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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年新科版选修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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、下列各组原子中彼此化学性质一定相似的是()A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C.2p轨道上有一对成对电子的X原子和3p轨道上只有一对成对电子的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子2、下列说法正确的是A.符号3px所代表的含义是第三个电子层px轨道有3个伸展方向B.能层数为3时,有3s、3p、3d三个轨道C.氢原子中只有1个电子,故氢原子核外只有1个轨道D.s能级的原子轨道半径与能层序数有关3、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.CO24、在金刚石的晶体结构中含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上的碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角分别是()A.6、120°B.5、108°C.4、109.5°D.6、109.5°5、下列物质中,属于离子晶体,并且含有共价键的是()A.CaCl2B.MgOC.N2D.NH4Cl评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)6、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。7、现有①BaCl2②金刚石③KOH④H2SO4⑤干冰⑥碘片⑦晶体硅⑧金属铜八种物质;按下列要求回答:(填序号)
(1)熔化时不需要破坏化学键的是________,熔化时需要破坏共价键的是________,熔点最高的是________,熔点最低的是________。
(2)属于离子化合物的是________,只有离子键的物质是________,晶体以分子间作用力结合的是________。
(3)请写出③的电子式______,⑤的电子式______。8、部分等电子体类型、代表物质及对应的空间构型如表所示:。等电子类型代表物质空间构型四原子24电子等电子体SO3平面三角形四原子26电子等电子体SO32-三角锥形五原子32电子等电子体CCl4四面体形六原子40电子等电子体PCl5三角双锥形七原子48电子等电子体SF6八面体形
请回答下列问题。
(1)请写出下列离子的空间构型:
____________________,____________________,____________________。
(2)由第2周期元素原子构成,与F2互为等电子体的离子是__________。
(3)的空间构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示出分子中O、S、F原子的空间位置。已知分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。__________。
9、元素铜(Cu);砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途;回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是__________________________。
(2)化合物AsCl3分子的立体构型为________________,其中As的杂化轨道类型为_____________。
(3)第一电离能Ga__________As。(填“>”或“<”)
(4)若将络合离子[Cu(CN)4]2-中的2个CN-换为两个Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间构型为_______________,一个CN-中有__________个π键。
(5)砷化镓是一种重要的半导体材料;晶胞结构如图所示。
熔点为1238℃,密度为⍴g·cm-3,该晶体类型为______________,Ga与As以__________键键合,Ga和As的相对原子质量分别为Ma和Mb,原子半径分别为racm和rbcm,阿伏加德罗常数值为NA,GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为____________________。(列出计算公式)10、氢键只能影响物质的某些物理性质,如熔沸点、溶解度、密度等。______
A.正确B.错误11、科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。请回答下列问题:
(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。在基态14C原子中,核外存在_______对自旋相反的电子。
(2)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_______。
(3)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)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”。参数。
分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJ·mol-1CH40.43616.40CO20.51229.91
①下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a.CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
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
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。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表所提供的数据分析,提出该设想的依据是_______。12、硼及其化合物在新材料;工农业生产等方面用途很广。请回答下列问题:
元素的基态原子的价电子排布图为______,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为______。
三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性气味的无色有毒腐蚀性气体,其分子的立体构型为______,B原子的杂化类型为______。
自然界中,含B的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作实际上它的阴离子结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环,应该写成其结构式如图1,它的阴离子可形成链状结构。该阴离子由极性键和配位键构成,请在答题卷中抄上图1结构式后用“”标出其中的配位键,该阴离子通过______相互结合形成链状结构。
科学家发现硼化镁在39K时有超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图2是该晶体微观结构中取出的部分原子沿z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影。则硼化镁的化学式为______。
磷化硼是一种有价值的超硬耐磨涂层材料,这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。磷化硼晶胞如图3所示,在BP晶胞中B的堆积方式为______,当晶胞晶格参数为478pm时,磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离为______cm。评卷人得分三、结构与性质(共7题,共14分)13、已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如图:。A原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同B原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同C在周期表所有元素中电负性最大D位于周期表中第4纵列E基态原子M层全充满,N层只有一个电子
(1)A的最高价氧化物是___________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)B与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为___________(请填元素符号);其一种气态氢化物分子的空间结构呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化轨道类型为___________。
(3)C的气态氢化物沸点是同族元素氢化物沸点中最高的,其原因是___________。
(4)A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序:___________(请填元素符号)。
(5)D属于___________区的元素,其基态原子的价电子排布图为___________。
(6)E的基态原子电子排布式为___________。14、C;O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常见元素。
(1)Fe在元素周期表中的位置是_____,Cu基态原子核外电子排布式为________。
(2)C和O的气态氢化物中,较稳定的是________(写化学式)。C的电负性比Cl的________(填“大”或“小”)。
(3)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式____________________________。
(4)碳有多种同素异形体;其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接___________个六元环,每个六元环占有___________个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接__________个六元环,六元环中最多有_________个C原子在同一平面。
(5)刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放将导致环境污染和资源的浪费,为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2;回收过程如下:
①试剂X的化学式为______________;
②若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L-1,则加入Cl2和物质X后,过滤。为使溶液铁元素完全转化为Fe(OH)3,而CuCl2不产生沉淀。则应控制pH的范围是____________________________(设溶液体积保持不变),已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38、Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、lg5=0.7。15、2019年诺贝尔化学奖颁发给三位开发锂离子电池的科学家。锂离子电池正极材料是决定其性能的关键.
