![2025年苏人新版选修3化学下册月考试卷含答案_第1页](http://file4.renrendoc.com/view14/M09/04/05/wKhkGWehmEOAIRyeAAG0OEcKIU8160.jpg)
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文档简介
…………○…………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年苏人新版选修3化学下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、CO和的某些性质及相关键能如下表所示;下列说法不正确的是。
表一。分子熔点沸点常温时在水中的溶解度CO
表二。碳氮键键能氮氮键键键能193418946
A.CO与的价电子总数相等B.由表2可知,CO的活泼性不及因为的键能大于C.由表1可知,CO的熔沸点高于因为CO分子间作用力大于D.由表1可知,室温时CO在水中的溶解度大于因为CO是极性分子2、二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示。常温下,S2Cl2是一种橙黄色的液体;遇水剧烈反应,并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误的是。
A.S2Cl2的分子中的两个S原子均是sp3杂化B.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点:S2Br2>S2Cl2C.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为:2S2Cl2+2H2O═SO2↑+3S↓+4HClD.S2Cl2分子中的S为+1价,是含有极性键和非极性键的非极性分子3、下列说法不正确的是()
①C2H6分子中既含极性键又含非极性键。
②若R2—和M+的电子层结构相同;则原子序数:R>M
③F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高。
④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均达到8e-稳定结构。
⑤若X的质子数为a,中子数为b,则原子可表示为abX
⑥由于氨和水分子之间能形成氢键,NH3分子极易溶于水。
⑦原子序数为34号的元素属于长周期的副族元素A.②⑤⑦B.①③④⑤C.②④⑤⑥D.③⑤⑥⑦4、下列说法中,正确的是A.冰熔化时,分子中H—O键发生断裂B.金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高C.原子晶体中,共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,则分子越稳定5、科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构,下列对该晶体的叙述错误的是()A.该物质的化学式为CO4B.晶体中C原子数与C−O键数之比为1:4C.晶体的熔、沸点高,硬度大D.该晶体为原子晶体6、下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是()A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B.C.D.金刚石>生铁>纯铁>钠评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)7、世界上最早发现并使用锌的是中国;明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题:
(1)基态Zn原子的核外电子所占据的最高能层符号为_____________,Zn2+基态核外电子排布式为_______________________。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为_____________(用文字描述);
②SO42-中,中心原子的轨道杂化类型为______________;
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式_____________;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为_______________________。
(3)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为___________;
②已知该晶体的晶胞参数a=541pm,其密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。8、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“<”“>”或“=”):
①2s_________3s
②2s_________3d
③2px________2Py
④4f_______6f。9、如图是s能级和p能级的原子轨道图。
试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈________形,每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是________电子,其电子云在空间有3个互相________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________,它的最低价氢化物的电子式是________。
(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,Y的元素符号为________,原子的核外电子排布式为______________。10、二甘氨酸合铜(II)是最早被发现的电中性内配盐;它的结构如图:
(1)基态Cu2+的最外层电子排布式为__。
(2)二甘氨酸合铜(II)中;第一电离能最大的元素与电负性最小的非金属元素可形成多种微粒,其中一种是5核10电子的微粒,该微粒的空间构型是__。
(3)lmol二甘氨酸合铜(II)含有的π键数目是__。
(4)二甘氨酸合铜(II)结构中,与铜形成的化学键中一定属于配位键的是__(填写编号)。11、有下列微粒:①CH4;②CH2=CH2;③CH≡CH④NH3⑤NH4+;⑥BF3;⑦P4;⑧H2O⑨H2O2填写下列空白(填序号):
(1)呈正四面体的是__________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是__________,为sp2杂化的是__________,为sp杂化的是__________。
(3)所有原子共平面(含共直线)的是__________,共直线的是__________。
(4)互为等电子体的一组是__________。12、已知丙氨酸的结构简式为:根据题意完成下面小题:
(1)丙氨酸中涉及到四种元素,它们的原子半径由小到大的顺序为___________。
