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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年鲁教新版选修3化学下册阶段测试试卷503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5题,共10分)1、氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子构型为平面三角形,则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为()A.平面三角形sp2杂化B.V形sp2杂化C.三角锥形sp3杂化D.直线形sp杂化2、可利用反应2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH检测乙醇。下列说法错误的是A.基态Cr3+的核外电子排布式为3d3B.[Cr(H2O)6]3+中与Cr3+形成配位键的原子是氧原子C.CH3COOH分子中含有7个键D.已知CrO42-是以Cr为中心的四面体结构,则Cr2O72-结构中含有两个四面体3、下列分子的中心原子的杂化类型与其他不同的是()A.SiCl4B.H2SC.PCl5D.NH34、下列对实验事实的理论解释正确的是()。选项实验事实理论解释A酸性:HC1O<H2CO3非金属:C>C1BNH3溶于水形成的溶液能导电NH3是电解质C氮原子的第一电离能大于氧原子氮原子2p能级半充满DH2O的沸点高于H2SHO的键能大于HS的键能
A.AB.BC.CD.D5、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是A.B.C.D.评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)6、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、3d7、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8、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9、有关晶体的叙述正确的是()A.在24g石墨中,含C-C共价键键数为3molB.在12g金刚石中,含C-C共价键键数为4molC.在60g二氧化硅中,含Si-O共价键键数为4molD.在NaCl晶体中,与Na+最近且距离相等的Na+有6个10、在某晶体中;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为如图所示的正八面体形。该晶体可能是。
A.NaCl晶体(x=Na+,y=Cl-)B.CsCl晶体(x=Cs+,y=Cl-)C.CaTiO3晶体(x=Ti4+,y=O2-)D.NiAs晶体(x=Ni,y=As)评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)11、Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数据列于下表:。元素FeFe电离能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
回答下列问题:
(1)亚铁离子价电子层的电子排布式为_______
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是_______;
②六氰合亚铁离子(Fe(CN))中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是_______,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的电子式_______;
(3)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如右图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为_______。
12、请回答以下问题:
(1)第四周期的某主族元素,其第一至五电离能数据如下图1所示,则该元素对应原子的M层电子排布式为___________。
(2)如下图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。每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是___________。简述你的判断依据___________。
(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如下图3所示。该晶体的类型属于___________(选填“分子”“原子”“离子”或“金属”)晶体,该晶体中碳原子轨道的杂化类型为___________。
(4)在离子晶体中正、负离子间力求尽可能多的接触,以降低体系的能量,使晶体稳定存在。已知Na+半径是Cl-的a倍,Cs+半径是Cl-的b倍,请回顾课本上NaCl和CsCl的晶胞,其晶胞边长比为___________。
(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图中正确的是___________。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pg/cm3,则铁的相对原子质量为___________(设阿伏加德罗常数的值为NA)。
13、根据题给要求填空。
