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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年粤教版选修3化学上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、金晶体是面心立方最密堆积,已知立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌,金原子半径为rcm,则金晶体的空间利用率为A.B.C.D.2、下列有关说法不正确的是A.可表示单核10电子粒子基态时的电子排布B.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱C.同一原子能层越高,s电子云的半径越大D.N、O、F电负性逐渐增大3、分子的空间构型是三角锥形,而甲烷分子的空间构型是正四面体形,这是因为A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,中N原子为杂化,而中C原子为杂化B.分子中N原子形成三个杂化轨道,分子中C原子形成4个杂化轨道C.分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强,分子中无孤电子对D.是极性分子而是非极性分子4、通常情况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是()A.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构B.NCl3分子的价电子对数为4,其分子的立体构型为正四面体形C.NCl3分子是非极性分子D.NCl3分子中N、Cl原子均以sp3杂化轨道参与成键5、下列说法错误的是()A.金属镁晶体中,1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用B.石墨晶体中既有共价键,又有范德华力,是一种混合键型晶体C.液晶具有一定程度晶体的各向异性和液体的流动性D.可用X射线衍射法判断固体物质是否为晶体6、氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源;必须解决好安全有效地储存氢气的问题。化学家研究出利用合金储存氢气的方法,其中镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢材料,这种合金的晶体结构已经测定,其基本结构单元如图所示,则该合金的化学式可表示为()
A.LaNi5B.LaNiC.La4Ni24D.La7Ni127、下列各组物质熔点高低的比较,正确的是()A.晶体硅>金刚石>碳化硅B.C.D.评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、某离子晶体晶胞结构如图所示;x位于立方体的顶点,Y位于立方体中心。试分析:
(1)晶体中每个Y同时吸引着___个X,每个x同时吸引着__个Y,该晶体的化学式为___;
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有___个;
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为__。
(4)下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH39、已知:①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O+⑥NH4+⑦BF3⑧SO2。请回答下列问题:
(1)中心原子没有孤电子对的是__________(填序号;下同)。
(2)立体构型为直线形的是__________;立体构型为平面三角形的是__________。
(3)立体构型为V形的是__________。
(4)立体构型为三角锥形的是__________;立体构型为正四面体形的是__________。10、由徐光宪院士发起,院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了,全书形象生动地诉说了BF3、TiO2、CH3COOH、CO2、NO、二茂铁、NH3、HCN、H2S、O3;异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星。
(1)写出Fe2+的核外电子排布式________________________________。
(2)下列说法正确的是________。
a.H2S、O3分子都是直线形。
b.BF3和NH3均为三角锥形。
c.CO2;HCN分子的结构式分别是O=C=O、H—C≡N
d.CH3COOH分子中碳原子的杂化方式有:sp2、sp3
(3)TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体结构如图,白球表示________原子。
(4)乙酸()熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(含一个环状结构),请画出该二聚体的结构:_________________________________________。11、决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题:
(1)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是_______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______________。
(2)已知元素M是组成物质的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能,用符号至表示)如表所示:。电离能589.81145.44912.464918153
元素M化合态常见化合价是_________价,其基态原子电子排布式为_______
(3)的中心原子的杂化方式为__________,键角为____________
(4)中非金属元素电负性由大到小的顺序为_____________
(5)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________
A.第一电离能:B.共价键的极性:
C.晶格能:D.热稳定性:
(6)如图是晶胞,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由________个原子构成。已知晶胞参数为则其晶胞密度为________
12、(1)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相似,其中B原子的杂化方式为__________,微粒间存在的作用力是__________。
(2)用“>”;“<”或“=”填写下列空格:
①沸点:H2S_______H2O②酸性:H2SO4_______H2SeO4
③原子的核外电子排布中,未成对电子数:24Cr_______25Mn
④A、B元素的电子构型分别为ns2np3、ns2np4,第一电离能:A________B
(3)SiO2晶体结构片断如下图所示。SiO2晶体中:
Si原子数目和Si-O键数目的比例为_____________。
通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。化学键Si-OSi-SiO=O键能/KJ·mol-1460176498
Si(s)+O2(g)SiO2(s),该反应的反应热△H=___________13、(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____。
评卷人得分三、原理综合题(共5题,共10分)14、Cu;Fe、Se、Co、Si常用于化工材料的合成。请回答下列问题:
(1)铁离子(Fe3+)最外层电子排布式为______,其核外共有______种不同运动状态的电子。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是____________________________________。