(2)丙氨酸分子属于___(填“极性”或“非极性”)分子,一个丙氨酸分子中含有_____个非极性共价键。
(3)丙氨酸分子中的氮原子核外有_____个未成对电子,有_____种不同能量的电子。
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等。与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有________,该氢化物与足量盐酸反应的化学方程式为________________。13、按要求回答下列问题。
(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_______(填序号,下同),违反能量最低原理的是_____,违反泡利不相容原理的是_____,违反洪特规则的是_______。
①Si:
②Al:
③Co3+最外层:
④Mg2+:1s22s22p6
⑤Sc:1s22s22p63s23p63d3
⑥Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
(2)物质:①甲烷②硫化氢③氢氧化镁④氨气⑤乙烯。条件符合条件物质的序号既含极性键又含非极性键______含有极性键的极性分子______上述分子中键角由大到小的顺序______
(3)甲图FeO晶胞中与Fe2+最近的Fe2+的个数为__________;乙图晶胞中A、B两种微粒个数比为______;丙图晶胞中A、B两种微粒个数比为_________。
甲.乙.丙.14、在①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,⑦(NH4)2SO4;⑧乙醇中:
(1)由极性键形成的非极性分子有__(填序号;以下同)
(2)含有金属离子的物质是__
(3)分子间可形成氢键的物质是__
(4)属于离子晶体的是__
(5)属于原子晶体的是__
(6)①~⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是__15、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9题,共18分)16、CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性:Fe+5CO=Fe(CO)5;[Cu(NH3)2]Ac溶液用于除去CO的化学反应方程式:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)3]Ac·CO(式中Ac-代表醋酸根)。请回答下列问题:
(1)C、N、O的第一电离能最大的是_____________,原因是___________________________。基态Fe原子的价电子排布图为___________________________。
(2)Fe(CO)5又名羰基铁,常温下为黄色油状液体,则Fe(CO)5的晶体类型是_____________,羰基铁的结构如图,根据该图可知CO作为配位体是以__________原子为配位原子与Fe原子结合。
(3)离子水化能是气态离子溶于大量水中成为无限稀释溶液时释放的能量。离子在溶液中的稳定性可以从离子的大小、电荷、水化能等因素来解释。Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582kJ·mol-1,在水溶液里Cu2+比Cu+稳定的原因是_______________________________。[Cu(NH3)2]+在水溶液中相对稳定,在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是________________________________。
(4)用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中,肯定有形成________________。
a.离子键b.配位键c.非极性键d.σ键。
(5)钙铜合金的晶体结构可看成(a)(b)两种原子层交替堆积排列而成图(c),则该合金六方晶胞(即平行六面体晶胞)中含为Cu________个。已知同层的Ca-Cu的距离为294pm,根据图示求同层相邻Ca-Ca的距离__________pm(已知=1.73计算结果保留整数)。
17、哈尔滨医科大学附属第一医院张亭栋教授被认为最有可能获诺贝尔生理学或医学奖的学者之一,他是使用砒霜(As2O3)治疗白血病的奠基人;回答下列问题:
(1)基态As原子核外电子排布中能级最高的是___________,与As同周期且相邻原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)NH3的沸点比PH3___________(填“高”或“低”),原因是___________。
(3)NH5中所有原子最外层都满足稳定结构,则NH5中含有的化学键类型为___________。
A、离子键B、配位键C、共价键D、氢键E、σ键F;π键。
(4)As4O6的分子结构如图1所示,则该化合物中As的杂化方式是__________。与AsO43-互为等电子体的微粒是___________(写一种)
(5)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图2(小黑点表示白磷分子),已知晶胞的边长为anm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P4分子数为___________,该晶体的密度为___________g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。18、UO2与铀氮化物是重要的核燃料,已知:3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑
回答下列问题:
(1)基态氮原子价电子排布图为______。
(2)反应所得气态化合物中属于非极性分子的是_______(填化学式)。
(3)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循环如图所示。已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是________(填标号)。
a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/molb.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mold.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
(4)依据VSEPR理论推测CO32-的空间构型为_________。分子中的大丌键可用符号丌表示,其中m代表参与形成大丌键的原子数,n代表参与形成大丌键的电子数(如苯分子中的大丌键可表示为丌),则CO32-中的大丌键应表示为_____
