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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年湘教版选修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7题,共14分)1、下列叙述正确的是A.铬原子的电子排布式:ls22s22p63s23p63d44s2B.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大C.碳原子的电子排布图:D.N、O、F的电负性逐渐增大2、下列说法错误的是A.向含有0.1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1molAgClB.SO2、SO3、BF3、NCl3都是极性分子C.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键D.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中心位置3、有关下列物理性质的说法不正确的是()A.熔点高低:Li>Na>KB.沸点高低:HBr>HCl>HFC.硬度大小:晶体硅>氯化钠>硫D.沸点高低:正丁烷>异丁烷4、下列说法正确的是()A.FeCl3 熔点较低,易升华,易溶于水和乙醇,由此可推测FeCl3 属于分子晶体B.H2O汽化成水蒸气、分解为H2 和O2,都需要破坏共价键C.HBr和HI因为分子间作用力大小不同,因而热稳定性不同D.SiO2 与CO2 都是酸性氧化物,化学性质类似,因此它们的结构类似5、碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中C原子和Si原子的位置是交替的.在下列三种晶体:①金刚石②晶体硅③碳化硅中,它们的熔点由高到低的顺序是A.①②③B.①③②C.③①②D.②①③6、下列有关性质的比较中,不正确的是A.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅B.晶格能:NaBrC.键的极性:N-HD.在水中的溶解度:NH3>CO2>SO2>H27、下列说法正确的是A.金刚石和足球烯是同素异形体,熔化时都只克服共价键B.H2O汽化成水蒸气、分解为H2和O2,都需要破坏共价键C.CCl4和CO2两种分子中,每个原子的最外电子层都具有8电子稳定结构D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)8、短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,Z是地壳中含量最高的元素。下列叙述正确的是A.W的氧化物的水化物一定是强酸B.XW2的结构式为:W=X=WC.WZ3分子中所有原子处于同一平面D.Z与R形成的化合物中只含有离子键9、四硼酸钠的阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。下列说法不正确的是()
A.阴离子中三种元素的第一电离能:O>B>HB.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有sp2和sp3C.配位键存在于4、5原子之间和4、6原子之间D.m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)410、以为原料,采用电解法制备电源TMAH[化学式]是一种高效;绿色工艺技术。原理如图;M、N是离子交换膜。下列说法错误的是。
A.a是电源正极B.M为阴离子交换膜C.中N原子均为杂化D.通过1mol电子时,电解池中可产生16.8L(STP)气体11、肼(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与NH3相似。25℃时,水合肼(N2H4·H2O)的电离常数K1、K2依次为9.55×10-7、1.26×10-15。下列推测或叙述一定错误的是A.N2H4易溶于水和乙醇B.N2H4分子中所有原子处于同一平面C.N2H6Cl2溶液中:2c(N2H)+c(N2H)>c(Cl-)+c(OH-)D.25°C时,反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K=9.55×10712、膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之。它的分子是三角锥形。以下关于PH3的叙述中,正确的是()A.PH3是非极性分子B.PH3分子中有未成键的电子对C.PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱D.PH3分子中的P-H键是非极性键13、近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子),关于这三种晶胞的说法正确的是()
A.晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为12B.晶胞Ⅱ中含有6个钠原子C.晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2ClD.三种晶体均是由NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应所得14、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个评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)15、铝;锌、铁在人类生产和生活中有重要作用;也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:。离子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
16、元素周期表中第ⅦA族包括氟;氯、溴、碘、砹五种元素;统称为卤素。其中代表元素氯富集在海水中,其单质及其化合物在生活、生产中有着广泛地应用。回答下列问题:
(1)基态氯原子能量最高能层上的原子轨道数为______;现代化学中,常用光谱分析来鉴定元素,这与原子的___________有关。
(2)物质的熔点与其结构密切相关。某同学判断某些卤化物的熔点为NaF>NaCl,SiF44。该同学的主要判断依据是___________。
(3)在氢卤酸中,HF是唯一的弱酸,主要原因是__________。
(4)光气()用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。从电子云的重叠角度分析,该分子中含有的共价键类型是_______,C原子的杂化方式为____,分子的空间构型为______。
(5)PtCl2(NH3)2为平面结构;可以形成甲;乙两种固体。其中,一种为淡黄色固体,在水中溶解度小;另一种为棕黄色固体,在水中溶解度大,是癌症治疗的常用化学药物。
①棕黄色固体是图中的___(填“甲”或“乙”),试解释它在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是___。
②Pt原子在三维空间里可按图所示方式堆积形成金属Pt晶体:
该晶胞的堆积方式为____,M原子的配位数为________,若该晶体的密度为ρg·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Pt原子的原子半径为______pm。17、C60的模型如图所示,每个碳原子和相邻的_________个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型,需要代表碳原子的小球_________个,需要代表化学键的连接小球的小棍________根。
