ZX,且Y原子序数大于Y原子序数,所以Z是Na元素;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子;所以Y是O元素,M是S元素,G是短周期主族元素,所以G是Cl元素(不考虑稀有气体)。
(1)Y是O元素;O原子有2个电子层,最外层电子数为6,处于第二周期第ⅥA族,故答案为:第二周期第ⅥA族;
(2)非金属元素的非金属性越强,其相应的最高价含氧酸的酸性越强,这几种元素非金属性最强的是Cl元素,所以其最高价含氧酸的酸性最强的是高氯酸HClO4,故答案为:HClO4;
(3)用硫酸氢钠和亚硫酸氢钠反应可制得二氧化硫气体,其反应离子方程式为HSO3-+H+=SO2↑+H2O,故答案为:HSO3-+H+=SO2↑+H2O;
(4)二氧化硫和氯水都有漂白性,但当它们以相同体积混合通人品红溶液,由于发生氧化还原反应,使两种物质都失去了漂白作用,所以品红溶液不褪色,化学方程式表示为Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,故答案为:不褪色;Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。
考点:考查了元素周期律与元素周期表的相关知识。【解析】(1)第二周期第ⅥA族;
(2)HClO4;
(3)HSO3-+H+=SO2↑+H2O;
(4)不褪色;Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl13、略
【分析】【分析】
利用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论进行解题。
【详解】
(1)NI3:中心原子N原子孤电子对数为×(5-3×1)=1,价层电子对数为3+1=4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,去掉孤电子对,分子空间构型为三角锥形;
(2)CH3Cl:中心原子C原子孤电子对数为×(4-3×1-1)=0,价层电子对数为4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,无孤电子对,分子空间构型为四面体型;
(3)CO2:中心原子C原子孤电子对数为×(4-2×2)=0;价层电子对数为2,杂化轨道为sp,VSEPR模型为直线型,无孤电子对,分子空间构型为直线型;
(4)BF3:中心原子B原子孤电子对数为×(3-3×1)=0,价层电子对数为3,杂化轨道为sp2;VSEPR模型为平面三角形,无孤电子对,分子空间构型为平面三角形;
(5)H2O:中心原子O原子孤电子对数为×(6-2×1)=2,价层电子对数为2+2=4,杂化轨道为sp3;VSEPR模型为四面体,去掉孤电子对,分子空间构型为V型。
【点睛】
分子的中心原子价层电子对数=σ键个数+孤电子对数,孤电子对数的计算用最外层电子数减去成键电子数,再除以2。如果价层电子对数是4且不含孤电子对,则杂化轨道为sp3,四面体结构,如果价层电子对数是4且含有一个孤电子对,则杂化轨道为sp3,三角锥形结构,如果价电子对数是4且含有2个孤电子对,则杂化轨道为sp3,V形;如果价层电子对数是3且不含孤电子对,则杂化轨道为sp2,平面三角形结构,如果价层电子对数是2,则杂化轨道为sp,直线型结构。【解析】①.sp3、三角锥②.sp3、四面体③.sp、直线型④.sp2、平面三角形⑤.sp3、V型14、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理写出核外电子排布式,判断出最高能级的形状,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;
(2)价电子排布为全满或半满时;处于稳定结构,此时电离能将增大;
(3)C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);从氢键的角度分析沸点的高低。
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
(5)计算出晶胞中C22-数目,每个C22-中含2个π键;
(6)根据图示,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;V===N可以从晶胞构型中计算出N=4,NA;M、ρ均为已知;代入公式可以得到体积,晶胞参数等于体积的三次开方。
【详解】
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,最高能层电子为4s能级,电子云轮廓图形为球形;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同,结合构造原理与洪特规则特例,符合条件元素原子的价电子排布为3d54s1、3d104s1;故有2种;
故答案为:球形;2;
(2)由Fe2+变为Fe3+体现Fe的第三电离能,即价电子由3d6变为3d5;当从3d5状态再失去一个电子时,体现第四电离能,因3d5为半充满状态;较为稳定,故第四电离能大于第三电离能;
故答案为:Fe3+的3d能级半充满;结构稳定;
(3)①C原子与1个单位负电荷可以等效替换为N原子,N原子与1个单位负电荷可以替换为O原子,S原子可以用氧原子替换,与SCN-互为等电子体的一种微粒为:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一种);
故答案为:或