(1)某元素的基态原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子云形状有________种,原子中所有电子占有________个轨道,核外共有________种运动状态不同的电子。
(2)E原子核外占有9个轨道,且具有1个未成对电子,E离子结构示意图是_______。
(3)F、G都是短周期元素,F2-与G3+的电子层结构相同,则G元素的原子序数是________,F2-的电子排布式是______。
(4)M能层上有________个能级,有________个轨道,作为内层最多可容纳________个电子,作为最外层时,最多可含有________个未成对电子。14、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___。15、每个时代的发展都离不开化学材料。黄铜是人类最早使用的合金之一;主要由锌和铜组成。回答下列问题:
(1)基态锌原子的价电子排布式为___,属于周期表___区元素。电子占据最高能层的电子云轮廓图形状为___。
(2)第一电离能I1(Zn)___I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。
(3)向[Cu(H2O)4]2+溶液(天蓝色)中加入过量氨水将生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+溶液(深蓝色),原因是___;向深蓝色溶液中逐滴加入稀盐酸,观察到的现象是___。16、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。17、已知NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶体的熔点依次为801℃、714℃、190℃、2000℃,其中属于分子晶体的一种晶体应是________,它不适宜用作金属冶炼的电解原料。工业上这种金属的冶炼过程必须使用一种助熔剂___________。评卷人得分四、结构与性质(共1题,共8分)18、我国具有悠久的历史,在西汉就有湿法炼铜(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4);试回答下列问题。
(1)Cu2+的未成对电子数有_____个,H、O、S电负性由大到小的顺序为______________________。
(2)已知[Cu(NH3)4]SO4是一种配合物。
①[Cu(NH3)4]SO4中化学键类型有______________,[Cu(NH3)4]2+的结构简式为_________________。阴离子中心原子杂化类型为____________________。
②NH3、H2O、HF的沸点由高到低为_________________。
(3)铁铜合金晶体类型为________________;铁的第三(I3)和第四(I4)电离能分别为2957kJ/mol、5290kJ/mol,比较数据并分析原因________________。
(4)金铜合金的一种晶体结构为立方晶型;如图所示。
①该合金的化学式为_______________。
②已知该合金的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的棱长为__________nm。评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共15分)19、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____________。20、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____。21、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________。22、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:____________________。23、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)24、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5题,共10分)1、D【分析】【分析】
氮的最高价氧化物为N2O5,由两种离子构成,其中阴离子构型为平面正三角形,化学式应为NO3-,则其阳离子的化学式为:NO2+;根据其价层电子对数判断。
【详解】
氮的最高价氧化物为N2O5,由两种离子构成,其中阴离子构型为平面正三角形,化学式应为NO3-,则其阳离子的化学式为:NO2+,其中心N原子价电子对数为2+(5-1-2×2)=2;所以其中的氮原子按sp方式杂化,阳离子的构型为直线型,故合理选项是D。
【点睛】
本题考查了杂化类型的判断方法和微粒的空间构型,根据价层电子对互斥理论分析。2、A【分析】【详解】
A.Cr是第24号元素,其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,基态Cr3+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3;A错误;
B.[Cr(H2O)6]3+中Cr3+提供空轨道,氧原子提供孤电子对,所以与Cr3+形成配位键的原子是氧原子;B正确;
C.CH3COOH分子的结构式中含有7个键;1个π键,C正确;
D.CrO42-的结构为:是以Cr为中心的四面体结构;Cr2O72-结构为:含有两个四面体,D正确;故答案为:A。
【点睛】