18、硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如表所示:。H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸点/℃-60.3444.6-10.045.0337.0337.0
回答下列问题:
(1)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___形。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同其他分子的是__。
(3)图(a)为S8的结构,其硫原子的杂化轨道类型为___。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为___形;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为__。19、(1)某科学工作者通过射线衍射分析推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构可能如图所示,其中配位键和氢键均用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式:__。
②写出图中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来):__。
(2)很多不饱和有机物在Ni的催化作用下可以与H2发生加成反应,如①CH2=CH2、②CHCH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2杂化的分子有__(填序号),推测HCHO分子的立体构型为__形。20、碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物;而且还能形成多种无机化合物如C,同时自身可以形成多种单质如D和E,碳及其化合物的用途广泛。
已知A为离子晶体;B为金属晶体,C为分子晶体。
(1)图中分别代表了五种常见的晶体,分别是:A________,B________,C________,D________,E________。(填名称或化学式)
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,关于两种晶体的比较中正确的是_____。
a.晶体的密度:干冰>冰b.晶体的熔点:干冰>冰。
c.晶体中的空间利用率:干冰>冰d.晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳的两种常见单质,下列叙述正确的有________。
a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化。
b.晶体中共价键的键长:金刚石中C—C<石墨中C—C
c.晶体的熔点:金刚石>石墨。
d.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨。
e.金刚石晶体中只存在共价键;石墨晶体中则存在共价键;金属键和范德华力。
f.金刚石和石墨的熔点都很高;所以金刚石和石墨都是原子晶体。
(4)金刚石晶胞结构如图,一个晶胞中的C原子数目为________。
(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜,金属铜采用面心立方最密堆积,已知Cu单质的晶体密度为ρg/cm3,Cu的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则Cu的原子半径为__________cm。21、2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回答下列问题:
(1)基态钴原子的价电子排布式为____,Mn位于元素周期表的____区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,这四种酸中酸性最强的是___。PO43-的空间构型是___,中心原子的杂化方式是____。
(3)CoO、MnO两种氧化物的熔点由高到低的顺序是___,原因是___。
(4)PH3是____分子(填“极性”或“非极性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是_____
(5)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag.cm-3,则距离最近的两个S2-的距离是___nm。(用含a、M、NA的计算式表示)
22、(1)将等径圆球在二维空间里进行排列;可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第________周期第__________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________。23、(15分)周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,Y基态原子的p电子数比s电子数少1个,Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子,T与Z同主族,W基态原子的M层全充满,N层只有一个电子。回答下列问题:
(1)Y、Z、T中第一电离能最大的是____(填元素符号,下同),原子半径最小的是____。
(2)T的原子结构示意图为____,W基态原子的电子排布式为____。
(3)X和上述其他元素中的一种形成的化合物中,分子呈三角锥形的是____(填化学式);分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是____(填化学式;写一种)。
(4)T与Z形成的化合物中,属于非极性分子的是____(填化学式)。
(5)这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1:1型的配合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子的结构如图所示。该配合物的化学式为____,阳离子中存在的化学键类型有____。
评卷人得分四、结构与性质(共4题,共28分)24、在每个能层中,能级符号的顺序是____________(n代表能层),任意能层总是从____能级开始,而且能级数等于________,第一能层只有____个能级,能级符号____,第二能层有______个能级,能级符号________,第三能层有____个能级,能级符号________,等等,以____排序的各能级可容纳的最多电子数依次是________。25、甲、乙、丙、丁、戊五种元素,其中甲元素原子核外L层上s能级和p能级电子个数相同;乙元素原子3p能级上只有1对成对电子;丙和丁元素原子N层上都只有1个电子,但其中丙元素原子各内层均已充满;而丁元素原子次外层的电子充满在2个能级中;戊元素原子最外层轨道表示式是它的单质常温时为气态。试用化学符号回答以下问题。
(1)甲是________,乙是________,丙是________,丁是________,戊是________。
(2)丙和乙的单质发生化合反应的化学方程式是_______。
(3)丙的硫酸盐溶液跟乙的气态氢化物发生反应的离子方程式是____。
(4)甲和乙元素组成的化合物的化学式是________,用电子式表示该化合物的形成过程_________________。
(5)乙和戊元素的气态氢化物沸点高低关系是________>________。
(6)丙的硫酸盐跟少量氨水反应的离子方程式是_______。
(7)丙元素原子最外层电子排布式是____________。