②异硫氰酸分子间含有氢键;故异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高;
故答案为:异硫氰酸分子间存在氢键;
(4)由结构图可知,黑色球为As、白色球为S,分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对,杂化轨道数目为3+1=4,故As杂化方式为sp3杂化;
故答案为:sp3杂化;
(5)晶胞中C22-数目为:12×+1=4,每个C22-中含2个π键;一个晶胞含有平均有π键数目为:2×4=8;
故答案为:8;
(6)晶胞中Se、Zn原子数目之比为1:1,Zn原子处于晶胞的顶点与面心,Se原子与周围的4个Zn原子形成正四面体构型,Se处于正四面体的中心,X,Y都代表Zn;晶胞中Zn原子形成正四面体结构有8个,其中4个正四面体中心填充Se原子,正四面体空隙的填充率为50%;晶胞中Zn原子数目为:8×+6×=4、Se原子数目为4,晶胞中各微粒总质量为:g,晶胞体积为:晶胞参数a=cm=nm;
故答案为:正四面体;
【点睛】
熟练1-36号元素的核外电子排布式,半充满,全充满的状态导致电离能反常。【解析】球形2的3d能级半充满,结构稳定或异硫氰酸分子间存在氢键杂化正四面体15、略
【分析】【详解】
(1)在金刚石晶胞中;每个碳原子连接4个碳原子,原子间以共价键相结合,将这4个碳原子连接后形成四面体,体心有一个碳原子,因此D为金刚石,每个原子与4个碳原子最近且距离相等,金刚石是空间网状结构,属于原子晶体;
(2)石墨是层状结构,在层与层之间以范德华力相互作用,在层内碳与碳之间以共价键相互作用,形成六边形,因此E为石墨的结构,每个正六边形的碳原子数平均为6×=2;
(3)在NaCl晶胞中,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围也有6个Na+,所以A图为NaCl的结构;根据晶胞的结构,每个Na+周围距离最近的Na+在小立方体的面对角线上,每个Na+周围有8个这样的立方体,所以,每个Na+周围与它距离相等的Na+有12个;
(4)CsCl的晶胞中Cs+和Cl-的配位数都是8,即每个Cs+周围有8个Cl-,每个Cl-的周围也有8个Cs+;所以C图为CsCl的晶胞,属于离子晶体;
(5)干冰属于分子晶体,CO2位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2为例,与它距离最近的CO2位于与该顶点相连的12个面的面心上;因此B图为干冰晶体;
(6)熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,石墨的熔点大于金刚石,在离子晶体中,半径越大,晶格能越小,熔点越低,由于Cs+半径大于Na+,因此熔点由高到低的顺序为:石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰。【解析】①.D②.4③.原子④.E⑤.2⑥.A⑦.12⑧.C⑨.离子⑩.8⑪.B⑫.分子⑬.12⑭.石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰16、略
【分析】【详解】
(1)A组熔点最高;属于原子晶体,原子晶体的构成微粒为原子,微粒间作用力为共价键;
故答案为原子;共价键;
(2)B组物质为金属;具有金属光泽;导电性、导热性、延展性,故答案为①②③④;
(3)由于HF分子间存在氢键;导致HF的沸点比其它氢化物的沸点高,故答案为HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多;
(4)D组物质为离子晶体;离子晶体具有硬而脆;水溶液能导电、固体不能导电而熔融状态能导电的性质,故答案为②④;
(5)离子晶体中,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+);在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高;
故答案为D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高。【解析】原子共价键①②③④HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)②④D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷相同的情况下,半径越小,晶格能越大,熔点就越高三、原理综合题(共6题,共12分)17、略
【分析】【分析】
(1)Fe元素原子核外电子数为28;结合能量最低原理书写核外电子排布式,结合电子泡利原理分析未成对电子数;
(2)依据原子的第一电离能和电负性在元素周期表的周期性变化规律作答;
(3)依据杂化轨道理论分析;再结合共价键理论中σ键的存在规律判断分子内的σ键数目;
(4)①根据价层电子对互斥理论(VSEPR理论);先判断价层电子对数,再结合模型分析确定分子的空间构型;
②结合分子晶体的特点作答;
③依据相似相容原理及氢键对物质溶解性的影响分析。
(5)利用均摊法求出该晶胞内铜原子与氢原子的个数,确定化学式;依据晶胞的密度=利用几何关系得出结论。
【详解】
(1)Fe元素原子核外电子数为26,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;3d能级上有五个轨道,六个电子,根据泡利原理可知,其能级上的未成对电子数为:4.