(2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则三种元素的电负性从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)Na3[Co(NO2)6]常用作检验K+的试剂,在[Co(NO2)6]3-中存在的化学键有____、_____。
(4)C与N能形成一种有毒离子CN-,能结合Fe3+形成配合物,写出一个与该离子互为等电子体的极性分子的分子式_____,HCN分子的空间构型为____________。
(5)单晶硅的结构与金刚石的结构相似;若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子间不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构。
在SiC晶体中,C原子的杂化方式为_________,每个Si原子被_______个最小环所共有。
(6)已知Cu的晶胞结构如图,棱长为acm,又知Cu的密度为pg/cm3,则用a、p的代数式表示阿伏伽德罗常数为____mol-1。
15、[2016·新课标I]锗(Ge)是典型的半导体元素;在电子;材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______________,有__________个未成对电子。
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是______________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因______________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃−49.526146沸点/℃83.1186约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________________________。
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为_______________,微粒之间存在的作用力是_______________。
(6)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,);C为(0)。则D原子的坐标参数为_______________。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为_____g·cm−3(列出计算式即可)。16、高纯硅晶体是信息技术的重要材料。
(1)在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是______(填字母)。
A.过渡元素区域B.金属和非金属元素的分界线附近。
(2)工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知:
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式____________________。
(3)某同学设计下列流程制备高纯硅:
①Y的化学式为______。
②写出反应Ⅰ的离子方程式______________。
③写出反应Ⅳ的化学方程式______________。
④步骤Ⅵ中硅烷(SiH4)分解生成高纯硅,已知甲烷分解的温度远远高于硅烷,用原子结构解释其原因是______________。
(4)将粗硅转化成三氯硅烷(SiHCl3);进一步反应也可以制得粗硅。其反应:
SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g),不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示。下列说法正确的是______________(填字母)。
A.该反应是放热反应。
B.横坐标表示的投料比应该是
C.该反应的平衡常数随温度升高而增大。
D.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,可以适当增大压强17、研究发现;铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大,但摄入过多也会导致甲状腺肿大,因此补充人体所需的元素时也要适可而止。试回答下列问题:
(1)Fe也是人体需要补充的元素之一,试写出Fe2+的核外电子排布式:__。
(2)与Al同一周期的Na、Mg元素也是人体所需元素,Na、Mg、Al基态原子第一电离能的大小关系是__。
(3)氯化铝的熔点是194℃,氧化铝的熔点是2054℃,但是工业上不能用电解熔融氯化铝的方法获取铝单质,这是因为__。
(4)F与I是同一主族的元素,BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为__、__,BeF2分子的立体构型是___,H2O分子的立体构型是__。
(5)I2晶体的晶胞结构如图所示,该晶胞中含有__个I2分子,设该晶胞的晶胞参数为acm,则I2的密度是__g·cm-3。
18、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、实验题(共1题,共10分)19、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、计算题(共4题,共32分)20、(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_______。21、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)22、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)。_______23、NaCl是重要的化工原料。回答下列问题。
(1)元素Na的焰色反应呈_______色。价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,但其熔点比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Cl2反应;可以形成一种晶体,其立方晶胞如图所示(大球为Cl,小球为Na)。
①若A的原子坐标为(0,0,0),B的原子坐标为(0,),则C的原子坐标为_______。
②晶体中,Cl构成的多面体包含______个三角形的面,与Cl紧邻的Na个数为_______。
③已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________g·cm-3(列出计算式)。评卷人得分六、结构与性质(共4题,共8分)24、硼;硅、硒等元素及其化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为_______;SeO2常温下为白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体为________晶体。
(2)在硼、硅、硒的气态氢化物中,其立体构型为正四面体的是_______(填化学式),在硅的氢化物中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性大小为Se_____Si(填“>”或“<”)。
(3)在周期表的第二周期中,第一电离能介于硼元素和氮元素之间的元素有_____种。
(4)硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,BF3·NH3中B与N之间形成______键;NH3中N原子的杂化轨道类型为______,写出与NH3等电子体的一种离子符号________。
(5)金刚砂(SiC)的摩氏硬度为9.5,其晶胞结构如图所示。在SiC中,每个Si原子周围距离最近的Si原子数目为________;若金刚砂的密度为ρg·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中碳原子与硅原子的最近距离为________pm。(用含ρ和NA的式子表示)
25、(一)Na;Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素.