(8)乙和丁形成的化合物的电子式是____________________。26、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。27、2016年,中科院以立方相的SrTiO3作为模型,合成了单一晶面的六面体SrTiO3和暴露不等同晶面的十八面体SrTiO3。回答下列问题:
(1)钛元素基态原子的简化电子排布式为___________。
(2)TiO的立体构型是___________,中心原子的杂化方式是___________,与TiO互为等电子体的一种由主族元素构成的分子为___________。(填分子式)
(3)向Ti4+的水溶液中加入双氧水,得到产物[Ti(O2)(H2O)4]2+,则产物中含有的化学键类型有___________。
(4)熔融状态的SrTiO3和CaTiO3均可导电,则熔点:SrTiO___________CaTiO3(填“大于或“小于”或“等于”),原因是___________。
(5)单一晶面的六面体SrTiO3的立方晶胞中,每个Ti原子和周围六个O原子形成规则八面体,Ti位于八面体的中心位置(如上图),Sr原子则位于立方体八个顶点位置。则SrTiO3晶体中一个O周围和它最近且距离相等的O有___________个。已知晶胞参数a=3.905nm,列式计算该晶胞的密度:___________g/cm3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数设为NA)评卷人得分五、元素或物质推断题(共5题,共50分)28、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____________。29、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____。30、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________。31、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:____________________。32、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、有机推断题(共2题,共10分)33、有A、B、D、E、F、G六种前四周期的元素,A是宇宙中最丰富的元素,B和D的原子都有1个未成对电子,B+比D少一个电子层,D原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道全充满;E原子的2p轨道中有3个未成对电子,F的最高化合价和最低化合价的代数和为4。R是由B、F两元素形成的离子化合物,其中B+与F2-离子数之比为2∶1。G位于周期表第6纵行且是六种元素中原子序数最大的。请回答下列问题:
(1)D元素的电负性_______F元素的电负性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的价电子排布图_________________________________。
(3)B形成的晶体堆积方式为________,区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行_______实验。
(4)D-的最外层共有______种不同运动状态的电子,有___种能量不同的电子。F2D2广泛用于橡胶工业,各原子均满足八电子稳定结构,F2D2中F原子的杂化类型是___________,F2D2是______分子(填“极性”或“非极性”)。
(5)A与E形成的最简单化合物分子空间构型为_____,在水中溶解度很大。该分子是极性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如图所示,设F2-半径为r1cm,B+半径为r2cm。试计算R晶体的密度为______。(阿伏加德罗常数用NA表示;写表达式,不化简)
34、原子序数依次增大的X;Y、Z、Q、E五种元素中;X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,E元素原子序数为29。
用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)Y在周期表中的位置为__________________。
(2)已知YZ2+与XO2互为等电子体,则1molYZ2+中含有π键数目为___________。
(3)X、Z与氢元素可形成化合物XH2Z,XH2Z分子中X的杂化方式为_________________。
(4)E原子的核外电子排布式为__________;E有可变价态,它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示,该价态的化学式为____________。
(5)氧元素和钠元素能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示(立方体晶胞),晶体的密度为ρg··cm-3,列式计算晶胞的边长为a=______________cm(要求列代数式)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.铬的原子序数为24,电子排布式:ls22s22p63s23p63d54s1,故A错误;
B.Mg的外围电子排布为3s2,s轨道处于全充满状态,第一电离能相对较高,故Na;Mg、Al的第一电离能最大的是Mg,故B错误;
C.2p轨道上的两个电子应分占两个不同的轨道,故C错误;
D.同一周期,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,故N;O、F的电负性逐渐增大,故D正确;
故选D。2、B【分析】【详解】
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl中,只有外界的1个Cl-能与AgNO3发生反应,所以0.1mol该配合物加入足量AgNO3溶液只能生成0.1molAgCl;A正确;
B.SO3、BF3中心原子S;B最外层都没有孤对电子;它们都形成中心对称结构,都是非极性分子,B错误;
C.NH4+中存在1个氮氢配位键,[Cu(NH3)4]2+中存在Cu2+与NH3间的配位键;C正确;
D.H2O是极性分子;分子中O原子的孤对电子对成键电子有排斥作用,所以三个原子不在一条直线上,D正确;
故选B。3、B【分析】【详解】
A.Li;Na、K晶体都是金属晶体;离子半径越小,金属键能越大,则熔点Li>Na>K,A正确;
B.虽然HBr、HCl、HF都能形成分子晶体,相对分子质量依次减小,但由于HF分子间形成氢键,所以沸点HF>HBr>HCl;B不正确;
C.晶体硅;氯化钠、硫分别形成原子晶体、离子晶体、分子晶体;微粒间的作用力依次减小,则硬度大小:晶体硅>氯化钠>硫,C正确;
D.虽然正丁烷与异丁烷都能形成分子晶体;且相对分子质量相同,但正丁烷为直链结构,分子间的距离小,分子间作用力大,所以沸点高低:正丁烷>异丁烷,D正确;
故选B。4、A【分析】【详解】
A.分子晶体的熔沸点较低,易溶于有机溶剂,熔点较低,易升华,易溶于水和乙醇,由此可推测属于分子晶体;故A正确;
B.汽化成水蒸气,破坏分子间作用力和氢键,水分解为和需要破坏共价键,故B错误;
C.氢化物的热稳定性与共价键有关,HBr和HI因为共价键的键能大小不同;因而热稳定性不同,故C错误;
D.与都是酸性氧化物,是原子晶体,是分子晶体;二者结构不同,故D错误。
故选A。
【点睛】
对于分子晶体来说,熔沸点的高低取决于分子间作用力的大小,因为固→液→气时,只改变分子间的距离,而不改变分子内原子间的共价键;氢化物的热稳定性取决于分子内原子间的共价键,键能越大,则分子的热稳定性越强,与分子间的作用力无关。5、B【分析】【详解】
三种物质都是原子晶体;决定它们熔沸点的是共价键,因此可以通过共价键的键能判断,而键能和键长呈反比,键长又等于成键的两原子半径之和,所以可以通过比较C;Si的原子半径得出结论。
键长顺序:所以,熔沸点大小顺序是:金刚石碳化硅晶体硅.