(5)UO2可用于制备UF4:2UO2+5NH4HF22UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O,其中HF2的结构表示为[F—HF]-,反应中断裂的化学键有_______(填标号)。
a.氢键b.极性键c.离子键d.金属键e.非极性键。
(6)铀氮化物的某两种晶胞如图所示:
①晶胞a中铀元素的化合价为__________,与U距离相等且最近的U有_______个。
②已知晶胞b的密度为dg/cm3,U原子的半径为r1cm,N原子的半径为为r2cm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的空间利用率为___________(列出计算式)。19、A;B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素;位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;D的原子核外有8种运动状态不同的电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子3d轨道上有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)写出D基态原子的价电子排布图__________,F基态原子的外围电子排布式________。
(2)下列说法不正确的是____________(填序号)。
A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:SiO2>CO2
B.第一电离能由小到大的顺序:B
C.N2与CO为等电子体;结构相似。
D.稳定性:H2O>H2S;水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键。
(3)F元素位于周期表中_____区,其离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。向F的硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成[F(X)4]2+,该离子的结构式为_____________(用元素符号表示)。
(4)某化合物与F(I)(I表示化合价为+1)结合形成图1所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式为_________。
(5)B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示,则一个晶胞中所含B原子的个数为______。
(6)试从分子的立体构型和原子的电负性、中心原子上的孤电子对等角度解释与D的简单氢化物结构十分相似的OF2的极性很小的原因是____________。
(7)D与F形成离子个数比为1:1的化合物,晶胞与NaCl类似,设D离子的半径为apm。F离子的半径bpm,则该晶胞的空间利用率为______________。20、[化学一选修3:物质结构与性质]
氮和氧是地球上极为丰富的元素。请回答下列问题:
(1)从原子轨道重叠方式考虑,氮分子中的共价键类型有____________;氮分子比较稳定的原因是_________。
(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_____________(用元素符号表示);NH3易溶于水而CH4难溶于水的原因是____________________________________________。
(3)X+中所有电子恰好充满K;L、M3个电子层。
①X+与N3-形成的晶体结构如图所示。X原子的核外电子运动状态有____种;基态N3-的电子排布式为______;与N3-等距离且最近的X+有______个。
②X2+和Zn2+分别可与NH3形成[X(NH3)4]2+、[Zn(NH3)4]2+,两种配离子中提供孤电子对的原子均为_______(写元素名称)。已知两种配离子都具有对称的空间构型,[Zn(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代只能得到一种结构的产物,而[X(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种结构不同的产物,则[X(NH3)4]2+的空间构型为_______;[Zn(NH3)4]2+中Zn的杂化类型为_______________。
(4)最新研究发现,水能凝结成13种类型的结晶体。除普通冰外,还有-30℃才凝固的低温冰,180℃依然不变的热冰,比水密度大的重冰等。重冰的结构如图所示。已知晶胞参数a=333.7pm,阿伏加德罗常数的值取6.02×1023,则重冰的密度为_______g.cm-3(计算结果精确到0.01)。
21、Cu;Zn及其化合物在生产、生活中有着重要作用。请回答:
(1)Cu;Zn在周期表中________区;焰色反应时Cu的4s电子会跃迁至4p轨道,写出Cu的激发态电子排布式___________。
(2)分别向CuSO4、MgSO4溶液加氨水至过量;前者为深蓝色溶液,后者为白色沉淀。
①NH3与Cu2+形成配合物的能力大于Mg2+的原因为_________________。
②溶液中的水存在H3O+、等微粒形式,可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子,则的结构式为___________。
(3)Zn的某种化合物M是很好的补锌剂;结构式如图:
①1molM含有的σ键的数目为___________。
②常见含氮的配体有H2NCH2COOˉ、NH3、等,NH3的分子空间构型为____________,的中心氮原子杂化方式为__________。
③M在人体内吸收率高的原因可能是锌形成配合物后;电荷__________(填“变多”“变少”或“不变”),可在消化道内维持良好的稳定性。
(4)卤化锌的熔点如表:
。卤化锌/ZnX2
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
熔点/℃
872
283
394
则ZnX2熔点如表变化的原因是____________________。
(5)Zn的某种硫化物的晶胞如图所示。已知S2-和Zn2+的半径分别为r1pm、r2pm,且S2-与Zn2+相切,NA为阿伏加德罗常数的值。则该晶体的密度为________g·cm-3(写计算表达式)。22、Fe、Cu、Cr都是第四周期过渡元素,回答下列问题。
(1)FeCl3是一种常用的净水剂,氯元素的原子核外有____种不同运动状态的电子;有___种不同能级的电子,基态Fe3+的电子排布式为___。
(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+。FeCl3与KSCN溶液混合,可得到配位数为5的配合物的化学式是____;K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应可得到一种蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],该物质晶胞的结构如图所示(K+未画出),则一个晶胞中的K+个数为___。