(1)锰酸锂(LiMn2O4)电池具有原料成本低、合成工艺简单等优点。Li+能量最低的激发态离子的电子排布图为________,该晶体结构中含有Mn4+,基态Mn4+核外价层电子占据的轨道数为__________________个。
(2)磷酸铁锂(LiFePO4)电池安全、充电快、使用寿命长,其中P原子的杂化方式为__________________,阴离子的空间结构为__________________。
(3)三元正极材料掺杂Al3+可使其性能更优,第四电离能:Mn__________________Al(填“大于”“小于”),原因是__________________。
(4)铋化锂被认为是很有潜力的正极材料;晶胞结构如图所示。
①晶胞可以看作是由铋原子构成的面心立方晶格,锂原子填充在其中的四面体和八面体空隙处。晶体的化学式为__________________,图中铋原子坐标参数:A为(0,0,0),B为(0,1,1),C为__________________。
②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为__________________nm,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为__________________nm。16、钾和碘的相关化合物在化工;医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_____,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_____。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是_____。
(2)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为____________,中心原子的杂化类型为_______________。
(3)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为_____nm,与K紧邻的O个数为_____。
(4)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_____________位置,O处于_____位置。17、教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题:
(1)第三周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图1所示。则该元素对应的原子有___种不同运动状态的电子。
(2)如图2所示.每条折线表示周期表IVA–VIIA中的某一族元素氢化物的沸点变化。请解释AsH3比NH3沸点低的原因___。
(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该CO2晶体属于___晶体。
(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有__种。BCl3中B原子的杂化方式为___。
(5)Fe的一种晶体如甲、乙所示,若按甲虚线方向切乙得到的A-D图示中正确的是__(填字母标号)。
铁原子的配位数是___,假设铁原子的半径是rcm,该晶体的密度是ρg/cm3,则铁的相对原子质量为___(设阿伏加德罗常数的值为NA)。18、半导体材料磷化硼(BP)可由BBr3和PBr3在高温下合成。回答下列问题:
(1)基态P原子的价电子排布式为__________,同周期中第一电离能比P小的元素有______种。
(2)在水中的溶解度BBr3_______PBr3(填“>”或“<”),原因是_____________。
(3)一定温度下PBr5能形成阴、阳离子个数比为1:1的导电熔体,经测定其中P—Br键键长均相等。写出该导电熔体中阳离子的电子式:_________,其中P原子的杂化轨道类型是_______。
(4)已知磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,则该晶体中每个B原子周围有_____个B原子与它距离最近,晶体密度为____g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值),若某个P原子的坐标为(0,0,0),则晶胞中其余P原子的坐标为__________(写出一个即可)。19、据世界权威刊物《自然》最近报道,选择碲化锆(ZrTe5)为材料验证了三维量子霍尔效应;并发现了金属-绝缘体的转换。Te属于ⅥA元素。回答下列问题:
(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中d轨道上的电子数是___,Zr2+的价电子排布图是___。
(2)O、Se、Te的第一电离能由大到小的顺序是___,H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是___。
(3)H2Te和CO2均为三原子分子,但它们的键角差别较大,试用杂化轨道理论解释,理由是___。
(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,其中的配位原子是___(填符号),1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中含共价键的数目是___。
(5)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物,其硬度极高,可用于陶瓷和耐火材料,其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数是___。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,则立方氧化锆的密度为___g/cm3。