故选:B
【点睛】
本题考查了原子晶体熔沸点规律,原子晶体熔、沸点的高低,取决于共价键的键长和键能,键长越短,键能越大,熔沸点越高,解题时只要能够准确的判断出晶体中共价键的键长就可解答。6、D【分析】【详解】
A.键长越短,共价键越强,硬度越大,键长C−C碳化硅>晶体硅;故A正确;
B.离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,离子半径Br−>Cl−>O2−,离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,所以NaBr
C.非金属性强到弱的是N
D.根据相似相溶原理,SO2为极性分子、CO2为非极性分子,SO2在水中的溶解大于CO2;故D错误;
故选:D。7、C【分析】【分析】
【详解】
A.金刚石和足球烯是同素异形体;金刚石属于原子晶体,熔化时只克服共价键,足球烯属于分子晶体,熔化时克服分子间作用力,故A错误;
B.H2O汽化成水蒸气不破坏共价键,H2O分解为H2和O2需要破坏共价键;故B错误;
C.O2中碳原子最外层有4个电子;形成四对共用电子对,氧最外层6个电子形成2对共用电子,都达8电子的稳定结构;四氯化碳分子中C原子分别与4个Cl原子形成4个共用电子对,使碳;氯原子都满足8电子稳定结构,故C正确;
D.NaHSO4晶体溶于水时,电离出Na+、H+、SO42-;离子键;共价键均破坏,故D错误;
选C。二、多选题(共7题,共14分)8、BC【分析】【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,则该离子为SCN-;则X为C元素,Y为N元素,W为S元素;R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,R为Na;Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素,据此分析解答。
【详解】
A.W为S元素;其氧化物的水化物形成的为硫酸和亚硫酸,亚硫酸为弱酸,故A错误;
B.X为C元素,W为S元素,XW2为CS2,CS2与CO2互为等电子体,互为等电子体的微粒具有相似的结构,CO2的结构式为O=C=O,则CS2的结构式为S=C=S;即:W=X=W,故B正确;
C.W为S元素,Z为O元素,WZ3为SO3,分子中中心原子S原子的价层电子对数=3+=3,S采取sp2杂化;结构为平面三角形,则分子中所有原子处于同一平面,故C正确;
D.Z为O元素,R为Na,Z与R形成的化合物为Na2O或Na2O2,二者均为离子化合物,Na2O中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键;故D错误;
答案选BC。9、AC【分析】【分析】
由图示可以看出该结构可以表示为[H4B4O9]m−,其中B为+3价,O为−2价,H为+1价,根据化合价判断m值求解Xm−的化学式;根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,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,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;阴离子中含配位键,不含离子键,以此来解答。
【详解】
A.H电子轨道排布式为1s1;处于半充满状态,比较稳定,第一电离能为O>H>B,故A错误;
B.2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;故B正确;
C.2号B形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键就是配位键,所以配位键存在4;5原子之间或4、6原子之间,故C错误;
D.观察模型,可知Xm−是[H4B4O9]m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)4;故D正确;
故答案选AC。10、CD【分析】【详解】
A.(CH3)4N+移向右室,HCO3-移向左室;阴离子移向阳极,即a是电源正极,A正确;
B.HCO3-经过M移向左室;M为阴离子交换膜,B正确;
C.中,(CH3)4N+的C、N原子均为杂化,但是,HCO3-中的C原子为杂化;C错误;
D.通过1mol电子时,阴极室H+放电,2H++2e-=H2↑产生H2为0.5mol,阳极室OH-放电,4OH--4e-=2H2O+O2↑,产生O2为0.25mol,同时,溶液中剩下的H+与HCO3-反应还要产生二氧化碳;因此,产生的气体大于0.75mol,体积大于16.8L(STP)气体,D错误。
答案选CD。11、BC【分析】【详解】
A.N2H4是极性分子;且能与水分子和乙醇分子形成氢键,因此其易溶于水和乙醇,故A正确;
B.N2H4分子中N原子采用sp3杂化;为四面体结构,因此所有原子不可能共平面,故B错误;
C.N2H6Cl2溶液中存在电荷守恒:2c(N2H)+c(N2H)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则2c(N2H)+c(N2H)-)+c(OH-);故C错误;
D.反应H++N2H4⇌N2H的平衡常数K==故D正确;
故选:BC。12、BC【分析】【分析】
【详解】
A.该分子为三角锥型结构;正负电荷重心不重合,所以为极性分子,A错误;
B.PH3分子中P原子最外层有5个电子;其中3个电子和3个H原子形成共用电子对,所以该物质中有1个未成键的孤对电子,B正确;
C.氮元素非金属性强于磷元素,PH3中的P-H键的极性比NH3中N-H键的极性弱;C正确;
D.同种非金属元素之间存在非极性键;不同非金属元素之间存在极性键,所以P-H是极性键,D错误;
答案选BC。13、AC【分析】【分析】
根据原子分摊可知,晶胞I中:晶胞中Na原子数目=1+8×=2、Cl原子数目=12×=6,化学式为NaCl3;晶胞II中Na原子数目=2+4×=3、Cl原子数目=8×=1,化学式为Na3Cl;晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl,根据反应条件(NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体)和原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,据此分析解答。
【详解】
A.由图可知;晶胞中12个Cl原子位于面上,所以体心Na原子周围有12个Cl,即钠原子的配位数为12,故A正确;
B.Na有2个位于体内,4个位于棱心,棱心被4个晶胞共用,钠原子个数为2+4×=3;即晶胞Ⅱ中含有3个钠原子,故B错误;