(1)Na位于元素周期表第__周期第__族;S的基态原子核外有__个未成对电子;
Si的基态原子核外电子排布式为__.
(2)用“>”或“<”填空:
。第一电离能离子半径熔点酸性Si______SO2-______Na+NaCl______SiH2SO4__________HClO4
(3)ClO2常用于水的净化,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目___
(二).某元素的原子序数为33;请回答:
(1)该元素原子核外有_______个电子层,______个能级,______个原子轨道。
(2)它的最外层电子排布式为____________,它的电子排布式为________,轨道表示式为_______________。26、含族的磷、砷()等元素的化合物在科学研究和工业生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)下列状态的磷中,电离最外层一个电子所需能量最小的是__________(填标号)。
A.B.C.D.
(2)常温下是一种白色晶体,由两种微粒构成。将其加热至148℃熔化,形成一种能导电的熔体。已知两种微粒分别与互为等电子体,则为________,其中心原子杂化轨道类型为________,为________。
(3)的分别为根据结构与性质的关系解释远大于的原因______________。
(4)的空间构型为_____________。
(5)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管()照明,是节能减排的有效举措。已知砷化镓的晶胞结构如图所示,晶胞参数
①砷化镓的化学式为__________,镓原子的配位数为__________。
②砷化镓的晶胞密度__________(列式并计算,精确到小数点后两位),如图是沿立方格子对角面取得的截图,位置原子与位置原子的核间距x=________
27、以氮化镓(GaN);砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点;如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能即为10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措。请回答下列问题:
(1)基态镓原子的价电子排布式为___。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为__和+3。砷的电负性比镓__(填“大”或“小”)。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高,分析其变化原因:__。镓的卤化物GaCl3GaBr3GaI3熔点/℃77.75122.3211.5沸点/℃201.2279346
GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是__。
(4)①砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的,该反应在700℃进行,反应的方程式为:___。
②反应物AsH3分子的几何构型为__,(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为__。
(5)砷化镓熔点为1238℃,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为a=565pm,As的配位数为__,晶体的密度为__(设NA为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可)g·cm-3。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【分析】
面心立方最密堆积原子在晶胞中的位置关系如图。
【详解】
金晶体为面心立方最密堆积,则晶胞面对角线为金原子半径的4倍,金原子半径为rcm,则晶胞的边长为4r=rcm,每个金晶胞中含有4个原子,则金原子总体积为金晶胞体积为故空间利用率为
故选B。
【点睛】
本题考查晶胞结构与计算,解题关键是明确原子在晶胞中的位置,理解原子半径与晶胞棱长的关系,需要学生具有一定的数学计算能力。2、B【分析】【分析】
基态电子排布遵循能量最低原理;洪特规则、泡利原理;电子不发生跃迁;原子光谱是原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列光所组成的光谱;同一能级,能层序数越大,轨道的能量越高,轨道的半径也越大;电负性是指原子对于电子的吸引能力,由元素周期律知,同一周期,从左至右,电负性增大。
【详解】
A.单核10电子粒子基态时;遵循能量最低原理,每个轨道排布2个电子,自旋方向相反,故A正确;
B.原子光谱是原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列光所组成的光谱;所以电子在激发态跃迁到基态;基态跃迁到激发态时均会产生原子光谱,故B错误;
C.s电子云均为球形;能层序数越大,轨道的能量越高,轨道的半径也越大,故C正确;
D.由元素周期律知;同一周期,从左至右,电负性增大,N;O、F从左至右排列,故D正确;
答案选B。