评卷人得分四、元素或物质推断题(共5题,共30分)20、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____________。21、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____。22、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________。23、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:____________________。24、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、有机推断题(共3题,共24分)25、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:_________________。26、已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3;Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________。X与同周期卤族元素的第一电离能比较,较大的是____________________(填元素符号)。
(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________,该元素的名称是__________。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,XZ3分子的VSEPR模型为____________________。
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是___________________。
(5)XY43-的空间构型为__________,与其互为等电子体的一种分子__________。
(6)X的某氧化物的分子结构如图所示。
该化合物的化学式为___________,X原子采取___________杂化。27、短周期元素W;X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能量的电子。
(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是________(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为________________。
(3)Y原子的最外层电子排布式为________________,Y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为________________________________________________。
(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_______(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式______________________________。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、C【分析】【详解】
A.原子核外电子排布式为1s2是He,原子核外电子排布式为1s22s2是Be;二者性质不同,故A项错误;
B.原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素;原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca;Fe、Zn等元素,价电子数不同,性质不相同,故B项错误;
C.2p轨道上有一对成对电子的X为O元素;3p轨道上只有一对成对电子的Y为S元素,二者位于周期表同一主族,最外层电子数相同,性质相似,故C项正确;
D.最外层都只有一个电子的X;Y原子;可能为H与Cu原子等,性质不同,故D项错误;
综上,本题选C。2、D【分析】【详解】
A.符号3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道;A错误;
B.能层数为3时;有3s;3p、3d三个能级,共9个原子轨道,B错误;
C.氢原子中只有1个电子;只填充1s轨道,但氢原子核外有多个轨道,C错误;
D.能层序数越大;对应的s能级的原子轨道半径越大,D正确;
答案选D。
【点睛】
p能级有3个原子轨道,伸展方向为px、py、pz,并且同一能层的p能级不同伸展方向的3个原子轨道上的电子能量相同。3、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。4、D【分析】【详解】
金刚石是原子晶体,在原子晶体里,原子间以共价键相互结合,形成三维的空间网状结构。在金刚石晶体里,每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合,碳原子采取sp3杂化方式形成共价键,所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构,所以6个键的夹角都是109°28′,故选D。5、D【分析】【详解】
A项;氯化钙是离子化合物;属于离子晶体,氟化钙中只含离子键,故A错误;
B项;氧化镁是离子化合物;属于离子晶体,氧化镁中只含离子键,故B错误;
C项;氮气是非金属单质;属于分子晶体,故C错误;
D项;氯化铵是离子化合物;属于离子晶体,氯化铵中含由离子键,还含有共价键,故D正确;
故选D。二、填空题(共7题,共14分)6、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)⑩.87、略
【分析】【分析】
①BaCl2是离子晶体;只含有离子键,熔化时破坏离子键;
②金刚石是原子晶体;只含有共价键,熔化时破坏共价键;
④H2SO4是分子晶体;熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键;
⑤干冰是分子晶体;熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键;
⑥碘片是分子晶体;熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键;
⑦晶体硅是原子晶体;只含有共价键,熔化时破坏共价键;
