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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年冀教版选修3化学上册月考试卷191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、下列说法中错误的是A.同一原子中一定没有能量相同的电子B.6C的电子排布式1s22s22px2违反了洪特规则C.电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D.电子排布式1s22s22p63s23p10违反了泡利原理2、已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是。元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600
A.元素X的常见化合价是+1价B.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl2C.元素Y是ⅢA族的元素D.若元素Y处于第3周期,它的氧化物为两性氧化物3、在第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的元素种类数为()A.1B.2C.3D.44、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子的核外电子数比X原子多4。下列说法正确的是()A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>WB.Z的氢化物分子间存在氢键C.Y、Z形成的化合物分子的中心原子可能采取sp3杂化D.WY2分子中σ键与π键的数目之比一定是2∶15、下列微粒中中心原子的杂化方式和微粒的立体构型均正确的是()A.C2H4:sp、平面形B.SOsp3、三角锥形C.ClOsp3、V形D.NOsp3、正四面体6、相比于其他晶体,分子晶体熔沸点较低,硬度较小的本质原因是()A.组成晶体的基本微粒是分子B.熔融时不导电C.基本构成微粒间以分子间作用力相结合D.分子间存在氢键7、以NA表示阿伏加德罗常数的值;下列说法错误的是。
A.18g冰(图1)中含O—H键数目为2NAB.28g晶体硅(图2)中含有Si—Si键数目为2NAC.44g干冰(图3)中含有NA个晶胞结构单元D.石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料,12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA8、下列说法中,正确的是()A.原子晶体中,共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高B.冰融化时,分子中键发生断裂C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子的熔沸点就越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,则分子越稳定评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)9、多电子原子中,原子轨道能级高低次序不同,能量相近的原子轨道为相同的能级组。元素周期表中,能级组与周期对应。下列各选项中的不同原子轨道处于同一能级组的是A.ls、2sB.2p、3sC.3s、3pD.4s、3d10、如图是元素周期表的一部分;所列字母分别代表一种化学元素。下列说法正确的是()
A.b的第一电离能小于c的第一电离能B.d在c的常见单质中燃烧,产物中既含有离子键也含有共价键C.e与a组成的化合物沸点比水低,原因是水分子之间可形成氢键D.f元素的基态原子失去4s能级上的所有电子后所形成的离子最稳定11、碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:下列有关说法不正确的是A.分子式为C3H4O3B.分子中σ键与π键个数之比为3:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化12、通过反应“P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)=3NaH2PO2(aq)+PH3(g)ΔH>0”,能制得用于化学镀镍的NaH2PO2。P4的结构如图所示;则下列说法正确的是。
A.白磷中各P原子通过共价键相连接形成共价晶体B.H2O分子的立体构型为V形C.该反应能自发进行,则ΔS<0D.反应产物PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化13、下列分子或离子中,中心原子含有孤电子对的是A.H3O+B.SiH4C.PH3D.-14、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.Ⅳ④15、有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6],经X射线研究发现,其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点,而CN-位于立方体的棱上,则下列说法正确的是()
A.x=2,y=1B.该晶体属于离子晶体,M呈+1价C.M的离子不可能在立方体的体心位置D.该晶胞中与每个Fe3+距离最近且相等的CN-有3个评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)16、下表给出了14种元素的电负性:
运用元素周期律知识完成下列各题。
(1)同一周期中,从左到右,主族元素的电负性________;同一主族中,从上到下,元素的电负性________。所以主族元素的电负性随原子序数递增呈____________变化。
(2)短周期元素中,电负性最大的元素与氢元素形成的化合物属于________化合物,用电子式表示该化合物的形成过程__________________________。
(3)已知:两成键元素间的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键,两成键元素间的电负性差值小于1.7时,通常形成共价键。则Mg3N2、BeCl2、AlCl3、SiC中为离子化合物的是________,为共价化合物的是________。17、第一电离能是指处于基态的气态原子失去一个电子,生成+1价气态阳离子所需要的能量。如图是部分元素的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答下列问题:
(1)分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象___。
(2)根据图分析可知,同主族元素的第一电离能的变化规律是___。
(3)图中5号元素在元素周期表中的位置是___。18、(1)基态Si原子中;电子占据的最高能层符号为______,该能层具有的原子轨道数为______.