(3)Cu2+能与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)形成配离子。该配离子中含有的化学键类型有__(填字母)
a.配位键b.极性键c.离子键d.非极性键,
乙二胺中共有____个σ键,C原子的杂化方式为___。
(4)金属铜的晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。又知铜的密度为9.0g·cm-3,则铜原子的直径约为____pm。
(5)Cr是周期表中第ⅥB族元素,化合价可以是0~+6的整数价态。回答下列问题。某化合物的化学式为Na3CrO8,其阴离子结构可表示为则Cr的化合价为____。CrO42-呈四面体构型,结构为Cr2O72-由两个CrO42-四面体组成,这两个CrO42-四面体通过共用一个顶角氧原子彼此连接,结构为则由n(n>1)个CrO42-通过顶角氧原子连续的链式结构的化学式为____。23、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)
24、第IIA族元素在地壳内蕴藏较丰富;其单质和化合物用途广泛。回答下列问题:
(1)基态Ca原子M能层有_______个运动状态不同的电子,Mn和Ca属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Mn的熔沸点等都比金属Ca高,原因______。
(2)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2,Ca(ClO3)2中的阴离子空间构型是_________,中心原子的杂化方式为_______。
(3)碳酸盐的热分解示意图如下图所示。热分解温度:CaCO3__________(填“高于”或“低于”)SrCO3,原因是_______。从成键轨道看,CO2分子内的化学键类型有________。
(4)格氏试剂RMgX是镁和卤代烃反应的产物,它在醚的稀溶液中以单体形式存在,在浓溶液中以二聚体存在,二聚体结构如下图所示。请在图中标出二聚体中的配位键__________。
评卷人得分四、计算题(共1题,共9分)25、用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?_______
(2)求每个晶胞的质量。_______
(3)求此金属的相对原子质量。_______
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。_______评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共15分)26、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____________。27、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____。28、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________。29、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:____________________。30、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__________。评卷人得分六、实验题(共1题,共7分)31、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_____________________________。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【详解】
与属于等电子体,结构相似,CO与的价电子总数相等为14;故A正确;
B.根据氮气分子结构知,一个CO分子中含有2个键,根据表中键能知,CO中第一个键的键能是中第一个键的键能是CO中第一个键的键能较小,所以CO的第一个键比更容易断;所以一氧化碳比氮气活泼,故B错误;
C.一氧化碳和氮气形成晶体为分子晶体,分子间作用力越大,沸点越高,由表1可知,CO的熔沸点高于是因为CO分子间作用力大于故C正确;
D.水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于是因为CO分子有弱极性,故D正确;
故选:B。2、D【分析】【详解】
A.分子中含有2个δ键,且含有2个孤电子对,应为sp3杂化;故A正确;
B.S2Br2与S2Cl2结构相似,相对分子质量S2Br2>S2Cl2,则分子间作用力S2Br2>S2Cl2,熔沸点:S2Br2>S2Cl2;故B正确;
C.S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体,同时S元素发生自身氧化还原反应,即水解反应为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl;故C正确;
D.结合元素正负化合价代数和为0,可知分子中S为+1价,S-S键为非极性共价键,S-Cl键为极性共价键,该物质结构不对称,则为极性分子,即S2Cl2为含有极性键和非极性键的极性分子;故D错误;
答案为D。3、A【分析】【详解】
①C2H6分子中碳元素和碳元素之间形成非极性共价键;碳元素和氢元素之间形成极性共价键,故①正确;
②R2-和M+的电子层结构相同,则离子的核外电子数相等,且M处于R相邻的下一周期;所以原子序数:M>R;故②错误;
③F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子;熔点随相对分子质量增大而升高,故③正确;
④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均达到8e-稳定结构;故④正确;
⑤若X的质子数为a,中子数为b,则原子可表示为故⑤错误;
⑥由于氨和水分子之间能形成氢键,使得NH3溶解度大;故⑥正确;
⑦原子序数为34号的元素为Se;属于长周期的主族元素,不是副族元素,故⑦错误;
②⑤⑦错误,答案选A。
【点睛】
同种原子之间形成的是非极性共价键,不同种原子之间形成极性共价键。4、C【分析】【详解】
A.冰融化为物理变化;克服分子间作用力,共价键不断裂,故A错误;
B.金属晶体的熔沸点不一定比分子晶体高;如分子晶体硫是固体,金属汞是液体,故B错误;
C.影响原子晶体的熔沸点高低的因素为共价键的强弱;共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高,故C正确;
D.分子晶体中;分子间作用力越大,熔沸点越高,与稳定性无关,故D错误;
答案为C。5、A【分析】【详解】
根据描述我们可以类比二氧化硅,二氧化硅是硅原子和氧原子形成的空间网状无限延伸结构(原子晶体),其中每个硅原子与4个氧原子相连,每个氧原子与2个硅原子相连。因此该物质的化学式与二氧化硅类似,为而作为原子晶体,一般熔、沸点都较高,硬度较大,答案选A。6、B【分析】【分析】