配位化合物一般指由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和s、p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子(CO、NH3、H2O)或离子(Cl-、CN-等)通过配位键结合形成的化合物。3、C【分析】【分析】
根据分子的组成判断形成的键数目以及孤电子对数目;以此判断杂化类型。
【详解】
A.SiCl4中C形成4个键,无孤电子对,为sp3杂化;
B.H2S中S形成2个键,孤电子对=(6-2×2)=2,为sp3杂化;
C.PCl5中P形成5个键,没有孤电子对,为sp3d杂化;
D.NH3中N形成3个键,孤电子对=(5-3×1)=1,为sp3杂化;
所以四种分子中中心原子杂化类型与三个不同的是PCl5,答案选C。4、C【分析】【详解】
A.元素的非金属性越强;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,次氯酸中氯元素的化合价为+1,不是最高价氧化物对应水化物,不能用于比较碳元素和氯元素的非金属性强弱,故A错误;
B.氨气不能电离;属于非电解质,故B错误;
C.氮原子的2p能级为半充满稳定状态;则氮原子的第一电离能大于氧原子,故C正确;
D.水分子间能形成氢键;而硫化氢分子间不能形成氢键,水的的沸点高于硫化氢,故D错误;
故选C。5、B【分析】【详解】
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl中有阴离子氯离子;所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,A项错误;
B.[Co(NH3)3Cl3]中没有阴离子氯离子;所以不能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,B项正确;
C.[Co(NH3)6]Cl3中有阴离子氯离子;所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,C项错误;
D.[Co(NH3)5Cl]Cl2中有阴离子氯离子;所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,D项错误。
答案选B。
【点睛】
本题考查了配合物中的成键情况,根据“配合物中阴离子能和银离子反应生成氯化银沉淀,配原子不和银离子反应”来分析解答即可。二、多选题(共5题,共10分)6、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。7、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。8、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。9、AC【分析】【详解】
A.在石墨中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键,每个共价键为相邻2个C原子所共有,所以每个C原子形成的共价键数目为3×=24g石墨含有的C原子的物质的量是2mol,因此其中含有的C-C共价键的物质的量为2mol×=3mol;A正确;
B.在金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个C原子形成4个共价键,每个共价键为相邻两个C原子形成,所以其含有的C-C数目为4×=2个;则在12g金刚石含有的C原子的物质的量是1mol,故含C-C共价键键数为2mol,B错误;
C.二氧化硅晶体中;每个硅原子含有4个Si-O共价键,所以在60g二氧化硅的物质的量是1mol,则其中含Si-O共价键键数为4mol,C正确;
D.在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个;D错误;
故合理选项是AC。10、AC【分析】【分析】
根据图片知;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间构型为正八面体形,所以x的配位数是6,只要晶体中配位数是6的就符合该图,如果配位数不是6的就不符合该图,据此分析解答。
【详解】
A.氯化钠晶体中的离子配位数是6;所以符合该图,故A正确;
B.氯化铯晶体中的离子配位数是8;所以不符合该图,故B错误;
C.CaTiO3晶体中的离子配位数是6所以符合该图;故C正确;
D.NiAs晶体中的离子配位数是4;所以不符合该图,故B错误;
故答案选AC。三、填空题(共7题,共14分)11、略
【分析】【分析】
(1)根据铁原子构造书写铁元素价电子层和电子排布式。
(2)①形成配离子具有的条件为为中心原子具有空轨道;配体具有孤对电子对。
②根据价层电子对互斥理论确定杂化方式;原子个数相等价电子相等的微粒为等电子体。
(3)利用均摊法计算晶胞结构。
【详解】
(1)亚铁离子的价电子排布式为3d6。
(2)①形成配离子具备的条件为中心原子具有空轨道;配体具有孤对电子。
②CN-中碳原子与氮原子以三键连接,三键中有一个σ键,2个π键,碳原子还有一对孤对电子,杂化轨道数为2,碳原子采取sp杂化,CN-含有2个原子,价电子总数为4+5+1=10,故其等电子体为氮气分子等,氮气分子中两个氮原子通过共用三对电子结合在一起,其电子式为
(3)体心立方晶胞中含有铁原子的个数为面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数为所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为1:2。【解析】3d6具有孤对电子sp1∶212、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)该元素第三电离能远远大于第二电离能,说明该元素的原子价电子数为2,为Ca,M层电子排布式为:3s23p6