(2)BF3与一定量的水形成(H2O)2•BF3晶体Q;Q在一定条件下可转化为R:
晶体Q中各种微粒间的作用力有______(填序号).
a.离子键b.共价键c.配位键d.氢键。
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2﹣的结构可用示意图表示为______,科学家推测胆矾结构示意图可简单表示如图:胆矾的化学式用配合物的形式表示为_____________________.
(4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种.S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是_____19、固体电解质有广泛的用途。研究发现,晶体中有特殊结构为离子如提供快速迁移的宽敞通道或者有“点缺陷”,都能使其具有导电潜力。比如:图所示的锂超离子导体和图所示的有“点缺陷”的NaCl。
根据所学知识回答下列问题:
(1)在变化“Cl+e-→Cl-”过程中,所得电子填充在基态Cl的________能级,此过程会_______填“吸收”或“释放”能量。
(2)中B的杂化形式为__________,其等电子体为:___________任写一种与其VSEPR模型相同,且有1对孤电子对的相对分子质量最小的分子是____________。
(3)图所示晶胞中位于__________位置;若将晶体中形成宽敞通道的换成导电能力会明显降低,原因是_____________。
(4)图中,若缺陷处填充了则它____________填“是”或“不是”的晶胞,在NaCl晶体中,填充在堆积而成的___________面体空隙中。20、由N;P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途;请回答下列问题:
(1)基态N的原子核外___种运动状态不同的电子,基态P原子核外电子排布式为_____,P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为___。
(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是__,该分子构型为____。
(3)PCl3是一种无色的液体,遇水容易水解生成两种酸,则方程式__。
(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:MgO___NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是__。
(5)金刚石晶胞含有__个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=___a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率___(请用r和a表示不要求计算结果)。
21、最常见、最熟知的原子晶体是周期表中_____族非金属元素的单质或化合物,如金刚石、二氧化硅和_________、_________,它们都有很高的熔点和硬度。22、现有7种物质:①干冰②金刚石③四氯化碳④晶体硅⑤过氧化钠⑥二氧化硅晶体⑦氯化铵(用序号回答)
(1)这些物质中熔点最高的是___________
(2)属于分子晶体的是___________;其中分子构型为正四面体的是___________,杂化类型为___________。
(3)属于离子晶体的是___________
(4)写出含有极性键和配位键的离子化合物的电子式___________。评卷人得分四、实验题(共1题,共7分)23、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、原理综合题(共2题,共20分)24、硫和钒的相关化合物;在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子排布式为_________________。钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是______________,VO43-的立体构型为__________。
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用较小的有效调节血糖的新型药物。
①该药物中N原子的杂化方式是____________,其所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是__________________。
②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-疏基烟酸氧钒配合物的原因是_________________________________。
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域π键”,下列物质中存在“离域π键”的是________。