比较物质的熔沸点先判断物质所属晶体类别,再具体分析,一般有原子晶体>离子晶体>分子晶体。
【详解】
A.四种物质均是原子晶体;原子晶体的熔沸点取决于原子半径的大小,半径越大,熔沸点越小,故碳化硅大于晶体硅,A错误;
B.取代基在对位形成分子间氢键;使分子熔沸点变大;取代基在邻位,形成分子内氢键,使分子熔沸点降低,故B正确;
C.离子晶体的沸点大于分子晶体;分子晶体的熔沸点取决于相对分子质量和氢键,故溴单质的沸点大于氧气,C错误;
D.金刚石是原子晶体;金属晶体的熔沸点取决于原子半径,合金的熔沸点一般小于纯金属,生铁低于纯铁,故D错误;
答案选B。二、填空题(共9题,共18分)7、略
【分析】【详解】
分析:(1)根据Zn在周期表中的位置是第四周期;第IIB族,含有四个能层及核外电子排布式写法解答;
(2)在[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子为SO42−,根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论判断空间构型和杂化类型;根据等电子体的原理找出与SO42-互为等电子体粒子;NH3容易与水分子形成分子间氢键;
(3)①根据晶胞晶体中组成粒子的计算方法确定S2-、Zn2+的个数;进一步确定化学式;
②根据晶胞的密度计算公式进行计算。
详解:(1)Zn的核电荷数是30,在Zn在周期表中的位置是第四周期,第IIB族,含有四个能层,分别是K、L、M、N,所以最高能层符号为N;Zn2+基态核外电子排布式为:[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;正确答案:N;[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;
(2)①根据价层电子对互斥模型,SO42−中价电子对数为:(6+4×0+2)÷2=4,价电子对全是成键电子对,所以SO42−的空间构型是正四面体;正确答案:正四面体;
②SO42−的空间构型是正四面体,根据杂化轨道理论,中心原子S的杂化类型为sp3杂化,正确答案:sp3;
③等电子体是指在原子数相同下,原子的价电子数相同的粒子,通常采用元素上下左右平移法,同时调整电子数来确定等电子体粒子,因此,与SO42−互为等电子体的有PO43−,ClO4−,CCl4,SiCl4,SiF4等,符合题干要求是分子的有CCl4,SiCl4,SiF4,正确答案为:CCl4,SiCl4,SiF4;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子,NH3容易与水分子形成分子间氢键,同时还发生化学反应,其方程式为:NH3+H2ONH3·H2O,正确答案:NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应;
(3)①对于立方晶胞,顶点粒子占1/8,面心粒子占1/2,晶胞内部原子为整个晶胞所有,则一个ZnS晶胞中,Zn2+个数为8×1/8+6×1/2=4,S2-个数为4,因此该化合物化学式为ZnS,正确答案为:ZnS;
②取1mol晶胞,则有NA个晶胞,已知晶胞参数为a=541pm,则一个晶胞的体积为V0=(541×10−10)3cm3,1molZnS晶胞中,有4molZn2+和4molS2-,则一个晶胞的质量为m=4mol×65g/mol+4mol×32g/mol=4×97g,因此晶胞的密度为ρ=m/NAV0=4×97g/[NA×(541×10−10)3]cm3,所以正确答案:4×97/[NA×(541×10−10)3]g·cm-3。
点睛:点睛:晶体中微粒的排列具有周期性;晶体中最小的结构重复单元称为晶胞,利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数,从而确定晶体的化学式。中学中常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞,在立方晶胞中:
(1)每个顶点上的粒子被8个晶胞共用,每个粒子只有1/8属于该晶胞,如本题中的Zn2+离子;
(2)每条棱上的粒子被4个晶胞共用;每个粒子只有1/4属于该晶胞;
(3)每个面心上的粒子被2个晶胞共用,每个粒子只有1/2属于该晶胞。如本题中的Zn2+离子;
(4)晶胞内的粒子完全属于该晶胞,如本题中的S2-离子。【解析】①.N②.[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10③.正四面体④.sp3⑤.CCl4或SiCl4等⑥.NH3与H2O之间可形成分子间氢键NH3与H2O发生反应⑦.ZnS⑧.4×97/NA×(541×10−10)38、略
【分析】【详解】
相同电子层上原子轨道能量的高低顺序:ns<2s<3s<4s<;同一电子层中同一能级上的原子轨道具有相同的能量:所以①2s<3s;②2s<3d;③2px=2Py;④4f<6f。
【点睛】
本题考查核外电子的排布,根据构造原理把握能量大小的排布顺序,为解答该题的关键之处,注意同一能级上的原子轨道具有相同的能量。【解析】①.<②.<③.=④.<9、略
【分析】【分析】
根据图中信息得到s电子、p电子的原子轨道形状和轨道数目;根据元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1;得出n值,再进行分析。
【详解】
(1)s电子的原子轨道呈球形;每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道;故答案为:球;1;哑铃;3。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,因此原子中能量最高的是2p轨道电子,其电子云在空间有3个互相垂直的伸展方向。元素X价电子为2s22p3,其元素名称是氮,它的最低价氢化物为NH3,其电子式是故答案为:2p轨道;垂直;氮;
(3)s轨道最多2个电子,因此元素Y的原子最外层电子排布式为3s23p4,则Y为16号元素,其元素符号为S,原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4;故答案为:S;[Ne]3s23p4。【解析】①.球②.1③.哑铃④.3⑤.2p轨道⑥.垂直⑦.氮
⑧.⑨.S⑩.[Ne]3s23p410、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu2+,故Cu2+离子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9,基态Cu2+的最外层电子排布式为3d9;
(2)已知二甘氨酸合铜(Ⅱ)的结构图,其中第一电离能最大的为N元素,元素的非金属最小的非金属为H元素,二者形成的5核10电子的微粒为NH4+;该微粒的空间构型是正四面体;
(3)已知双键中含有1个π键,由二甘氨酸合铜(Ⅱ)的结构图可知,1mol二甘氨酸合铜(Ⅱ)含有2molC=O,则含有的π键数目是2NA或1.204×1024;
(4)Cu原子含有空轨道能与其它原子形成配位键;由于O原子在化合物中能形成2个共价键,所以O与Cu形成共价键,N与Cu形成配位键,即属于配位键的是1和4。
【点睛】