【点睛】
电子的排布遵循三原则:能量最低原理、洪特规则、泡利原理;电子由激发态跃迁到基态是发射光谱,由基态到激发态是吸收光谱。3、C【分析】【详解】
NH3中N原子形成3个键,并含有一对未成键的孤电子对,杂化轨道数为4,采取杂化,孤电子对对成键电子的排斥作用较强,之间的键角小于故NH3分子的空间构型是三角锥形;CH4分子中C原子采取杂化,杂化轨道全部用于成键,碳原子连接4个相同的原子,C-H之间的键角相等,为所以CH4分子为正四面体形,C项正确。4、A【分析】【分析】
【详解】
A.NCl3中N原子最外层电子数+化合价的绝对值=5+3=8,所以N原子达到8电子稳定结构;NCl3中C1原子最外层电子数+化合价的绝对值=7+1=8,所以Cl原子达到8电子稳定结构,故A正确;B.NCl3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化杂化,所以NCl3分子空间构型是三角锥形,故B错误;C.NCl3的分子空间构型与氨分子相似,都是三角锥形结构,氨分子是极性分子,所以NCl3分子也是极性分子,故C错误;D.NCl3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化杂化,Cl原子形成的化学键不属于杂化轨道,故D错误;故选A。5、A【分析】【分析】
【详解】
A.金属晶体中有“电子气”;金属晶体中的“电子气”属于整个晶体,故A错误;
B.石墨晶体是层状结构;层内碳原子之间存在共价键,层与层之间有范德华力,是一种混合键型晶体,故B正确;
C.液晶具有液体和晶体的共同特性;即液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性,故C正确;
D.晶体和非晶态在X射线衍射中的信号大不相同;晶体都有尖锐的衍射峰,而非晶态没有衍射峰,故用X射线衍射可以区别晶体和非晶态,故D正确;
故选A。6、A【分析】【详解】
镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢材料,根据其基本结构单元示意图可知,该结构单元中含La和Ni的原子数分别为12+2=3、18+6=15,则该合金的化学式可表示为LaNi5,故选A。7、C【分析】【详解】
A.晶体硅;金刚石、碳化硅都是原子晶体;因键长C-C<C-Si<Si-Si,原子晶体中半径越小,共价键越强,熔点越大,则熔点为金刚石>碳化硅>晶体硅,A错误;
B.这几种都是离子晶体,阴离子相同,离子半径Cs+>K+>Na+;晶格能CsCl<KCl<NaCl,物质的晶格能越大,熔沸点越高,所以晶体熔点CsCl<KCl<NaCl,B错误;
C.二氧化硅是原子晶体,原子间通过共价键结合,二氧化碳是分子晶体,CO2分子之间通过分子间作用力结合,He是分子晶体,He分子之间通过分子间作用力结合,二氧化碳相对分子质量大于He,分子间作用力越大,物质的熔沸点越高,化学键比分子间作用力大很多,所以晶体熔点SiO2>CO2>He;C正确;
D.Cl2、Br2、I2都是分子晶体,物质的分子的相对分子质量越大,分子间作用力就越强,物质的熔沸点就越高,由于相对分子质量I2>Br2>Cl2,所以这三种物质熔点高低顺序是I2>Br2>Cl2;D错误;
故合理选项是C。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【分析】
⑴晶体中以中心的Y分析Y同时吸引X的个数;再以顶点的X分析X同时吸引Y的个数,计算晶体中有X和Y个数。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化。
【详解】
⑴晶体中以中心的Y分析,每个Y同时吸引着4个X,以顶点的X分析,每个X同时吸引着8个Y,该晶体中有X为个,Y为1个,因此化学式为XY2;故答案为:4;8;XY2。
⑵晶体中以顶点X分析;X与面对角线的X来分析,每个面有4个,共3个面,因此在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有12个;故答案为:12。
⑶晶体中X与Y形成正四面体结构;因此距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为109°28′;故答案为:109°28′。
⑷A.中苯环上的碳价层电子对数为3,是sp2杂化,故A不符合题意;B.CH4中碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故B不符合题意;C.CH2=CHCH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为3,是sp2杂化,故C不符合题意;D.CH3CH2C≡CH中第3个和第4个碳原子价层电子对数为2,是sp杂化,第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故D符合题意;E.CH3CH3中第1个和第2个碳原子价层电子对数为4,是sp3杂化,故E符合题意;综上所述,答案为D。【解析】①.4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D9、略
【分析】【分析】
①CS2中心C原子的价电子对数为2;发生sp杂化;
②PCl3中心P原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