A.SO2B.SO42-C.H2SD.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________________g·cm-3(列出计算式即可)。
25、第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。
(1)铬(Cr)被称为“不锈钢的添加剂”。
①写出Cr在周期表中的位置______;
②其原子核外电子排布的最高能层符号是______。
③在lmolCrO5(其中Cr为+6价)中,含有过氧键的数目为______。
(2)钒(V)是我国的丰产元素;被誉为“工业的味精”,广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:
①写出基态钒原子的价电子排布图:______。
②V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO3的三聚体环状结构如图1所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为______。
(3)镍(Ni)是一种优良的有机反应催化剂,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是______(填元素符号)。
(4)钛(Ti)被称为“21世纪金属”,钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要原料;其晶胞结构如图2,晶胞参数为a=0.266nm,晶胞中Ti;Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。
①Ti与O之间的最短距离为______nm;
②与Ti紧邻的O个数为______。评卷人得分六、计算题(共4题,共12分)26、(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_______。27、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)28、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)。
29、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8题,共16分)1、A【分析】【详解】
A.同一原子中存在能量相同的电子;如:同一原子中处于简并轨道的电子能量相同,故A错误;
B.p能级有3个轨道,2p能级有2个电子,电子应优先占据1轨道,且自旋方向相同,2px填充2个电子;违反了洪特规则,故B正确;
C.3d能级的能量高于4s能级;没有填充4s能级,就填充3d能级,违背能量最低原理,故C正确;
D.p能级有3个轨道;每个轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反,3p能级最多填充6个电子,而填充10个电子违反了泡利原理,故D正确。
答案选A。2、B【分析】【分析】
从电离能的数据看;X元素的第二电离能是第一电离能的9倍多,所以X易失去1个电子,显+1价;Y的第四电离能比第三电离能大四倍多,所以Y易失去3个电子,显+3价。
【详解】
A.由分析知;元素X的常见化合价是+1价,A正确;
B.元素X显+1价;与氯形成化合物时,化学式可能是XCl,B错误;
C.从电离能的数据比较中可以看出;元素Y易失去3个电子,是ⅢA族元素,C正确;
D.若元素Y处于第3周期,则为铝,它的氧化物Al2O3为两性氧化物;D正确;
故选B。3、C【分析】【详解】
同周期自左向右电离能逐渐增大;但由于Be元素的2s轨道电子处于全充满状态,稳定性强,因此Be元素的第一电离能大于B元素的第一电离能,氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,因此氧元素第一电离能小于氮元素的第一电离能,因此第一电离能介于B;N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素,故选C。
【点睛】
因N的最外层轨道电子数处于半充满的稳定状态,因此N的第一电离能反常大于O,Be的价层电子排布处于全满的稳定结构,其第一电离能大于B是解答关键。4、C【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、X原子的最外层电子数之比为4∶3,最外层电子数不能为8,故W、X最外层电子数分别为4、3,且X原子序数较大,故W处于第二周期,X处于第三周期,则W为C元素、X为Al元素,Z原子比X原子的核外电子数多4,则Z为Cl,Y为Al到Cl之间的元素,可能为P或S;据此分析解答。
【详解】
A.同主族;自上而下,电负性减弱,Y若为Si元素,则电负性C>Si,故A错误;
B.Z为Cl元素;氯化氢分子中不存在氢键,故B错误;
C.Y、Cl形成的分子可以为SiCl4,四氯化硅为正四面体构型,中心原子Si可能采用sp3杂化;故C正确;