故答案为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;4;
(2)在元素周期表中;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,其中IIA族与VA族元素因核外电子所处能级为全充满;半充满状态,结构稳定,故第一电离能反常的比相对应的后一主族元素偏大,因此C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的元素为N;同一周期中从左到右,元素的电负性逐渐变大,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐变小,因此上述五种元素中,电负性最大的元素是O。
故答案为N;O;
(3)H2NCH2COOH分子中,其中羧基中的碳原子形成两个单键和一个双键,故其杂化类型为sp2;另一个C原子结合的原子数为4,无孤电子对,则其杂化轨道数为4,故采用的杂化类型为sp3;因为共价单键中由一个σ键组成,共价双键中由一个σ键和一个π键组成,共价三键由一个σ键和两个π键组成,H2NCH2COOH的结构式可表示为:故1molH2NCH2COOH中含有σ键的数目为9NA;
故答案为sp2、sp3;9;
(4)①CO2分子的σ键电子对数为2,中心原子C无孤电子对,故其空间立体构型为直线形,而H2O分子的σ键电子对数为2;中心原子O的孤电子对数为2,其VSEPR模型为四面体形,分子空间构型为V形;
故答案为直线形;V形;
②因尿素的熔点为132.7℃;熔点较低,则其固体属于分子晶体;
故答案为分子;
③CO(NH2)2可与水形成氢键;使得溶剂与溶质之间的作用力增大,溶解性增强;
故答案为尿素可与水分子间形成氢键;
(5)从晶胞结构可以看出,晶胞内的Cu原子数=8×(顶点)+6×(面心)=4,晶胞内的H原子数=4×1(体内)=4,则该晶体的化学式为CuH,晶胞内含4个CuH,设该晶胞的棱长为anm,则体积为(a×10-7)3cm3,晶胞的质量为=g,根据晶胞的密度等于晶胞的质量与晶胞的体积之比,列式得出ρ==则a=×107nm;
故答案为CuH;×107【解析】1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s24NOsp2、sp39直线形V形分子尿素与水分子之间可以形成氢键CuH×10718、略
【分析】(1)除S外,上列元素为C、N、O、K,根据元素电负性的递变规律,电负性强的元素主要位于元素周期表的右上方,即非金属性越强,电负性越大,则电负性大小顺序为O>N>C>K。(2)根据原子守恒可得A为K2S,其为离子晶体。生成物中只有CO2含极性共价键,属于直线形结构,因此C原子的轨道杂化类型为sp杂化。(3)HCN的分子结构为H-C≡N,其中C-H键为σ键,C≡N键中含1个σ键和2个π键,故σ键和π键数目之比为1∶1。【解析】O>N>C>K离子晶体sp1∶119、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)水为共价化合物;
(2)A.根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型,价层电子对个数=键个数+孤电子对个数,水中氧的杂化方式为sp3,H3O+中O的杂化方式为sp3;
B.水为V形结构,H3O+为三角锥形;
C.分子和离子的化学性质不同;
D.根据微粒的空间构型判断;
Ⅱ.(3)Cu的原子序数为29,为第四周期第IB族元素,最外层电子为4s1;
(4)胆矾溶液与足量氨水形成的深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子;
(5)从降低物质的溶解度的角度进行分析。
【详解】
Ⅰ.(1)水为共价化合物,电子式为:
(2)A.水分子中O原子价层电子对个数=2+×(6-2×1)=4,采用sp3杂化,H3O+中O原子价层电子对个数=3+×(6-1-3×1)=4,采用sp3杂化;氧原子的杂化类型没有改变,A项错误,符合题意;
B.水分子中O原子含有2个孤电子对,采用sp3杂化,空间构型为V形结构,H3O+为三角锥形;微粒的形状发生了变化,B项正确,不符合题意;
C.H2O为中性分子,H3O+为酸性的阳离子;微粒的化学性质发生了变化,C项正确,不符合题意;
D.水分子为V形结构,H3O+为三角锥形;微粒中的键角发生了变化,D项正确,不符合题意;
答案选A。
Ⅱ.(3)Cu的原子序数为29,为第四周期第IB族元素,价层电子的电子排布为3d104s1,最外层为4s1,同周期的副族元素Cr的价层电子排布为3d54s1;
(4)胆矾溶液与足量氨水形成的深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子,N、H原子之间以共价键结合,Cu2+提供空轨道;N原子提供孤对电子,以配位键结合;
(5)实验过程中加入C2H5OH后,降低了Cu(NH3)4SO4的溶解度,析出了Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。【解析】A3d104s1Cr共价键、配位键降低Cu(NH3)4SO4·H2O的溶解度20、略
【分析】【分析】
⑴电负性越大,原子越不易提供孤电子对;Ni原子形成的4个配位键属于σ键,CO与N2互为等电子体;CO分子结构式为C≡O,CO分子中含有1个σ键;2个π键。
⑵①ClO4−的中心原子Cl原子孤电子对=价层电子对数=0+4=4,微粒空间构型与它的VSEPR模型相同;②原子总数相等;价电子总数也相等的微粒互为等电子体。
⑶①N—N键使N元素表现0价,N—H价使N元素表现-1价,N—C键使N元素表现-1价;分子中碳原子形成3个σ键,杂化轨道数目为3;②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得;该反应属于取代反应,同时还有甲醇生成.