⑧金属铜是金色晶体;只含有金属键,熔化时破坏金属键。
【详解】
(1)分子晶体在熔化时不需要破坏化学键,H2SO4;干冰、碘片属于分子晶体的;熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键;原子晶体在熔化时破坏共价键,金刚石、晶体硅属于原子晶体,熔化时破坏共价键;原子晶体的熔点高,金刚石与硅相比,C的原子半径小于Si原子半径,属于金刚石的共价键更强,熔点更高,则熔点最高的是金刚石;常温下是气体的物质的熔点最低,则干冰的熔点最低,故答案为:④⑤⑥;②⑦;②;⑤;
(2)BaCl2、KOH中含有离子键,属于离子化合物,其中BaCl2中只有离子键;以分子间作用力相结合的晶体是分子晶体;则④⑤⑥是分子晶体,故答案为:①③;①;④⑤⑥;
(3)KOH是离子化合物,是由钾离子和氢氧根离子形成,电子式为干冰是二氧化碳,二氧化碳是含有碳氧双键的共价化合物,电子式为故答案为:【解析】④⑤⑥②⑦②⑤①③①④⑤⑥8、略
【分析】【详解】
(1)判断离子的空间构型时,需寻找等电子体:价电子数为26,与SO32-互为等电子体,所以空间构型为三角锥形;的价电子数为24,与SO3互为等电子体,所以空间构型为平面三角形;的价电子数为32,与CCl4互为等电子体;所以空间构型为四面体形。答案为:三角锥形;平面三角形;四面体形;
(2)由第2周期元素原子构成,与F2互为等电子体的离子,可从C、N、O进行分析,如O元素,构成答案为:
(3)已知分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。含有6个原子,价电子数为40,与PCl5互为等电子体,则结构为三角双锥形,4个S—F键的键长相同,另含1个S=O键,则应为PCl5分子中位于同一平面内的2个S—F键被S=O键所替代,从而得出PCl5的空间构型为
【点睛】
利用等电子原理,其实就是利用类推法,但在使用类推法时,需注意微粒的差异性,以确定原子的相对位置。【解析】三角锥形平面三角形四面体形9、略
【分析】【分析】
本题考查的是原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用,、晶胞的计算、原子轨道杂化方式及杂化类型判断。
(1)铜是29号元素;原子核外电子数为29,根据核外电子排布规律书写铜的基态原子价电子电子排布式。
(2)AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5−3×1)/2=4,所以原子杂化方式是sp3;由于有一对孤对电子对,分子空间构型为三角锥形;
(3)同一周期;原子序数越小半径越大,同周期第一电离能从左到右,逐渐增大;
(4)若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为平面构型,用两个Cl-换2个CN-有两种结构,分别为两个Cl-换相邻或相对,若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为正四面体构型,用两个Cl-换2个CN-有一种结构;由于共价键单键中含有一个σ键;双键中含有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键;
(5)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,以共价键结合形成属于原子晶体,密度为ρg⋅cm−3,根据均摊法计算,As:8×1/8+6×1/2=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(4/3πr3b×4+4/3πr3a×4)×10−30,晶胞的体积V2=m/ρ=[4×(Ma+Mb)/NA]/ρ,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%将V1、V2带入计算得百分率据此解答。
【详解】
(1)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,铜的基态原子价电子电子排布式为3d104s1,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是球形。本小题答案为:3d104s1;球形。
(2)AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5−3×1)/2=4,所以原子杂化方式是sp3,由于有一对孤对电子对,分子空间构型为三角锥形。本小题答案为:三角锥形;sp3。
(3)根据元素周期律,Ga与As位于同一周期,Ga原子序数小于As,故半径Ga大于As,同周期第一电离能从左到右,逐渐增大,故第一电离能Ga小于As。本小题答案为:<。
(4)若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为平面构型,用两个Cl-换2个CN-有两种结构,分别为两个Cl-换相邻或相对,若[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子为正四面体构型,用两个Cl-换2个CN-有一种结构;由于共价键单键中含有一个σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键,则CN-中含有三键;三键中含有两个π键。本小题答案为:正四面体;2。
(5)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,以共价键结合形成属于原子晶体,密度为ρg⋅cm−3,根据均摊法计算,As:8×1/8+6×1/2=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(4/3πr3b×4+4/3πr3a×4)×10−30,晶胞的体积V2=m/ρ=[4×(Ma+Mb)/NA]/ρ,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%将V1、V2带入计算得百分率本小题答案为:原子晶体;共价键;【解析】3d104s1球形三角锥形sp3<正四面体2原子晶体共价键10、A【分析】【详解】
氢键可导致分子间作用力增强;熔沸点较同主族元素形成的氢化物高,与水分子间形成氢键,溶解度增大,所以氢键只能影响物质的某些物理性质,如熔沸点;溶解度、密度等,该说法正确。