D.WY2分子应为CS2;其结构式为S=C=S,分子中σ键与π键的数目之比是1∶1,故D错误;
故选C。
【点睛】
本题的难点为Y元素的不确定性对物质结构和性质的影响,要注意具体情况具体分析。5、C【分析】【分析】
判断杂化轨道类型主要看中心原子周围的σ键数目和孤对电子数目之和,为4是sp3,为3是sp2;为2是sp,而判断空间构型则根据价层电子对互斥理论进行。
【详解】
A.C2H4中每个C原子周围有3个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp2;空间构型为平面形;故A错误;
B.SO中每个S原子周围有4个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp3;空间构型为正四面体型;故B错误;
C.ClO中每个Cl原子周围有2个σ键,有2对孤对电子,故杂化类型是sp3;空间构型为V型;故C正确;
D.NO中每个N原子周围有3个σ键,无孤对电子,故杂化类型是sp2;空间构型为平面形;故D错误;
本题答案为:C6、C【分析】【详解】
分子晶体的熔沸点较低;硬度较小,导致这些性质特征的本质原因是晶体微粒间的相互作用,因为范德华力和氢键相对于化学键来说是极其微弱的,故分子晶体具有的本质特征是:晶体内微粒间以分子间作用力相结合;
故选:C。
【点睛】
分子晶体的熔沸点较低,硬度较小;分子晶体是分子间通过分子间作用力(包括范德华力和氢键)构成的晶体;范德华力和氢键相对于化学键来说是极其微弱的。7、C【分析】【详解】
A.一个水分子中有2个H-O,则18g冰即1mol中含O—H键数目为2NA;A正确;
B.28g晶体硅含有1mol硅原子,晶体硅中每个硅原子形成的共价键为×4=2,则1mol晶体硅中含有Si—Si键数目为2NA;B正确;
C.一个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子,44g干冰即1mol中晶胞结构单元数小于NA个;C错误;
D.石墨烯中每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳碳双键,所以每个碳原子实际拥有C—C键为1.5个,则12g石墨烯即1mol中含C—C键数目为1.5NA;D正确;
答案选C。8、A【分析】【详解】
A.原子晶体中;共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高,正确;
B.冰融化时,只发生状态的改变,而化学键没有改变,所以分子中键不发生断裂;错误;
C.分子晶体中;分子间作用力越大,该分子的熔沸点就越高,但与共价键无关,错误;
D.分子的稳定性与分子内的共价键有关;与分子间作用力无关,错误。
故选A。二、多选题(共7题,共14分)9、CD【分析】【详解】
A.ls在K能层上;2s在L能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故A不符合题意;
B.2p在L能层上;3s在M能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故B不符合题意;
C.3s和3p都在M能层上;二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故C符合题意;
D.3d在M能层上;4s在N能层上,但由于4s的能量低于3d,电子在填充轨道时,先填充4s轨道,在填充3d轨道,因此二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故D符合题意;
答案选CD。10、BC【分析】【详解】
由元素在周期表中位置可知,a为H、b为N;c为O、d为Na、e为S、f为Fe。
A.N元素的2p轨道为半充满稳定结构;第一电离能高于氧元素的第一电离能,故A错误;
B.Na在氧气中燃烧生成过氧化钠;过氧化钠中含有离子键;共价键,故B正确;
C.水分子之间存在氢键;硫化氢分子之间为范德华力,氢键比范德华力强,因此硫化氢的沸点低于水,故C正确;
D.Fe2+离子价电子为3d6,而Fe3+离子价电子为3d5稳定结构,Fe2+离子不如Fe3+离子稳定;故D错误;
故选BC。11、BD【分析】【详解】
A.根据结构简式确定分子式为C3H4O3;故A正确;
B.双键中含有一个σ键;一个π键;单键都是σ键,所以该分子中含有10个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键个数之比为10:1,故B错误;
C.同种非金属元素之间形成非极性键;不同非金属元素之间形成极性键,所以C-C之间存在非极性键;C-H和C-O原子之间存在极性键,故C正确;
D.该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化;C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2;故D错误;
故选BD。
【点睛】
该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式是解答关键。12、BD【分析】【详解】