⑷①非羟基氧数目越多,中心元素的正电性越高,越容易电离出离子;②如均摊法计算晶胞中含有的Ni2+数目。以顶点Ni2+研究,其周围最近的氧离子处于棱心且关于镍离子对称,可知Ni2+的配位数为6.以顶点Ni2+研究,与之距离最近的Ni2+处于面心;共有12个。
【详解】
(1)电负性O>C,O原子不易给出孤电子对,配体CO中提供孤电子对的是C原子。Ni原子形成的4个配位键属于σ键,CO与N2互为等电子体,CO分子结构式为C≡O,CO分子中含有1个σ键、2个π键,故Ni(CO)4中含有8个σ键、8个π键,σ键与π键数目之比为8:8=1:1;故答案为:电负性O>C;O原子不易给出孤电子对;1:1。
(2)①ClO4−的中心原子Cl原子孤电子对价层电子对数=0+4=4,微粒空间构型与它的VSEPR模型相同为正四面体形;故答案为:正四面体形。
②原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体。与ClO4−互为等电子体的一种分子和一种离子可以是:CCl4、SO42−等;故答案为:CCl4、SO42−。
(3)①N−N键使N元素表现0价,N−H价使N元素表现−1价,N−C键使N元素表现−1价,故碳酰肼中氮元素的化合价为−2价;分子中碳原子形成3个σ键,杂化轨道数目为3,故碳原子采取sp2杂化;故答案为:−2;sp2。
②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得,该反应属于取代反应,同时还有甲醇生成,反应方程式为:故答案为:
(4)①HClO4中非羟基氧数目比HClO的多,HClO4中Cl的正电性更高,导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易电离出H+,故酸性:HClO4>HClO;故答案为:HClO4的酸性比HClO的强,HClO4中非羟基氧数目比HClO的多,HClO4中Cl的正电性更高,导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易电离出H+。
②晶胞中含有的Ni2+数目以顶点Ni2+研究,其周围最近的氧离子处于棱心且关于镍离子对称,可知Ni2+的配位数为6,以顶点Ni2+研究,与之距离最近的Ni2+处于面心,顶点为8个晶胞共用、面心为2个晶胞共用,故共有3×82=12个,则a:b:c=4:6:12=2:3:6;故答案为:2:3:6。【解析】电负性O>C,O原子不易给出孤电子对1:1正四面体形CCl4SO42−−2sp2HClO4的酸性比HClO的强,HClO4中非羟基氧数目比HClO的多,HClO4中Cl的正电性更高,导致Cl−O−H中O的电子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易电离出H+2:3:621、略
【分析】【分析】
(1)Sc为21号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,失去4s能级2个电子形成Sc2+;
(2)羟基中O原子形成2个σ键;含有2对孤电子对,据此分析解答;
(3)N3-和SCN-互为等电子体,根据等电子体的结构相似,分析书写(SCN)2的结构式;
(4)根据孤电子对与成键电子对之间排斥力大于成键电子对之间的排斥力分析解答;
(5)每个碳原子形成3个σ键,每个σ键为2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成1.5个σ键;根据均摊法计算晶胞中C60分子数目;计算晶胞质量,晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。
【详解】
(1)Sc为21号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,失去4s能级2个电子形成Sc2+,Sc2+核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d1,其中电子占据3个s轨道、6个p轨道、1个d轨道,共占据轨道数目为10个,故答案为:1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d1;10;
(2)羟基中O原子形成2个σ键,含有2对孤电子对,杂化轨道数目=2+2=4,O原子采用sp3杂化,羟基之间能够形成氢键,故答案为:sp3;氢键;
(3)N3-和SCN-互为等电子体,等电子体的结构相似,SCN-中C原子价层电子对个数是2,为直线形结构,所以N3-为直线形结构;(SCN)2分子中S-C原子之间为共价单键;C和N原子之间存在共价三键;其结构式为N≡C-S-S-C≡N,故答案为:N≡C-S-S-C≡N;
(4)NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥作用减弱,故NH3形成配合物后H-N-H键角变大,故答案为:NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后;原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥作用减弱,故H-N-H键角变大;