(2)在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,NH3、H2O、HF因分子间存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象,第ⅣA族形成的氢化物分之间为范德华力,组成与结构相似,相对分子量越大,范德华力越大,沸点越高,所以a点所在折线对应的是气态氢化物SiH4。
(3)由CO2在高温高压下所形成的晶体图可以看出,其晶体结构为空间物质结构,每个C原子周围通过共价键连接4个O原子,所以该晶体为原子晶体,碳原子轨道的杂化类型为sp3杂化。
(4)设Cl‾半径为r,则Na+半径为ar,Cs+半径为br,NaCl晶胞边长为x,因为NaCl晶胞为面心立方结构,所以2x2=(2r+2ar)2,得r=(1+a)r;CsCl晶胞为体心李立方结构,所以y2+2y2=(2r+2br)2,可得y=2/(1+b)r,x:y=(1+b):(1+a)
(5)甲中Fe位于顶点和体心,乙由8个甲组成,按甲虚线方向切乙形成的纵截面边长不相等,则排除B、D,由于每个小晶胞中的体心含有1个Fe原子,则应为A;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;设图甲晶胞的边长为acm,则a2+2a2=(4r)2,得a=4/3r,图甲晶胞的体积V=a3=64/9r3,根据均摊发可知甲中晶胞含Fe原子:8×1/8+1=2,设Fe的相对原子质量为M,则64/9r3•ρ="2M/"NA,M=
考点:考查物质结构与性质、晶体知识等内容。【解析】①.3s23p6②.SiH4③.在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,NH3、H2O、HF因分子间存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象;组成与结构相似,相对分子量越大,分子间作用力越大,沸点越高,a点所在折线对应的是气态氢化物SiH4④.原子⑤.sp3杂化⑥.(1+b):(1+a)⑦.A⑧.8⑨.13、略
【分析】【详解】
(1)某元素的基态原子最外层电子排布为3s23p2,该元素为Si,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2;次外层能级为2s;2p,有s、p两种不同的轨道,电子云形状有2种。原子中所有电子占有8个轨道,分别为1s、2s、3s共3个轨道,3个2p轨道,2个3p轨道;原子核外有14个电子,每个电子的运动状态都不一样,因此有14种不同的运动状态;
(2)E原子核外占有9个轨道,且具有1个未成对电子,则其核外电子排布图为从图可知,该原子为Cl原子,得到1个电子,形成Cl-,其结构示意图为
(3)F、G都是短周期元素,F2-与G3+的电子层结构相同,F为短周期元素,能够形成离子F2-,只能是O2-或S2-,但是G也是短周期元素,G3+的电子层结构与F2-相同,如果F是S元素,则G不是短周期元素,因此F为O,G为Al;G为Al,其原子序数为13;F2-是O2-,其电子排布式1s22s22p6;
(4)M能层上3个能级,分别为3s、3p、3d;3s有1个轨道,3p有3个轨道,3d有5个轨道,共9个轨道;每个轨道可以容纳2个电子,作为内层最多可容纳9×2=18个电子;作为最外层时,只有3s、3p能级上填充电子,未成对电子最多,则3个3p轨道上均只有1个电子,最多可含有3个未成对电子。【解析】①.2②.8③.14④.⑤.13⑥.1s22s22p6⑦.3⑧.9⑨.18⑩.314、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15、略
【分析】【分析】
(1)锌的原子序数为30,位于元素周期表第四周期ⅡB族,价电子排布式为3d104s2;
(2)Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,4s能级处于半充满状态,而Zn原子的外围电子排布式为3d104s2;4s能级处于全充满状态;
(3)向天蓝色[Cu(H2O)4]2+溶液中加入过量氨水生成更稳定的深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液,说明配位能力NH3分子大于H2O分子;向深蓝色溶液中逐滴加入稀盐酸;盐酸先与铜氨络离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,盐酸过量,氢氧化铜沉淀溶解生成氯化铜。
【详解】
(1)锌的原子序数为30,位于元素周期表第四周期ⅡB族,价电子排布式为3d104s2,属于周期表ds区元素,电子占据最高能层的电子位于为4s轨道,s电子云轮廓图形状为球形,故答案为:3d104s2;ds;球形;
(2)Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,4s能级处于半充满状态,而Zn原子的外围电子排布式为3d104s2;4s能级处于全充满状态,Zn原子更不易失去1个电子,所以Zn原子的第一电离能较大,故答案为:大于;
(3)向天蓝色[Cu(H2O)4]2+溶液中加入过量氨水生成更稳定的深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液,说明配位能力NH3分子大于H2O分子,这是因为N原子的电负性小于氧原子,提供孤电子对能力强,形成的配位键更加稳定;[Cu(NH3)4]2+在溶液中存在如下络合平衡[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3;加入盐酸,氨分子与氢离子反应,浓度减小,平衡向右移动,铜离子与溶液中氢氧根结合生成氢氧化铜蓝色沉淀,当盐酸过量时,氢氧化铜沉淀溶于盐酸生成氯化铜,溶液呈天蓝色,实验现象为先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为天蓝色,故答案为:N原子的电负性小于氧原子,提供孤电子对能力强,形成的配位键更加稳定;先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为天蓝色。