C.晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2,化学式为Na2Cl;故C正确;
D.晶胞I、II、Ⅲ所对应晶体的化学式分别为NaCl3、Na3Cl、Na2Cl,根据原子守恒可知,晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应的产物;晶胞II;III所对应晶体是NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应的产物,故D错误;
答案选AC。14、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。三、填空题(共9题,共18分)15、略
【分析】【详解】
(1)铁为26号元素,基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2,所以Fe2+电子排布式为[Ar]3d6;Zn为30号元素,基态原子能级最高的电子为4s上的2个电子,所有电子云轮廓图形状为球形,故答案为:[Ar]3d6球形;
(2)Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定,不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构,所以Al原子的第一电离能比Mg大,故答案为:Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1;易失去一个电子形成稳定结构;
(3)[Zn(NH3)6]2+中每个N原子形成3个氮氢σ键,与Zn2+形成1个配位键,配位键也属于σ键,所以1mol该离子中σ键为24mol;阴离子为根据价层电子对互斥理论,其中心原子S的价电子对为对,所以中心S为sp3杂化。NH3分子中N原子的电负性强,原子半径小,使得N—H键的极性增强而表现一定的电性,分子之间能够形成氢键,而PH3分子中P半径大,电负性小,则不能形成分子间氢键,只存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力,所以沸点NH3大于PH3,故答案为:24sp3氨分子之间形成分子间氢键;
(4)Sc3+的外围电子排布式为[Ar]3d0、Cr3+的外围电子排布式为[Ar]3d3、Fe2+电子排布式为[Ar]3d6、Zn2+的外围电子排布式为[Ar]3d10;对比四种离子的外围电子排布式可知,其水合离子的颜色与3d轨道上的单电子有关,故答案为:3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态);
(5)Fe能够提供空轨道,而Cl能够提供孤电子对,故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为其中Fe的配位数为4,故答案为:4;
(6)由图示,堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便,选取该六棱柱结构进行计算:六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的铁原子为个,N原子位于六棱柱内部,所以该六棱柱中的氮原子为2个,该结构的质量为该六棱柱的底面为正六边形,边长为xcm,底面的面积为6个边长为xcm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为cm2,高为ycm,所以体积为cm3。所以密度为:故答案为:【解析】[Ar]3d6球型Mg的电子排布式为[Ne]3s2,Al的电子排布式为[Ne]3s23p1,镁的3s处于全满状态,较稳定不易失去一个电子,铝的最外层为3p1,易失去一个电子形成稳定结构24sp3氨分子之间形成分子间氢键3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态)416、略
【分析】【详解】
(1)基态氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;能量最高能层为第3能层,第3能层上的原子轨道数为9;现代化学中,常用光谱分析来鉴定元素,这与原子的核外电子发生跃迁有关,故答案为9;核外电子发生跃迁;
(2)NaF和NaCl属于离子晶体,氟离子半径比氯离子半径小,NaF中的离子键键能比NaCl高,故熔、沸点更高;SiF4和SiCl4是分子晶体,SiF4的相对分子质量小于SiCl4,使得SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低,故答案为NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4;故熔;沸点更低;
(3)HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离,因此HF是弱酸,故答案为HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键;导致HF在水溶液中不易电离;
(4)光气()中含有的共价键有C-Clσ键、C=O中含有σ键和π键,C原子上连接有3个原子,没有孤电子对,杂化方式为sp2,分子的空间构型为平面三角形,故答案为σ键、π键;sp2杂化;平面三角形;
(5)①Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构,两个Cl原子有相邻和相对两种位置,水是极性分子,一种为淡黄色,在水中的溶解度小,则为非极性分子,NH3和Cl分别对称分布在四边形的4个角上,正负电荷重心重合,故淡黄色的为另一种为棕黄色,在水中的溶解度较大,则为极性分子,NH3和Cl在四边形的4个角上的分布是不对称的,即正负电荷重心不重合,故棕黄色的是故答案为甲;甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水;
②根据图示,Pt晶体的晶胞的堆积方式为面心立方,M周围12个原子到M的距离相等且最小,M原子的配位数为12,设Pt原子的原子半径为xcm,则晶胞的边长2xcm,1个晶胞中含有Pt原子数=8×+6×=4,1mol晶胞的质量为4×195g,1mol晶胞的体积为NA(2x)3cm3,则=ρg·cm3,解得x=cm=××1010pm,故答案为面心立方;12;××1010。
点睛:本题考查了物质结构与性质,涉及核外电子排布的规律、晶胞的计算等。本题的难点是晶胞的计算,要清楚面心立方中原子半径与晶胞边长的关系,这是解答的关键。【解析】9核外电子发生跃迁NaF中的离子键键能高于NaCl,故熔、沸点更高,SiF4的分子间作用力小于SiCl4,故熔、沸点更低HF分子间因氢键而形成(HF)n,HF分子与H2O分子间也存在氢键,导致HF在水溶液中不易电离σ键、π键sp2杂化平面三角形甲甲是极性分子,乙是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子甲更易溶于水面心立方1217、略