(5)每个碳原子形成3个σ键,每σ键为2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成1.5个σ键,则一个C60分子中含有σ键个数为1.5×60=90,晶胞中C60分子数目=8×+6×=4,晶胞质量=g,晶体密度==g/cm3=g/cm3,故答案为:90;
【点睛】
本题的难点为(5),要注意均摊法在晶胞计算中的应用,易错点为(3),要注意理解等电子体的概念,理解结构相似的含义。【解析】1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d110sp3氢键N≡C—S—S—C≡N氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大9022、略
【分析】【分析】
(1)Mn元素的原子核外有25个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2;根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式;
(2)CN-和氮气分子互为等电子体,二者结构相同,根据氮气分子判断(CN)2分子中存在的σ键与π键的个数;
(3)NO2-中N原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)=3,杂化类型是sp2,含有1个孤电子对,NO2-的空间构型是V型;
(4)Mn的第一电离能为气态Mn原子失去第一个电子时需要吸收的能量;由1molO2分子变成O原子的过程中;需要吸收的能量为2ekJ;晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量;
(5)ZnS晶胞结构如图所示;利用均摊法找出晶胞中有4个Zn,有4个S,然后进行相关计算,求出晶胞密度。
【详解】
(1)Mn元素的原子核外有25个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;这些C原子中有些C原子价层电子对个数是3、有些是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式分别为sp2、sp3;故答案为:1s22s22p63s23p63d5;sp2、sp3;
(2)CN-与N2结构相似,C原子与N原子之间形成三键,则拟卤(CN)2分子结构式为三键中含有1个σ键、2个π键,单键属于σ键,故(CN)2分子中σ键与π键数目之比为3:4;故答案为:3:4;
(3)NO2-中N原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)=3,杂化类型是sp2,含有1个孤电子对,NO2-的空间构型是V型;故答案为V型;
(4)由图中Mn(晶体)Mn(g)Mn+(g)过程,电离能为1mol的气态原子变为+1价阳离子的能量,故其第一电离能为bkJ•mol﹣1;由图中O2(g)2O(g)为molO=O的键能,故O=O键键能为ekJ•mol﹣1×2=2ekJ•mol﹣1;Mn晶格能为从气态离子形成1mol晶体放出的能量,根据盖斯定律,故晶格能=(f-a-b-c-d-e)kJ•mol﹣1,故答案为:bkJ•mol﹣1;2ekJ•mol﹣1;(f-a-b-c-d-e)kJ•mol﹣1;
(5)由晶胞的结构可知,Zn全部在晶胞的内部,所以1个晶胞中含有4个Zn2+,S分别位于晶胞的顶点和面心,根据晶胞中原子的“均摊法”可计算1个晶胞中S2-的个数为:由Zn,S组成化学式为ZnS;1mol晶体的质量为97g,1mol晶胞的体积为NAa3cm3,因此该晶体的密度为故答案为:ZnS;
【点睛】
晶胞在晶体中的各个方向上都可以重复排列,所以晶胞表面的原子都是与相邻的晶胞共用的,晶胞中原子数研究中,表面的原子只占到其中的几分之一,晶胞内部的原子则完全属于该晶胞。具体,常见的立方体的晶胞,顶点的原子晶胞占1/8,棱边上的原子晶胞占1/4,面上的原子晶胞占1/2。【解析】1s22s22p63s23p63d5sp2、sp33:4V型bkJ•mol﹣12ekJ•mol﹣1(f-a-b-c-d-e)kJ•mol﹣1ZnS四、元素或物质推断题(共5题,共45分)23、略
【分析】【分析】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,化合物AC2为一种常见的温室气体,则A为C,C为O,B为N,D为Mg。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,E为Cr。
【详解】
(1)基态E原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同即最外层电子数只有一个,还有K、Cu;故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期从左到右电离能有增大趋势;但第IIA族元素电离能大于第IIIA族元素电离能,第VA族元素电离能大于第VIA族元素电离能,因此A;B、C的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;故答案为:C<O<N;
(3)化合物AC2为CO2,其电子式
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