注意区分最外层电子排布式(外围电子排布式)和核外电子排布式的区别。【解析】3d9正四面体形2NA或1.204×10241和411、略
【分析】【分析】
首先计算各微粒的杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数;再判断杂化类型和微粒的构型来解答(1);(2)和(3);
(4)原子总数相同;价电子总数也相同的微粒;互称为等电子体,据此分析判断。
【详解】
①CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
②CH2=CH2中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;空间构型为平面形分子;
③CH≡CH中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+0=2;所以采取sp杂化,空间构型为直线形分子;
④NH3中N原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为三角锥形分子;
⑤NH4+中N原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
⑥BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以采取sp2杂化;空间构型为平面三角形分子;
⑦P4中P原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+1=4,所以采取sp3杂化;空间构型为正四面体结构;
⑧H2O中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化;空间构型为V形分子;
⑨H2O2中O原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化;空间构型为二面角结构,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角;
(1)根据上述分析;呈正四面体的有①⑤⑦,故答案为①⑤⑦;
(2)根据上述分析,中心原子轨道为sp3杂化的有①④⑤⑦⑧⑨;中心原子轨道为sp2杂化的是②⑥;为sp杂化的是③;故答案为①④⑤⑦⑧⑨;②⑥;③;
(3)①CH4是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
②C2H4是平面形分子;所有原子共平面而不共线;
③CH≡CH是直线形分子;所有原子共平面也共线;
④NH3是三角锥形分子;所有原子不共面也不共线;
⑤NH4+是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
⑥BF3是平面三角形分子;所有原子共平面而不共线;
⑦P4是正四面体结构;所有原子不共面也不共线;
⑧H2O是V形分子;所有原子共平面而不共线;
⑨H2O2的空间构型是二面角结构;两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上并有一定夹角,所有原子不共面也不共线;
所有原子共平面(含共直线)的是②③⑥⑧;共直线的是③,故答案为②③⑥⑧;③;
(4)①CH4⑤NH4+的原子数都为5,核外电子数都是10,属于等电子体,故答案为①⑤。【解析】①⑤⑦①④⑤⑦⑧⑨②⑥③②③⑥⑧③①⑤12、略
【分析】【分析】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2。
【详解】
(1)四种元素中H原子半径最小;C;N、O三种元素位于同一周期,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,则原子半径由小到大的顺序为H<O<N<C,故答案为:H<O<N<C;
(2)由结构简式可知;丙氨酸分子不对称,是极性分子;丙氨酸分子分子中有2个C―C非极性共价键,故答案为:极性;2;
(3)氮原子核外2P轨道上有3个未成对电子;在1S;2S、2P三种轨道上有3种不同能量的电子;故答案为:3;3;
(4)碳、氮、氧都可以形成氢化物,氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2,碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6等可知,与之相似的氮元素的氢化物的除NH3外,还有N2H4;N2H4与足量盐酸反应生成N2H6Cl2,反应的化学方程式为N2H4+2HCl=N2H6Cl2,故答案为:N2H4;N2H4+2HCl=N2H6Cl2。【解析】①.H<O<N<C②.极性③.2④.3⑤.3⑥.N2H4⑦.N2H4+2HCl=N2H6Cl213、略
【分析】【分析】
核外电子排布需满足3个原理或规则;即:
能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道;然后依次进入能量较高的轨道;
泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;
洪特规则:在等价轨道(相同电子层;电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道;且自旋方向相同,据此回答。
【详解】
(1)①Si的3p轨道的两个电子应为图上违反了洪特规则,①错误;
②Al的2p轨道成对的电子应当自旋相反;图上违反了泡利不相容原理,②错误;
③Co为27号元素,Co3+有24个电子,价电子排布图应为图上违反了洪特规则,③错误;
④Mg2+有12-2=10个电子,其核外电子排布式为:1s22s22p6;④正确;
⑤Sc为21号元素,基态Sc原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d14s2;题上违反了能量最低原理,⑤错误;
⑥Cr为24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1;⑥正确;
综上所述;④⑥正确。
故答案为:④⑥;⑤;②;①③;
(2)活泼金属与非金属原子之间易形成离子键;非金属原子之间易形成共价键,同种原子之间形成的共价键称为非极性键,不同种原子之间形成共价键称为极性键。
①甲烷:C和H之间以极性键结合成正四面体;键角109°28’,正负电荷重心重合,为非极性分子;
②硫化氢中S和H之间以极性键结合;硫化氢是V形分子,键角92°,正负电荷重心不重合,为极性分子;
③氢氧化镁中Mg2+和OH-之间以离子键结合;是离子化合物,H和O之间以极性键结合;
④氨气中N和H之间以极性键结合;为三角锥形分子,键角107°18’,正负电荷重心不重合,为极性分子;
⑤乙烯(CH2=CH2)中;C和C以非极性键结合成碳碳双键,C和H之间以极性键结合,乙烯是平面型分子,键角120°,正负电荷重心重合,为非极性分子;
故答案为:⑤;②④;⑤①④②;
(3)甲:以上面面心的Fe2+为例,该Fe2+到水平面的四个Fe2+,下方的4个侧面面心的Fe2+,还有上方的4个侧面面心的Fe2+的距离都相当;为最小距离;
乙图:根据均摊法,A粒子个数=6=0.5,B粒子个数==2;A;B粒子个数比=0.5:2=1:4;