【分析】【详解】
由图中可以看出,在C60的模型中每一个碳原子和相邻的三个碳原子相结合,从化学式C60可以看出每个C60分子由60个碳原子构成,而每一个小球代表一个碳原子,所以小球的个数应为60个,每个小球与三个小棍连接,而每个小棍都计算两次,故小棍的数目应为:(60×3)/2=90;故答案为3、60、90。【解析】3609018、略
【分析】【分析】
(1)基态S原子电子占据的能级有1s;2s、2p、3s、3p;最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形;
(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3;
(3如图所示;每个硫原子形成两个键,成键对数为2,硫原子核外最外层有2对孤电子对,则硫原子价层电子对数=2+2=4;
(4)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3;且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形;该分子中S−O原子之间存在σ和离域大π键,所以共价键类型2种;该分子中每个S原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型。
【详解】
(1)基态S原子电子占据的能级有1s;2s、2p、3s、3p;最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形;
答案为:哑铃形;
(2)H2S中S原子价层电子对个数=2+=4、SO2中S原子价层电子对个数=2+=3、SO3中S原子价层电子对个数=3+=3,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S;
答案为:H2S;
(3)如图所示,每个硫原子形成两个键,成键对数为2,硫原子核外最外层有2对孤电子对,则硫原子价层电子对数=2+2=4,其硫原子的杂化轨道类型为sp3;
答案为:sp3;
(4)SO3中S原子价层电子对个数=3+=3,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面正三角形;该分子中S−O原子之间存在σ和离域大π键,所以共价键类型2种;该分子中每个S原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断S原子杂化类型为sp3;
答案为:平面正三角形;sp3;【解析】①.哑铃形②.H2S③.sp3④.平面正三角形⑤.sp319、略
【分析】【分析】
(1)①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道;水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,据此书写水合铜离子的结构简式;
(2)根据杂化轨道数判断杂化类型;杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数;根据杂化轨道方式及杂化轨道成键情况判断HCHO立体结构。
【详解】
①铜是29号元素,其原子核外有29个电子,根据构造原理知,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
②CuSO4•5H2O中铜离子含有空轨道,水分子含有孤对电子对,铜离子与水分子之间形成配位键,铜离子配体数为4,水合铜离子的结构简式为故答案为:
(2)①CH2=CH2中每个碳原子成2个C-Hσ键,1个碳碳双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;②CH≡CH中每个碳原子成1个C-Hσ键,1个碳碳三键,三键中含有1个σ键、2个π键,杂化轨道数为1+1=2,所以碳原子采取sp杂化;③苯中每个碳原子成1个C-Hσ键,2个C-Cσ键,同时参与成大π键,杂化轨道数为1+2=3,所以碳原子采取sp2杂化;④HCHO中碳原子成2个C-Hσ键,1个碳氧双键,双键中含有1个σ键、1个π键,杂化轨道数为2+1=3,所以碳原子采取sp2杂化;故①③④采取sp2杂化;HCHO中碳原子采取sp2杂化;杂化轨道为平面正三角形,没有孤对电子对,参与成键的原子不同,所以HCHO为平面三角形,故答案为:①③④;平面三角。
【点睛】
本题的易错点为(2)中苯中C的杂化类型的判断,要注意苯分子中形成的是大π键,其中没有σ键。【解析】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1①③④平面三角20、略
【分析】【分析】
(1)根据图中晶体的结构;结合常见晶体可知,A为氯化钠;B为Na、C为干冰、D为金刚石、E为石墨;
(2)水分子间存在氢键;且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,而受热融化时氢键被破,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积;
(3)a;金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键;构成正四面体,石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构;
b;c、sp2杂化中;s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,作用力更大,破坏化学键需要更大能量;
d;金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键;构成正四面体,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构;
e;金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键;构成正四面体,晶体中只含有共价键;石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键.因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接;
f;石墨为层状结构;层与层之间通过范德华力连接;
(4)由金刚石的晶胞结构可知;晶胞内部有4个C原子,面心上有6个C原子,顶点有8个C原子,根据均摊法计算;