答案为A。11、略
【分析】(1)
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概念密度分布可用电子云形象化描述;基态14C原子的轨道表示式为核外存在2对自旋相反的电子;
(2)
CH4中C为-4价、H为+1价,电负性:CH;非金属性:OC,电负性:OC.H、O三种元素电负性由小到大的顺序为:HCO;
(3)
①a.CO2的结构式为O=C=O,CO2分子中含有2个σ键和2个π键;a项正确;
b.CH4分子中含极性共价键,由于CH4为正四面体结构,CH4分子中正电荷中心和负电荷中心重合,CH4为非极性分子,b项错误;
c.CH4的相对分子质量小于CO2的相对分子质量,CH4分子间作用力小于CO2分子间作用力,CH4的熔点低于CO2;c项错误;
d.CH4中碳原子采取sp3杂化,CO2中碳原子采取sp杂化;d项正确;答案选ad;
②根据表中数据,CO2的分子直径(0.512nm)小于笼状结构的空腔直径(0.586nm),CO2与H2O的结合能(29.91kJ/mol)大于CH4与H2O的结合能(16.40kJ/mol),所以可用CO2置换“可燃冰”中的CH4。【解析】电子云2H、C、OadCO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合力大于CH412、略
【分析】【分析】
元素处于第二周期IIIA族,价电子排布式为结合泡利原理;洪特规则画出价电子排布图;同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但IIA族、VA族元素原子最高能级为全充满或半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻的元素;
分子的中心B原子孤电子对数价层电子对数B原子杂化轨道数目为3;
形成4个键的B原子中含有1个配位键;氢氧根离子中氧原子与B原子之间形成配位键;该阴离子通过氢键相互结合形成链状结构;
个B原子为3个Mg原子共用;1个Mg原子为6个B原子共用,均摊法计算硼原子和镁原子的个数之比,确定硼化镁的化学式;
由晶胞结构可知,晶胞中B原子处于晶胞顶点与面心,B的堆积方式为面心立方最密堆积;P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构,二者连线处于体对角线上,为体对角线的
【详解】
原子核外电子排布式为由泡利原理、洪特规则,核外电子排布图为同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻的元素,故第一电离能:
故答案为:
分子的中心B原子孤电子对数价层电子对数分子空间构型为平面正三角形,B原子的杂化轨道类型为
故答案为:平面正三角形;
形成4个键的B原子中含有1个配位键,氢氧根离子中氧原子与B原子之间形成配位键,图1中用“”标出其中的配位键为:该阴离子通过氢键相互结合形成链状结构;
故答案为:氢键;
根据投影可知,1个B原子为3个Mg原子共用,1个Mg原子为6个B原子共用,故一个Mg原子的B原子为由此可知Mg、B原子数目之比为1:2,故硼化镁的化学式为
故答案为:
由晶胞结构可知,晶胞中B原子处于晶胞顶点与面心,B的堆积方式为面心立方最密堆积;P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构,二者连线处于体对角线上,为体对角线的立方体的每条边长为478pm,则晶胞体对角线长为则P原子与B原子最近距离为
故答案为:面心立方最密堆积;【解析】平面正三角形氢键面心立方最密堆积三、结构与性质(共7题,共14分)13、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,A原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,则A核外电子排布是1s22s22p2,所以A是C元素;C在周期表所有元素中电负性最大,则C是F元素;B原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,原子序数比C大,比F小,则B是N元素;D位于周期表中第4纵列,则D为22号Ti元素;基态E原子M层全充满,N层只有一个电子,则E核外电子排布是1s22s22p63s23p63d104s1;E是29号Cu元素,然后根据物质结构及性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是C;B是N,C是F,D是Ti,E是Cu元素。
(1)A是C元素,C的最高价氧化物CO2分子高度对称,正负电荷重心重合,因此CO2分子属于非极性分子;
(2)B是N元素,与其同周期相邻元素有C、O。一般情况下,同一周期元素原子序数越大,元素的第一电离能越大。但由于N原子最外层电子处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C;气态氢化物分子的空间结构呈三角锥形,则该分子的中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化;
(3)C是F元素;由于F元素非金属性很强,原子半径小,所以HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质的熔沸点增大,而同族其它元素的氢化物分子之间只有分子间作用力,因此HF的沸点在是同族元素氢化物沸点中最高的;
(4)同一周期元素;原子序数越大,原子半径越小。A是C,B是N,C是F,所以原子半径由大到小的顺序为:C>N>F;
(5)D是Ti元素,属于元素周期表d区元素;根据构造原理可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,则其基态原子的价电子排布图为
(6)E是Cu元素,基态Cu原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或写为[Ar]3d104s1)。【解析】①.非极性②.N>O>C③.sp3④.分子间有氢键⑤.C>N>F⑥.d⑦.⑧.1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)14、略