丙图:A粒子个数==1,B粒子个数=12=3;A;B粒子个数比=1:3。
故答案为:12;1:4;1:3。
【点睛】
采用均摊法计算粒子个数时,正三棱柱顶点的粒子有12个晶胞共用,上、下棱上的粒子有4个晶胞共用,侧棱上的粒子有6个晶胞共用。【解析】④⑥⑤②①③⑤②④⑤①④②121:41:314、略
【分析】【详解】
(1)属于分子的有①⑤⑧,①CO2⑤CS2中只含有极性键;⑧中既含极性键又含非极性共价键,①⑤分子都是直线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;故答案为:①⑤。
(2)②NaCl是由钠离子和氯离子构成;③Na是由钠离子和自由电子构成,都含有金属离子;故答案为:②③。
(3)⑧乙醇分子中羟基上的氧原子能形成氢键;故答案为:⑧。
(4)②NaCl⑦(NH4)2SO4都是由阴;阳离子构成的离子晶体;故答案为:②⑦。
(5)④Si⑥金刚石都是由原子构成的原子晶体;故答案为:④⑥。
(6)晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,Si是原子晶体,熔点最高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,Na的熔点低于100℃,所以熔点高到低的顺序为:④>②>③>⑤>①;故答案为:④>②>③>⑤>①。【解析】①.①⑤②.②③③.⑧④.②⑦⑤.④⑥⑥.④>②>③>⑤>①15、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9题,共18分)16、略
【分析】【详解】
(1)同一周期元素,元素电负性随着原子序数增大而增大,但是N的2p能级为半满稳定状态,能量低,第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能,所以这三种元素第一电离能为:N>O>C;铁原子的3d、4s能级为其价电子,基态铁原子的价电子排布为3d64s2,排布图为正确答案:N;N的2p能级为半满稳定状态,能量低,第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能;
(2)根据羰基铁的常温下为黄色油状液体;说明沸点低,为分子晶体;根据羰基铁的结构图,可知CO作为配位体是以C原子为配位原子与Fe原子结合;正确答案:分子晶体;C或碳。
(3)Cu2+和Cu+的水化能分别是-2121kJ·mol-1和-582kJ·mol-1,水化能越小,放出的热量越多,该离子越稳定,并且Cu2+半径比Cu+小,带电荷多,所以Cu2+比Cu+稳定;在配合物[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是sp3、sp2;正确答案:Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大;sp3、sp2。
(4)用[Cu(NH3)2]Ac除去CO的反应中,肯定有铜原子与氮原子、碳原子之间形成的配位键且也是σ键生成;正确选项bd。
(5)从图c可知,Ca位于六棱柱的顶点(1/6)和底心(1/2),各有12个和2个,即属于这个六棱柱的Ca为3个;Cu有两种情况,在底面(图a)上,各有6个(1/2),在中间一层(图b),内部6个,边(对图c来说是面上)上有6个(1/2),共有15个,根据原子个数比关系:N(Ca):N(Cu)=3:15=1:5,所以该合金六方晶胞中含Cu为5个;看图a,Cu位于3个Ca构成正三角形的重心,已知Ca-Cu为294pm,设Ca-Ca的距离为xpm,根据勾股定理:x2=(x/2)2+(294+294/2)2,x=294√3=509;正确答案:509。【解析】NN的2p能级为半满稳定状态,能量低,第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能分子晶体C或碳Cu2+的半径小且所带电荷多、水化能大sp3、sp2bd5509或51017、略
【分析】【分析】
(1)根据构造原理,基态As原子核外电子排布中能级最高的是4p,As的4p能级处于半充满状态,第一电离能比相邻同期元素均大,与As同周期且相邻原子的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge。
(2)根据分子晶体影响沸点的因素分析;
(3)NH5是离子化合物;含有离子键和共价键,以此分析。
(4)根据杂化轨道理论判断中心As的杂化方式;原子总数和价电子总数相同的称为等电子体。
(5)根据均摊法可知,晶胞中P4分子数目为4;则晶胞中含有16个P原子,计算晶胞质量,再根据ρ=m/V计算晶胞密度。
【详解】
(1)根据构造原理,基态As原子核外电子排布中能级最高的是4p,As的4p能级处于半充满状态,第一电离能比相邻同期元素均大,与As同周期且相邻原子的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge。
(2)NH3的沸点比PH3高,原因是NH3分子间存在氢键;相对分子质量对沸点的影响占次要地位。
(3)NH5中所有原子最外层都满足稳定结构,其中N与H形成共价键,是σ键,4个共价键中有一个是配位键,NH4+与H-之间形成离子键,则NH5中含有的化学键类型为ABCE。
(4)价电子对数=3+(5-1×3)/2=4,VSEPR模型为四面体,所以其空间构型为正四面体,根据杂化轨道理论,中心As的杂化方式为sp3,原子总数和价电子总数相同的称为等电子体,与AsO43-互为等电子体的微粒是PO43-或SO42-或ClO4-;
(5)根据均摊法可知,晶胞中P4分子数目为8×1/8+6×1/2=4,则晶胞中P原子数目为4×4=16,晶胞质量为16×31/NAg,晶胞体积为(a×10-7cm)3,则晶胞密度为g·cm-3,即:g·cm-3
【点睛】
本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、电离能、价层电子对互斥理论、杂化方式与空间构型判断、化学键、晶胞计算等,是对物质结构主干知识的考查,难点:应用均摊法进行有关晶胞计算。【解析】4pAs>Se>Ge高NH3分子间存在氢键ABCEsp3PO43-或SO42-或ClO4-418、略
【分析】【分析】
(1)先根据构造原理;书写N的核外电子排布式,然后可根据各个能级具有的轨道数及轨道电子填充电子规律,得到基态氮原子价电子排布图;
(2)反应所得气态化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O;根据分子是否对称判断是否为非极性分子;
(3)根据图示的能量变化结合化学基本概念分析判断;
(4)根据价层电子对互斥理论分析判断;C原子;O原子有平行的p轨道;价电子总数为4+2+6×3=24,单电子数=24-2×3-4×3=6,为4原子、6电子形成的大π键;
(5)NH4HF2为离子晶体,含有离子键,HF2-含有氢键和共价键,NH4+中含有配位键和共价键;
(6)①用均摊方法计算a中U;N原子个数比;然后根据N元素化合价分析U元素化合价;在晶体中与U距离相等且最近的U原子在晶胞面心,然后根据通过一个U原子的晶胞数及重合数目计算其微粒数目;