(5)金属铜采用面心立方最密堆积,利用均摊法计算晶胞原子数目,铜原子半径为rcm;可计算晶胞参数,根据m=ρV计算铜原子半径。
【详解】
:
(1)根据图中晶体的结构;结合常见晶体可知,A为氯化钠;B为Na、C为干冰、D为金刚石、E为石墨;
答案为:NaCl;Na;干冰;金刚石;石墨;
(2)a;水分子间存在氢键;且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,密度比水小,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,密度比水大,故a正确;
b、冰融化时氢键被破,干冰分子之间只存在范德华力,融化时破坏范德华力,氢键比范德华力强,故晶体的熔点冰>干冰,故b错误;
c;水分子间存在氢键;且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,晶体中的空间利用率:干冰>冰,故c正确;
d;干冰分子之间只存在范德华力;水分子之间既存在范德华力又存在氢键,晶体中分子间相互作用力类型不相同,故d错误.
答案选:ac;
(3)a、金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体,碳原子的杂化类型为sp3杂化;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化;故a正确;
b、sp2杂化中,s轨道的成分比sp3杂化更多,而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短,更牢固,即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短,故b错误;
c;石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短;作用力更大,破坏化学键需要更大能量,所以晶体的熔点金刚石<石墨,故c错误;
d;金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键;构成正四面体,键角为109°28′,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,键角为120°,故d错误;
e;金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键;构成正四面体,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成正六角形的平面层状结构,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子.这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键.因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质,石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,说明晶体中含有共价键、金属键、范德华力,故e正确;
f;金刚石是原子晶体;石墨为层状结构,层与层之间通过范德华力连接,石墨为混合型晶体,不属于原子晶体,故f错误;
答案选:ae;
(4)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个C原子,面心上有6个C原子,顶点有8个C原子,所以金刚石晶胞中c原子数目为4+6×+8×=8;
答案为:8;
(5)金属铜采用面心立方最密堆积,晶胞内Cu原子数目为8×+6×=4令铜原子的半径为rcm,则晶胞的棱长为:4rcm=rcm,所以解得:r=cm;
答案为:cm
【点睛】
本题考查晶体类型与熔沸点高低判断;晶体结构、对晶胞的理解与计算等;难度较大,对晶胞的计算注意均摊法的利用,需要学生具备空间想象能力,注意基础知识的理解掌握.
【解析】NaClNa干冰金刚石石墨acae8×cm21、略
【分析】【详解】
(1)钴(Co)的核电荷数为27,基态钴原子的价电子排布式为为3d74s2,Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,属于d区,故答案为:3d74s2;d。
(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,偏磷酸的酸性最强,次,亚,正依次减弱,PO43-的中P原子的价层电子对数为4,且不含孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化方式是sp3,故答案为:HPO3;正四面体;sp3。
(3)CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能,熔点:CoO>MnO;故答案为:
CoO>MnO;CoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+);CoO的晶格能大于MnO的晶格能。
(4)PH3分子中磷原子形成了3个σ键,1个孤电子对,其价层电子对的总数是4,空间结构为三角锥形,是极性分子,NH3能与水分子形成氢键,所以在水中的溶解性NH3大于PH3,故答案为:极性;NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小。
(5)由晶胞结构可知,X原子个数为:Y原子个数为:8,所以X为S2-,Y为Li+,设晶胞的边长为bcm,cm,距离最近的两个S2-的是面对角线的一般,面对角线为则距离最近的两个S2-的距离为nm,故答案为:【解析】3d74s2dHPO3正四面体sp3CoO>MnOCoO和MnO都属于离子晶体,离子半径:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能极性NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小22、略
【分析】【分析】
密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,每一层中,一个原子与周围三个原子相互接触,据此分析;根据配位数为中心原子直接接触的原子的个数分析;金属原子周围直接接触的原子数目有六个,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,据此分析;根据钋元素是氧族元素解答。
【详解】