A.白磷中4个P原子通过共价键相连接形成P4分子;属于分子晶体,故A错误;
B.H2O分子的立体构型为V形;故B正确;
C.该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;ΔH>0,则ΔS>0,故C错误;
D.PH3中磷原子的杂化方式为sp3杂化;故D正确;
答案选BD。
【点睛】
该反应能自发进行则ΔH-TΔS<0;PH3中磷原子于氢原子共用三个电子对,含有一对孤电子对,故杂化方式为sp3杂化。13、AC【分析】【分析】
利用孤电子对数=(a-bx)进行计算。
【详解】
A.H3O+的中心氧原子孤电子对数=(6-1-1×3)=1,A符合题意;B.SiH4的中心Si原子孤电子对数=(4-1×4)=0,B与题意不符;C.PH3的中心P原子孤电子对数=(5-1×3)=1,C符合题意;D.的中心S原子孤电子对数=(6+2-2×4)=0,D与题意不符;答案为AC。14、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15、BC【分析】【详解】
Fe3+在立方体的顶点,每个Fe3+被8个晶胞共有,每个晶胞中Fe3+个数为4×=同理每个晶胞中Fe2+个数为CN-位于棱的中点,每个CN-被4个晶胞共有,故每个晶胞中CN-个数为12×=3。
A.已知晶体的化学式为MxFey(CN)6,故有2个晶胞,阴离子含有一个Fe3+,1个Fe2+,6个CN-,晶体中的阴离子为[Fe2(CN)6]-,根据化合物中各元素的化合价代数和为0得晶体的化学式为MFe2(CN)6;综上可知,x=1,y=2,A错误;
B.M呈+1价;因为有阴;阳离子,故该晶体属于离子晶体,B正确;
C.若M的离子在立方体的体心位置,则该晶体的化学式可表示为MFe2(CN)3,与晶体化学式MFe2(CN)6不符合;故M的离子不可能在立方体的体心位置,C正确;
D.该晶胞中与每个Fe3+距离最近且相等的CN-有6个;D错误;
故合理选项是BC。三、填空题(共7题,共14分)16、略
【分析】【分析】
根据表格电负性大小关系得出同一周期;同一主族的电负性变化规律;短周期元素中,电负性最大的元素为F根据电负性差值来判断离子化合物还是共价化合物。
【详解】
(1)同一周期中;从左到右,主族元素的电负性逐渐增大;同一主族中,从上到下,元素的电负性逐渐减小。所以主族元素的电负性随原子序数递增呈周期性变化;故答案为:逐渐增大;逐渐减小;周期性。
(2)短周期元素中,电负性最大的元素为F,与氢元素形成的化合物(HF)属于共价化合物,用电子式表示该化合物的形成过程+故答案为:共价;+
(3)Mg3N2:两者电负性之差3.0-1.2=1.8>1.7,是离子化合物;BeCl2:两者电负性之差3.0-1.5=1.5<1.7,是共价化合物;AlCl3:两者电负性之差3.0-1.5=1.5<1.7,是共价化合物;SiC:两者电负性之差2.5-1.8=0.7<1.7,是共价化合物;因此为离子化合物的是Mg3N2,为共价化合物的是BeCl2、AlCl3、SiC;故答案为:Mg3N2;BeCl2、AlCl3;SiC。
【点睛】
根据电负性的大小差值判断化合物类型。【解析】逐渐增大逐渐减小周期性共价+Mg3N2BeCl2、AlCl3、SiC17、略
【分析】【分析】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大;当最外层电子排布处于,全满;半满、全空时比相邻元素的电离能大;
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小;
(3)图中5号元素为磷元素。
【详解】
(1)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增大而增大,当最外层电子排布处于,全满、半满、全空时比相邻元素的电离能大,镁元素最外层电子排布式为3s2,处于全满稳定状态,第一电离比相邻的元素大,磷元素最外层电子排布式为3s23p3,处于半充满状态,第一电离能比相邻的元素大,则Na~Ar之间1~6号元素用短线连接起来,构成完整的图象为
(2)根据图分析可知;同主族元素的第一电离能的变化规律随核电荷数增大而减小,故变化规律为,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小;
(3)图中5号元素为磷元素,原子结构示意图为位于元素周期表第三周期,第ⅤA族。【解析】①.②.从上到下第一电离能逐渐减小③.第三周期第ⅤA族18、略
【分析】【分析】
(1)基态Si原子的电子排布式是1s22s22p23s23p2;第三层有3s;3p、3d三个能级;
(2)中含有水分子与水分子间的氢键;H-O键、B-F键、B-O配位键;
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,Cu2+与OH-通过配位键结合成[Cu(OH)4]2﹣,根据胆矾结构示意图可知Cu2﹣与H2O通过配位键结合成[Cu(H2O)4]2+。