②先计算1个晶胞中含有的U;N原子数目;然后计算晶胞的体积及一个晶胞中含有的U、N原子数目的总体积,最后根据原子体积占总体积的百分比可得其空间利用率。
【详解】
(1)N是7号元素,根据构造原理,可得其核外电子排布式1s22s22p3,其价电子的轨道表达式为
(2)反应所得气态化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O,NH3、H2O的空间排列不对称,正负电荷的重心不重合,属于极性分子,CO2、N2的空间排列对称,分子中正负电荷重心重合,是非极性分子,其中CO2是非极性化合物分子;
(3)a.Cl-Cl键的键能为2×119.6kJ/mol=239.2kJ/mol;a错误;
b.Na的第一电离能为495.0kJ/mol,b错误;
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol;c正确;
d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol;d正确;
故合理选项是cd;
(4)CO32-的价层电子对数为3+=3,因此CO32-空间构型为平面三角形;
C原子、O原子有平行的p轨道,价电子总数为4+2+6×3=24,单电子数=24-2×3-4×3=6,为4原子、6电子形成的大π键,大π键为
(5)NH4HF2为离子晶体,含有离子键,HF2-含有氢键和共价键,NH4+中含有配位键和共价键,所以NH4HF2中所含作用力有:a、b、c、d,反应中断裂的化学键有b;c;
(6)①晶胞a中U原子个数8×+6×=4;含有N原子个数为:12×+1=4,因此一个晶胞中含有U、N原子个数均为4个,化学式为UN,由于N原子最外层有5个电子,N化合价为-3价,所以U元素的化合价为+3,根据图示可知:在晶胞与U距离相等且最近的U在一个晶胞的面心上,通过一个U原子有8个晶胞,在一个晶胞中有3个U距离相等且最近,每个U原子重复了两次,因此在晶胞与U距离相等且最近的U原子数为8×3×=12;
②在一个晶胞中含有U原子数目为U:8×+6×=4,含有的N原子数目为8×1=8,一个晶胞中含有的U、N原子的总体积为V(U)+V(N)=(4×+8×)cm3;根据图示可知晶胞参数为4个U原子的半径的倍;L=4r1cm,晶胞的体积V(晶胞)=则该晶体中原子利用率为×100%。
【点睛】
本题考查物质结构与性质的知识,涉及原子核外电子的轨道表达式、晶格能、电离能、微粒的空间构型判断、化学键类型的判断及晶胞的有关计算,需要学生对知识掌握要全面、细致,大π键在中学基本不涉及,是本题的难点,掌握均摊法进行晶胞有关计算。【解析】CO2c、d平面三角形b、c+312×100%19、略
【分析】【详解】
试题分析:A;B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素;位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同,则B为碳元素;D的原子核外有8种运动状态不同的电子,则D为氧元素、C为氮元素;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子3d轨道上有4个未成对电子,则E为26号铁元素、F为29号铜元素。
(1)D基态原子的价电子排布图F基态原子的外围电子排布式为3dl04s1。
(2)A.二氧化硅可形成原子晶体,而二氧化碳可形成分子晶体,所以沸点:SiO2>CO2,A不正确;B.因为N原子的2p轨道处于半充满状态,所以第一电离能由小到大的顺序为C<O<N,B不正确;C.N2与CO为等电子体;结构相似,分子中都形成叁键,C正确;
D.O的非金属性强于S,所以稳定性H2O>H2S;水分子的稳定性与水分子间存在氢键无关,D不正确。综上所述,说法不正确的是ABD。
(3)因为F基态原子的外围电子排布式为3dl04s1,所以F元素位于周期表中ds区。向F的硫酸盐溶液中通入过量的氨气,可生成[Cu(NH3)4]2+,该离子的结构式为
(4)由图可知,该离子中碳原子有两种,一种碳原子类似苯环上的碳原子,另一种是与其它原子全部形成单键,故碳原子的杂化方式为sp2、sp3。
(5)由B单质的一种同素异形体的晶胞结构示意图可知,该晶胞为金刚石的晶胞,一个晶胞中所含碳原子的个数为8()。
(6)与H2O结构十分相似的OF2的极性很小的原因是:OF2和H2O的立体结构相似,同为V形,但是从电负性上看,氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差,OF2中氧原子上有两对孤电子对;抵消了F-O键中共用电子对偏向F而产生的极性。
(7)D与F形成离子个数比为1:1的化合物CuO,晶胞与NaCl类似,设D离子的半径为apm。F离子的半径bpm,则该晶胞的边长为(2a+2b)pm,晶胞的体积为(2a+2b)3pm3;该晶胞中有4个Cu2+和4个O2-,4个Cu2+和4个O2-的总体积为所以,此晶胞的空间利用率为
点睛:本题是有关物质的结构和性质的综合题,难度较大。主要考查了核外电子排布的一般规律、核外电子排布的表示方法、元素周期表的分区方法、配合物结构的表示方法、杂化轨道类型的判断、分子极性大小的判断方法、有关晶胞的计算。要求学生要掌握1~36号元素的核外电子的排布情况,能根据核外电子的排布特点推断其所属元素,知道元素周期表分区的依据,能根据物质的结构特点判断某些原子的杂化方式,能根据元素的电负性及原子结构、分子结构特点判断分子的极性大小,掌握常见晶胞的特征,能用均摊法判断晶胞中结构粒子的数目,会计算晶胞中原子或离子的空间利用率。【解析】3dl04s1ABDdssp2、sp38OF2和H2O的立体结构和似,同为V形,但是从电负性上看,氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差,OF2中氧原子上有两对孤电子对,抵消了F-O键中共用电子对偏向F而产生的极性20、略
【分析】【详解】
(1)氮气分子的结构式为NN;其中的共价键类型为一个σ键和两个π键,氮气分子比较稳定的原因就是氮氮叁键的键能大,不易被破坏;
(2)由于同周期元素的第一电离能从左到右一般是逐渐增大的,但N元素最外层的2p上只有3个电子,属于半满状态,比较稳定,所以N元素的第一电离能大于O元素的,因此C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;NH3分子中的N元素和水分子中的O元素都具有强的吸引电子能力,它们通过H原子在NH3分子和水分子间形成氢键,因此NH3易溶于水,但CH4中的C元素没有强的吸引电子能力,且CH4为非极性分子;所以不能溶于极性的水中;
(3)①X+中所有电子恰好充满K、L、M3个电子层,则X原子核外电子数为2+8+18+1=29,即X是29号元素Cu,因为原子核外没有运动状态完全相同的两个电子存在,所以Cu原子核外电子的运动状态共有29种;基态N3-的电子排布式为1s22s22p6;由晶体结构图可知与N3-等距离且最近的X+有6个,分别在棱的中点,位于N3-的上下、左右、前后六个位置;②NH3分子
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