【分析】【详解】
(1)Fe是26号元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu是29号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;故答案为:第四周期第Ⅷ族;1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期,非金属性越强,其气态氢化物越稳定,因此较稳定的是H2O;Cl非金属性强,其电负性越大,因此C的电负性比Cl的小;故答案为:H2O;小。
(3)Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(4)①根据均摊法计算,在石墨烯晶体中,每个C原子被3个六元环共有,每个六元环占有的碳原子数6×=2;所以,每个六元环占有2个C原子;故答案为:3;2。
②在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键,最小的环为6元环,每个单键为3个环共有,则每个C原子连接4×3=12个六元环,六元环为椅式结构,六元环中有两条边平衡,连接的4个原子处于同一平面内,如图故答案为:12;4。
(5)①W中含有CuCl2、FeCl3;加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,加入的X由于调节溶液pH值,且不引入杂质,X为CuO等;故答案为:CuO。
②常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L-1,则加入Cl2后溶液中FeCl2转变为FeCl3,因此c(FeCl3)=1mol∙L−1,铜离子开始沉淀时,pH=4.3,铁离子沉淀完全时,pH=3,故溶液pH应控制在3.0~4.3之间;故答案为:3.0~4.3。【解析】第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O232124CuO3~4.315、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理写出Li+能量最低的激发态离子核外电子排布图;核外价层电子占据的轨道数;
(2)根据价层电子对互斥理论判断出价层电子对数;确定阴离子的空间结构;
(3)根据Mn;Al失去的第4个电子后的结构判断;
(4)①锂原子的个数位于棱上,个数为铋原子位于顶点和面心,个数为得到化学式为:Li3Bi;根据图示找到C的坐标参数;
②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为4r=a,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为体对角线的
【详解】
(1)锂是3号元素,锂离子的核外电子排布式为1s2,Li+能量最低的激发态离子,将1s上的一个电子激发到能量仅比1s高的电子轨道2s,其电子排布图为Mn4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3;价电子占据的轨道名称为3d,轨道数为3个;
(2)磷酸根的价层电子对数为4+=4对,P原子的杂化方式为sp3杂化;阴离子没有孤对电子,空间结构为正四面体;
(3)Mn、Al失去的第4个电子分别是3d4、2p6上的电子,2p6为全满稳定结构;故第四电离能:Mn小于Al;
(4)①锂原子的个数位于棱上,个数为铋原子位于顶点和面心,个数为得到化学式为:Li3Bi;根据图示找到C的坐标参数(1,);
②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为4r=anm,r=nm,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为体对角线的体对角线的长度为八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为【解析】①.②.3③.sp3④.正四面体⑤.小于⑥.Mn、Al失去的第4个电子分别是3d4、2p6上的电子,2p6为全满稳定结构⑦.Li3Bi(或BiLi3)⑧.(1,)⑨.⑩.16、略
【分析】【详解】
(1)在元素周期表是19号元素,电子排布式为能层从低到高依次是所以占据最高能层符号为占据该能层的电子轨道为轨道,电子云轮廓图形状为球形;和处于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但且的价电子少于则的金属键比弱,因此K的熔点、沸点比低;
(2)中心原子形成个键,孤电子对数即中心原子形成个键,还有对孤电子对,故中心原子采取杂化;因为只有三个原子,所以几何构形为形;
(3)与的最短距离如图所示,是面对角线的所以与的最短距离原子的堆积方式相当于面心立方堆积,所以与原子相邻的原子个数为12个;
(4)个,个,个,所以原子处于体心,原子处于棱心。【解析】①.②.球形③.原子半径较大且价电子较少,金属键较弱④.形⑤.⑥.0.315⑦.12⑧.体心⑨.棱心17、略
【分析】【分析】
(1)根据电离能产生的突变得到最外层电子数;得到元素名称;
(2)根据晶体类型和晶体中粒子间作用力分析;
(3)根据晶胞特点分析;
(4)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势;但第ⅡA族最外能层的s能级全满,处于稳定状态,第ⅤA族最外能层的p能级半充满,较稳定;根据杂化轨道理论求杂化类型;
(5)相对原子质量的计算利用密度公式进行。
【详解】
(1)第三周期的某主族元素;根据第一至第五电离能数据,可知,该原子第二和第三电离能变化较大,产生了突变,则该原子最外层有2个电子,为镁元素,其核外有12个电子,每个电子的运动状态都不同,则有12种不同运动状态的电子;
(2)NH3分子间能形成氢键,而AsH3分子间无氢键,所以AsH3比NH3沸点低;
(3)由CO2在高温高压下所形成的晶体的晶胞图可知;在晶胞中原子之间通过共价键结合形成空间网状结构的晶体,属于原子晶体;
(4)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族最外能层的s能级全满,处于稳定状态,第ⅤA族最外能层的p能级半充满,较稳定,故第三周期元素的第一电离能由大到小的顺序为Na3中B原子无孤电子对,成键电子对数为3,B的杂化方式为sp2杂化;