(4)同周期元素从左到右第一电离能增大,ⅡA族的Be原子2s轨道全满,能量低,第一电离能大于相邻原子,ⅤA族的N原子2p轨道半满,能量低,第一电离能大于相邻原子;由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2;孤电子对数为2,即价层电子对数为4。
【详解】
(1)基态Si原子的电子排布式是1s22s22p23s23p2;电子占据的最高能层为第三层,符号为M,第三层有1个3s轨道;3个3p轨道、5个3d轨道,具有的原子轨道数为9;
(2)中含有水分子与水分子间的氢键、H-O键、B-F键、B-O配位键,故选bcd;
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2﹣,Cu2+与OH-通过配位键结合成[Cu(OH)4]2﹣,结构示意图为根据胆矾结构示意图可知Cu2+与H2O通过配位键结合成[Cu(H2O)4]2+,胆矾的化学式用配合物的形式表示为[Cu(H2O)4]SO4•H2O。
(4)同周期元素从左到右第一电离能增大,ⅡA族的Be原子2s轨道全满,能量低,第一电离能大于相邻原子,ⅤA族的N原子2p轨道半满,能量低,第一电离能大于相邻原子,第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O,共3种;由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2,孤电子对数为2,即价层电子对数为4,S原子杂化方式是sp3杂化。【解析】M9bcd[Cu(H2O)4]SO4•H2O3sp3杂化19、略
【分析】【分析】
根据晶胞的图形,可用均摊法进行计算,结合题给化学式、原子团,可判断各小球代表的粒子;图(a)晶体中因大体积阴离子BF4-而具有了为离子如提供快速迁移的宽敞通道,图(b)晶体具有为离子如提供快速迁移的“点缺陷”;两者都具有导电潜力。在此认识基础上,运用物质结构的基础知识可解各小题。
【详解】
(1)氯元素核电荷数为17,Cl的价电子排布式为3s23p5,Cl+e-→Cl-,得到稳定的Cl-;释放能量,因此所得电子填充在基态的3p能级,此过程会释放能量。本题正确答案为:3p;释放;
(2)BF4-中B成键电子对数为4,杂化形式为sp3;等电子体具有相同的价电子数和原子数,BF4-价电子数为32,原子数为5,其等电子体可以为CCl4。BF4-的VSEPR模型为四面体,具有四面体空间构型,且有l对孤电子对的分子成键电子对数为4-1=3,相对分子质量最小的分子是NH3。答案为:sp3;CCl4;NH3
(3)一个Li3SBF4晶胞中含有3个Li+,所以Li+位于棱心位置(12×=3);若将晶体中BF4-换成F-,导电能力会明显降低,原因是阴离子体积变小,为Li+提供的快速迁移通道变窄,致其难以迁移。答案为:棱心;阴离子体积变小,为Li+提供的快速迁移通道变窄;致其难以迁移;
(4)在氯化钠晶体中Na+最近的Cl-是的上下左右前后六个顶点依次相连便是八面体,图(6)中,若缺陷处填充了Na+,它并不是NaCl的完整晶胞;在NaCl晶体中,Na+填充在Cl-堆积而成的八面体空隙中。答案为:不是;八。
【点睛】
图所示的锂超离子导体
1、如果按粒子相对大小来分辨粒子的种类,容易出错,此题应从题给化学式(Li3SBF4)及离子的种类;结合图中各种粒子的数目来判断。
2、图中最小的球表示的是硫,不在图示的六面体的顶点上,但每个硫相对顶点的位置是相同的,故可按假设都在顶点去计算;或通过观察判断出只有一个硫位于六面体内。【解析】释放棱心阴离子体积变小,为提供的快速迁移通道变窄,致其难以迁移不是八20、略
【分析】【详解】
(1)基态N的原子核外有7个电子,每个电子的能量不同,不运动状态也不同。故有7种运动状态不同的电子。基态P原子为15号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;P;S、Cl为同周期元素;同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,P元素原子3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:Cl>P>S。
答案为:7;1s22s22p63s23p3;Cl>P>S;
(2)根据价电子理论,PCl3分子中的中心原子的价电子对数=杂化轨道类型是sp3杂化;该分子4个原子构成,空间构型为三角锥形。
答案为:sp3;三角锥形;
(3)PCl3遇水容易水解生成亚磷酸和盐酸,方程式PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl。
答案为:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl;
(4)Mg2+半径比Ni2+小;MgO晶格能比NiO大,晶格能越大,熔沸点越高。
答案为:>;Mg2+半径比Ni2+小;MgO晶格能比NiO大;