③H2S中心S原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
④CH2O中心C原子的价电子对数为3,发生sp2杂化;
⑤H3O+中心O原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
⑥NH4+中心N原子的价电子对数为4,发生sp3杂化;
⑦BF3中心B原子的价电子对数为3,发生sp2杂化;
⑧SO2中心S原子的价电子对数为3,发生sp2杂化。
【详解】
(1)中心原子的价电子对数等于形成共价键的原子个数;则中心原子没有孤电子对。由以上分析可知,中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦。答案为:①④⑥⑦;
(2)中心原子的价电子对数等于2;立体构型为直线形。由此可知,立体构型为直线形的是①;中心原子的价电子对数等于3,且与3个其它原子形成共价键,立体构型为平面三角形。由此可知,立体构型为平面三角形的是④⑦。答案为:①;④⑦;
(3)中心原子的价电子对数等于4;与其它2个原子形成共价键,其立体构型为V形。由此可知,立体构型为V形的是③⑧。答案为:③⑧;
(4)中心原子的价电子对数等于4;与其它3个原子形成共价键,立体构型为三角锥形,由此可知,立体构型为三角锥形的是②⑤;中心原子的价电子对数等于4,与其它4个原子形成共价键,立体构型为正四面体形。由此可知,立体构型为正四面体形的是⑥。答案为:②⑤;⑥。
【点睛】
不管分子构型如何,对于由两种元素组成的微粒,只要价层电子对全部用于形成共价键,则微粒结构对称。【解析】①.①④⑥⑦②.①③.④⑦④.③⑧⑤.②⑤⑥.⑥10、略
【分析】【详解】
(1)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去2个电子变为Fe2+,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
故答案为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(2)a.H2S、O3分子都是V形;a项错误;
b.BF3为平面三角形,NH3均为三角锥形,b项错误;
c.CO2;HCN分子的结构式分别是:O=C=O、H−C≡N;c项正确;
d.CH3COOH分子中甲基(-CH3)中原子形成4个单键,杂化轨道数目为4,采用的是sp3杂化;羧基(-COOH)中碳原子形成3个σ键,杂化轨道数目为3,采用的是sp2杂化;d项正确;
故答案为cd
(3)白球个数=黑球个数=所以白球和黑球个数比为2:1,根据二氧化硅的化学式知,白球表示氧原子.
故答案为氧(O)
(4)二个乙酸分子间中,羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键,所以该二聚体的结构为
故答案为
【点睛】
晶胞中原子个数计算:晶胞面上8个顶点每个算每条棱上每个点算面上每个算
内部每个算1。【解析】1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6cd氧(O)11、略
【分析】【分析】
(1)基态K原子共有4给电子层,最高能层位N;价层电子排布式为4s1;
(2)M的第三电离能远远大于第二电离能;该元素最外层有2个电子;
(3)根据价层电子互斥理论确定杂化方式及空间构型;
(4)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P;O、F;同周期主族元素自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小;
(5)A.同周期元素的第一电离能有增大的趋势;价层电子处于充满或半充满状态时,第一电离能大于其后元素的;
B.键合原子的电子亲合能或电负性的差值越大;极性越大;
C.离子半径越小;键长越短,晶格能越大;
D.金属阳离子的半径越小;其碳酸盐的热稳定性越弱;
(6)构成二氧化硅晶体结构的最小环是六元环,根据密度公式计算晶体密度。
【详解】
(1)基态K原子共有4给电子层,最高能层位N;价层电子排布式为4s1;该能层电子云轮廓为球形,故答案为:N;球形;
(2)M的第三电离能远远大于第二电离能,说明该元素失去2个电子时为稳定结构,则该元素最外层有2个电子,则M为Ca,元素M化合态常见化合价是+2,其基态原子电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2,故答案为:+2;1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2;
(3)的中心原子P的孤电子对数为:1/2(a-xb)=1/2(5+3-2×4)=0,价层电子对数为:4+0=4,P原子杂化方式为sp3杂化,空间构型为正四面体,键角为109°28′,故答案为:sp3;109°28′;
(4)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P、O、F,同周期主族元素自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,所以电负性:F>O>P,故答案为:F>O>P;