(1)密置层的排列最紧密;靠的最近,空隙最少,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A中的排布不是最紧密,A属于非密置层,一个中心圆球周围有四个圆球,配位数是4;B中排布是最紧密的结构,B属于密置层,一个中心圆球周围有六个圆球,配位数是6;答案:非密置;4;密置;6。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积;得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子周围直接接触的原子数目有六个,金属原子的配位数是6,每个晶胞有8个原子,一个原子被8个晶胞所共有,平均每个晶胞所占有的原子数目是8×1/8=1;答案:6;1。
(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第六周期ⅥA族,元素符号是Po,最外层电子排布式是6s26p4。答案:六;ⅥA;Po;6s26p4。【解析】非密置4密置661六ⅥAPo6s26p423、略
【分析】试题分析:周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,则X是氢元素。Y基态原子的p电子数比s电子数少1个,则Y应该是氮元素。Z基态原子的价电子层中有2个未成对电子,所以Z是氧元素。T与Z同主族,则T是S元素。W基态原子的M层全充满,N层只有一个电子,则W是Cu元素。
(1)非金属性越强;第一电离能越大。但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则氮元素的第一电离能大于氧元素的。同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径最小的是O。
(2)S的原子序数是16,原子结构示意图为根据核外电子排布规律可知W基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1。
(3)X和上述其他元素中的一种形成的化合物中,分子呈三角锥形的是NH3。分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是H2O2或N2H4。
(4)T与Z形成的化合物中,SO2是V形结构,三氧化硫是平面三角形,则属于非极性分子的是SO3。
(5)这5种元素形成的一种阴阳离子个数比为1:1型的配合物中,阴离子呈四面体结构,则为硫酸根。阳离子的结构如右图所示,即为氨气和铜离子形成的配位健,则该配合物的化学式为[Cu(NH3)4]SO4;阳离子中存在的化学键类型有配位健及氮元素与氢原子之间的共价键。
考点:考查元素推断、第一电离能、空间构型、原子半径、化学键、核外电子排布等【解析】(1)NO(各1分)(2)(1分)[Ar]3d104s1(2分)
(3)NH3(2分)H2O2或N2H4(2分)(4)SO3(2分)
(5)[Cu(NH3)4]SO4(2分)共价键、配位键(2分)四、结构与性质(共4题,共28分)24、略
【分析】【分析】
每个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nf(n代表能层);任意能层总是从s能级开始;而且能级数等于能层序数;s;p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次是1、3、5、7的两倍。
【详解】
在每个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nf(n代表能层);任意能层总是从s能级开始,而且能级数等于能层序数,第一能层只有1个能级,能级符号1s,第二能层有2个能级,能级符号2s;2p,第三能层有3个能级,能级符号3s、3p、3d,等等,以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次是2、6、10、14。
【点睛】
本题考查能层与能级的关系,各能层电子的排布及能级可容纳的最多电子数的判断是解题的关系,注意基础知识的积累。【解析】①.ns、np、nd、nf②.s③.能层序数④.1⑤.1s⑥.2⑦.2s、2p⑧.3⑨.3s、3p、3d⑩.s、p、d、f⑪.2、6、10、1425、略
【分析】【分析】
根据题干信息,甲、乙、丙、丁、戊五种元素,其中甲元素原子核外L层上s能级和p能级电子个数相同,其核外电子排布式为1s22s22p2,则甲元素为C元素。乙元素原子3p能级上只有1对成对电子,则乙为S元素。丙和丁元素原子N层上都只有1个电子,但其中丙元素原子各内层均已充满,而丁元素原子次外层的电子充满在2个能级中,丙和丁的核外电子排布分别为1s22s22p63s23p63d104s1和1s22s22p63s23p64s1,则丙为Cu元素,丁为K元素。戊元素原子最外层电子排布图是它的单质常温时为气态,则戊为O元素,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据上述分析可知;甲是C,乙是S,丙是Cu,丁是K,戊是O;
(2)丙和乙的单质分别为Cu和S,两者发生化合反应生成Cu2S,反应方程式为:2Cu+SCu2S;
(3)丙的硫酸盐为CuSO4,乙的气态氢化物为H2S,两者反应生成CuS,反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
(4)C和S组成的化合物为CS2,C和S形成共用电子对,用电子式表示该化合物的形成过程为:
(5)乙和戊的气态氢化物为H2S和H2O,由于H2O分子间存在氢键,故沸点H2O>H2S;
(6)丙的硫酸盐为CuSO4,与少量氨水反应生成氢氧化铜的沉淀,其离子反应方程式为:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+;
(7)丙为Cu元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则其外围电子排布式为3d104s1;
(8)S和K形成的化合物为K2S,为离子化合物,其电子式为:【解析】CSCuKO2Cu+SCu2SCu2++H2S=CuS↓+2H+CS2H2OH2SCu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+3d104s126、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27、略
【分析】【分析】
(1)
Ti原子序数为22,其核外电子排布式为:[Ar]3d24S2,故答案为:[Ar]3d24S2;
(2)
TiO中价层电子对个数为3,,立体构型是平面三角形,杂化方式为sp2杂化;TiO价电子数为24,与SO3互为等电
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