(5)金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4,然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目,碳原子数目为n=8×1/8+6×1/2+4=8;根据硬球接触模型可以确定,正方体对角线的就是C-C键的键长,体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴,晶胞正方体对角线长度=因此有所以r=碳原子在晶胞中的空间占有率=
答案为【解析】71s22s22p63s23p3Cl>P>Ssp3三角锥形PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl>Mg2+半径比Ni2+小,MgO晶格能比NiO大821、略
【分析】【分析】
金刚石;硅、二氧化硅、碳化硅均为常见的原子晶体;据此分析解答。
【详解】
金刚石、硅、二氧化硅、碳化硅均为常见的原子晶体,均为第ⅣA族元素的单质及化合物,原子晶体以共价键结合,作用力较强,有很高的熔点和硬度,故答案为:ⅣA;单质硅;碳化硅。【解析】①.ⅣA②.单质硅③.碳化硅22、略
【分析】试题分析:(1)一般而言;原子晶体的熔沸点较高,原子晶体有②④⑥,原子半径越小,共价键的键长越短,共价键越牢固,熔点越高,这些物质中熔点最高的是金刚石,故选②;
(2)属于分子晶体的是干冰和四氯化碳,其中分子构型为正四面体的是四氯化碳,C的杂化类型为sp3,故答案为:①③;③;sp3;
(3)属于离子晶体的是过氧化钠和氯化铵;故选⑤⑦;
(4)含有极性键和配位键的离子化合物是氯化铵,电子式为故答案为:
考点:考查了晶体的分类和化学键的相关知识。【解析】(1)②(2)①③;③;sp3;(3)⑤⑦(4)四、实验题(共1题,共7分)23、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界和外界的离子的性质不同,内界中以配位键相结合,很牢固,难以在水溶液中电离,而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。【解析】称取相同质量的两种晶体配成溶液,向两种溶液中分别加入足量的硝酸银溶液,静置、过滤、干燥、称量,所得氯化银固体多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2五、原理综合题(共2题,共20分)24、略
【分析】【详解】
(1)钒原子为23号元素,外围电子排布式为3d34s2;其最稳定的化合价应是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构。根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5;可以算出价层电子对数为4,所以空间构型为正四面体;
(2)①N原子在吡啶环中,吡啶环类似于苯环的结构,故N原子为sp2杂化;其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素从左向右第一电离能增大,但N的2p能级上有3个电子,达到半满稳定结构,所以N第一电离能反常增大,第一电离能大小为:N>O>C。
②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键;分子间作用力增大,所以其水溶性会更好;
(3)从题目表述来看;形成离域π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论;
A.SO2为V型;A正确;
B.SO42-为正四面体;不共平面,B项错误;
C.H2S为V型,但H2S的H原子不存在p轨道;C错误;
D.CS2为直线型;故D项正确;
故选AD。
(4)晶胞中V的个数为:S的个数为:即每个晶胞含有2个VS。晶胞质量为根据图4可计算出晶胞底面积为晶胞体积为所以晶胞密度为g·cm-3;【解析】3d34s2+5正四面体sp2N>O>C2巯基可以与水分子形成氢键,所以其水溶性会更好AD25、略
【分析】【分析】
⑴①Cr是24号元素,位于第四周期第VIB族;②基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;该原子核外电子排布中最高能层是第四电子层;③CrO5中5个O共为-6价,必定有4个为-1价,CrO5分子结构式为
⑵①钒原子价电子排布式为3d34s2;结合泡利原理;洪特规则画出价电子排布图;②该分子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型。
⑶C原子与O原子均含有1对孤对电子;电负性越强越不易提供孤对电子;
⑷①Ti与O之间的最短距离为晶胞面对角线长度的一半;②与Ti紧邻的O个数=3×8÷2。
【详解】
⑴①Cr是24号元素;位于第四周期第VIB族;故答案为:第四周期第VIB族。
②基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;该原子核外电子排布中最高能层是第四电子层,该层符号
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