(5)图甲中Fe位于顶点和体心;乙由8个甲组成,按虚线方向切乙形成的截面边长不等,排除B;D,由于每个小立方体的体心有一个铁原子,故A正确;由图甲可以看出,位于体心的铁原子周围距离最近的铁原子有8个,所以铁原子的配位数是8;
因为铁原子的半径是rcm,根据铁晶胞的结构可知,晶胞的边长为在每个晶胞中含有铁原子的数目为1+8×=2,设铁原子相对原子质量为M,根据密度=质量除以体积,可得ρ=所以M=
【点睛】
本题为物质结构与性质的综合题,主要考查电离能、杂化方式、晶胞的结构与计算,晶胞的计算先用均摊法进行,计算每个晶胞的原子个数,再利用密度公式,求得相对原子质量,边长的计算稍有点难度,在计算铁相对原子质量时要有较好的运算能力。【解析】12NH3存在分子间氢键原子3sp2杂化A818、略
【分析】【详解】
(1)P在第三周期,第VA族,基态P原子的价电子排布式为3s23p3,同周期中第一电离能比P小的元素有Na、Mg、Al、Si、S共5种。(2)在水中的溶解度BBr33,原因是BBr3为非极性分子而PBr3为极性分子。(3)导电熔体中阳离子的电子式:P形成4个δP-Br,所以其中P原子的杂化轨道类型是sp3。(4)磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,晶胞的边长为则该晶体中每个B原子周围有12个B原子与它距离最近,该晶胞中磷原子个数是8×1/8+6×1/2=4,硼原子个数4,晶体密度为g·cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值),若某个P原子的坐标为(0,0,0),则晶胞中其余P原子的坐标为(0)(写出一个即可)。
点睛:难点(4)根据“磷化硼晶体中P原子作A1型最密堆积,B原子填入四面体空隙中,相邻P原子和B原子核间距为dcm,”画出晶胞图,再求出晶胞的边长为再求出密度。【解析】3s23p35<BBr3为非极性分子而PBr3为极性分子sp312(0)19、略
【分析】【详解】
(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中3d轨道上的电子数是10,4d轨道上的电子数是2,d轨道上的电子数一共12个,Zr2+的价电子排布图是故答案为:12;
(2)O、Se、Te处于同主族,同主族自上而下电离能降低,第一电离能由大到小的顺序是O>Se>Te;H2O受氢键影响,所以沸点最高。H2Se、H2Te的沸点主要受范氏力影响,分子量越大,沸点越高。H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Te>H2Se。故答案为:O>Se>Te;H2O>H2Te>H2Se;
(3)H2Te中Te原子价层电子对个数=2+=4,有两对孤电子对,分子为V形结构,CO2中C原子价层电子对个数=2+=2,分子为直线型,H2Te和CO2均为三原子分子,但它们的键角差别较大,理由是H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°。故答案为:H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°;
(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,配体中O原子含有孤电子对,所以配原子为O原子;1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中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,共价单键为σ键,该离子的结构是含共价键的数目是16。故答案为:O;16;
(5)该晶胞中Zr原子个数=8×+6×=4、O原子个数为8,Zr、O原子个数之比=4:8=1:2,锆原子的配位数是8,若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,这两个氧原子之间的距离为晶胞棱长的一半,则晶胞棱长为2anm,晶胞体积=(2a×10-7cm)3,则立方氧化锆的密度==g·cm-3=g·cm-3。
故答案为:8;=g·cm-3。
【点睛】
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、配合物结构、原子杂化类型判断等知识点,侧重考查对基础知识的理解和灵活运用、空间想像能力及计算能力,难点是晶胞计算,注意晶胞中“距离最近的两个氧原子间的距离与晶胞棱长关系”,为解答易错点。【解析】12O>Se>TeH2O>H2Te>H2SeH2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°O168=四、元素或物质推断题(共5题,共30分)20、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,其电子式故答案为:
(4)Mg的单质在CO2中点燃可生成碳和一种熔点较高的固体产物MgO,其化学反应方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案为:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根据CO与N2互为等电子体,一种由N、O组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O;故答案为:N2O;
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为HNO3与Mg的单质反应时,NHO3被还原到最低价即NH4NO3,其反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O21、略
【分析】【分析】