【点睛】
Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,4s能级处于半充满状态,而Zn原子的外围电子排布式为3d104s2,4s能级处于全充满状态,Zn原子更不易失去1个电子是分析难点。【解析】①.3d104s2②.ds③.球形④.大于⑤.N原子的电负性小于氧原子,提供孤电子对能力强,形成的配位键更加稳定⑥.先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为天蓝色16、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④.17、略
【分析】【分析】
根据离子晶体和分子晶体的熔点关系分析判断;根据分子晶体在熔融状态下不能导电分析判断冶炼的金属;再分析判断。
【详解】
根据NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶体的熔点依次为801℃、714℃、190℃、2000℃,分子晶体的熔点一般较低,离子晶体的熔点较高,所以AlCl3为分子晶体;氧化铝的熔点很高,直接电解熔融的氧化铝冶炼铝时会消耗大量的能量,因此常用冰晶石作助熔剂,在故答案为:AlCl3;冰晶石。【解析】①.AlCl3②.冰晶石四、结构与性质(共1题,共8分)18、略
【分析】【分析】
Cu是29号元素,Cu原子失去最外层1个4s电子和次外层的1个3d电子形成Cu2+。根据构造原理可得Cu2+的核外电子排布式;元素的非金属性越强电负性越大;
(2)①[Cu(NH3)4]SO4中[Cu(NH3)4]2+与SO42-形成离子键,[Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间形成配位键,氨分子中N原子与H原子之间形成共价键;先计算SO42-中心原子S的孤电子对数和杂化轨道数目;然后利用价层电子对数目判断;
②分子之间形成氢键会使其沸点升高;
(3)铁铜合金晶体属于金属晶体;Fe原子失去3个电子形成3d5半充满稳定结构;再失去1个电子需要的能量较多;
(4)①均摊法计算晶胞中Au;Cu原子数目;确定化学式;
②根据晶胞中含有的各种元素的原子个数计算晶胞质量,再根据ρ=计算;求晶胞参数。
【详解】
(1)Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,3d轨道上有1个未成对电子,其余电子均形成了电子对,因此Cu2+核外只有1个未成对电子;元素的非金属性越强;其电负性越大,由于元素的非金属性:O>S>H,故元素的电负性由大到小顺序为:O>S>H;
(2)①[Cu(NH3)4]SO4中[Cu(NH3)4]2+与SO42-形成离子键,[Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间形成配位键,氨分子中N原子与H原子之间形成共价键,所以[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型为离子键、共价键、配位键;[Cu(NH3)4]2+的结构简式为:
SO42-中心原子S的孤电子对数==0,杂化轨道数目=0+4=4,所以S原子采取sp3杂化;
②NH3、H2O、HF分子之间都存在氢键,氢键的产生,增加了分子之间的吸引力,使物质熔沸点升高。由于H2O分子之间氢键数目多、氢键强,其熔沸点最高,HF分子之间的氢键比NH3分子间的氢键强,则NH3、H2O、HF的沸点由高到低为:H2O>HF>NH3;
(3)铁铜合金晶体属于金属晶体;Fe是26号元素,基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,Fe的第三电离能是失去3d6的1个电子需要的能量,而第四电离能是失去3d5的1个电子需要的能力,由于3d5为半充满稳定结构,再失去1个电子需要的能量较多,故铁的第四(I4)电离能远大于第三(I3)电离能;
(4)①晶胞中Au原子数目=8×=1,Cu原子数目=6×=3,故化学式为AuCu3或写为Cu3Au;
②晶胞质量m=g,晶胞密度为dg/cm3,则晶胞参数L=cm=×107nm。
【点睛】
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、电负性、配合物、氢键、电离能、晶胞计算等,(4)中计算为易错点、难点,关键是理解晶胞结构,理解晶胞参数与晶胞体积的关系,注意长度单位的变换关系。【解析】1O>S>H共价键、配位键、离子键sp3杂化H2O>HF>NH3金属晶体基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,失去3个电子后核外电子呈半充满稳定状态,因此I4远大于I3AuCu3或Cu3Au×107五、元素或物质推断题(共5题,共15分)19、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+3H2O20、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21、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>H2
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