A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则n=2,故A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;B原子序数介于氮、氟之间,故B为O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最外层电子数为2,故D为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则原子序数为26,为Fe元素;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,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;故F为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素,据此解答。
【详解】
(1)N原子最外层为半充满状态;性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素;同一周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故元素的电负性:N<O<F;
(2)C为F元素,电子排布图为E3+的离子符号为Fe3+;
(3)F为Cu,位于周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G为As元素;与Si位于周期表对角线位置,则其单质可作为半导体材料,A正确;
B.同主族从上到下元素的电负性依次减小;则电负性:As<P,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径依次减小;As与Ge元素同一周期,位于Ge的右侧,则其原子半径小于锗,C错误;
D.As与硒元素同一周期;由于其最外层电子处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于硒元素的,D错误;
故合理选项是A;
(5)D为Mg元素,其金属活泼性大于Al的活泼性;Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去,故Mg元素第一电离能大于Al元素的第一电离能,即I1(Mg)>I1(Al)。【解析】>N<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去22、略
【分析】【分析】
原子序数小于36的X;Y、Z、W四种元素;其中X是周期表中半径最小的元素,则X是H元素;Y是形成化合物种类最多的元素,则Y是C元素;Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,则Z是N元素;R单质占空气体积的1/5,则R为O元素;W的原子序数为29,则W是Cu元素;再结合物质结构分析解答。
【详解】
(1)C2H4分子中每个碳原子含有3个σ键且不含孤电子对,所以采取sp2杂化;一个乙烯分子中含有5个σ键,则1molC2H4含有σ键的数目为5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型为正四面体形;但氨气中的中心原子上含有1对孤对电子,所以其实际构型是三角锥形;
由于水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以H2O的键角更小;
(3)H2O可形成分子间氢键,沸点最高;H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,沸点比H2S高,三者的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体,CO2和N2O互为等电子体,所以元素C的这种氧化物CO2的结构式是O=C=O;
(5)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,价电子排布式为3d104s1。【解析】sp25NA三角锥形H2O水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以键角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s123、略
【分析】【详解】
(1)根据元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的铜元素;为过渡元素,属于ds区元素,故答案:ds;
(2)根据元素周期表可知:③为碳元素,⑧为氯元素,两者形成的一种常见溶剂为CCl4;其分子空间构型为正四面体结构,故答案:正四面体结构;
(3)根据元素周期表可知:元素①为氢元素,⑥为磷元素,两者形成的最简单分子为PH3;分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子,故答案:极性;
(4)根据元素周期表可知:元素⑥为磷元素,元素⑦为硫元素,P原子为半充满的稳定结构,磷的第一电离能大于硫元素的第一电离能;元素②为铍元素,元素④为镁元素,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则铍元素的电负性大于镁元素的电负性,故答案:>;>;
(5)根据元素周期表可知:元素⑨为铜元素,位于第四周期IB族,所以铜元素的基态原子核外价电子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根据元素周期表可知:元素⑧为氯元素,元素④为镁元素,形成的化合物为MgCl2,其电子式为故答案:
(6)根据元素周期表可知:元素⑩为锌元素,元素⑤为铝元素,铝能与NaOH溶液反应,所以锌也能与NaOH溶液反应,其反应的化学方程式为:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O。【解析】ds正四面体结构极性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O24、略
【分析】【详解】
由元素在周期表中的位置可知,①为H,②为Be,③为C,④为N,⑤为O,⑥为F,⑦为Mg,⑧为Cl,⑨为Cr;⑩为Cu。
(1)⑨为Cr元素,原子核外电子数为24,价层电子排布为[Ar]3d54s1;
(2)素③与①形成的水果催熟剂气体化合物为CH2=CH2,C原子成3个δ键、没有孤电子对,杂化轨道数目为
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