(5)A.同周期元素的第一电离能有增大的趋势;价层电子处于全充满或半充满状态时,第一电离能大于其后元素的第一电离能,则Cl>P>S>Si,A错误;
B.键合原子的电子亲合能或电负性的差值越大,极性越大,则共价键的极性:HF>HCl>HBr>HI;B正确;
C.离子半径越小,键长越短,晶格能越大,则晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI;C正确;
D.金属阳离子的半径越小,其碳酸盐的热稳定性越弱,则热稳定性:BaCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3;D错误;故答案为:BC。
(6)构成二氧化硅晶体结构的最小环是六元环,其中有6个Si原子和6个O原子,所以构成二氧化硅晶体结构的最小环是由12个原子构成;1个晶胞中含有Si原子的数目为:8×1/8+6×1/2+4=8,含有O原子的数目为:16,则根据公式:其晶胞的密度为:
故答案为:12;
【点睛】
中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb);中心原子的价层电子对数=孤电子对数+键。中心原子的价层电子对数=2,为sp杂化;中心原子的价层电子对数=3,为sp2杂化;中心原子的价层电子对数=4,为sp3杂化。【解析】N球形+21s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2sp3109°28′F>O>PBC1212、略
【分析】【详解】
(1)BN的硬度较大,所以BN是原子晶体,根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp3,原子晶体中只含有共价键,故答案为sp3;共价键;
(2)①水分子间能够形成氢键,沸点:H2S<H2O;②非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,酸性:H2SO4>H2SeO4;③24Cr核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数为6,25Mn核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s2,未成对电子数为5,所以未成对电子数:24Cr>25Mn;④元素的电子构型为ns2np3,为第ⅤA族,电子排布为半满状态,较稳定,不易失去电子,所以第一电离能较大,B元素的电子构型为ns2np4;为第ⅥA族,所以第一电离能:A>B;故答案为<;>;>;>;
(3)二氧化硅晶体中每个Si原子形成4个Si-O键,1mol二氧化硅晶体中含有4molSi-O键,则SiO2晶体中Si和Si-O键的比例为1:4;
因晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体,向空间延伸的立体网状结构,每Si原子与周围的4个Si原子形成4个Si-Si键,每个Si-Si键为1个Si原子提供个Si-Si键,所以1mol晶体硅中含有1mol×4×=2molSi-Si键;
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能,所以Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中;△H=176kJ/mol×2mol+498kJ/mol-460kJ/mol×4=-990kJ/mol,故答案为1:4;-990kJ/mol。
点睛:本题考查氢键、元素周期律、电子排布式、第一电离能,键能与反应热的关系等。本题的易错点是(3)中反应热的计算,确定1mol晶体硅中Si-Si键、1mol二氧化硅晶体中Si-O键的物质的量是解题关键。【解析】sp3共价键<>>>1∶4-990kJ/mol13、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)三、原理综合题(共5题,共10分)14、略
【分析】【详解】
(1)Fe为26号元素,Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5,最外层电子排布式为3s23p63d5;其核外共有2种不同运动状态的电子;Fe3+的电子排布为[Ar]3d5,3d轨道为半充满状态,比Fe2+电子排布[Ar]3d6更稳定;(2)As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大,元素的非金属性逐渐增强,电负性逐渐增强,所以3种元素的电负性从大到小顺序为Br>Se>As;(3)Na3[Co(NO2)6]常用作检验K+的试剂,在[Co(NO2)6]3-中存在的化学键有共价键、配位键;(4)等电子体是指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或基团,与CN-互为等电子体的极性分子有CO;HCN分子中心原子碳原子为sp杂化,分子的空间构型为直线型;(5)SiC中C与Si形成4个σ键,为sp3杂化;以1个Si为标准计算,1个Si通过O连接4个Si,这4个Si又分别通过O连有其他3个Si,故每个Si被4×3=12个最小环所共有;(6)已知Cu的晶胞结构如图,为面心立方,每个晶胞含有Cu个数为8×+6×=4,棱长为acm,则晶胞的体积V=a3cm3,又知Cu的密度为pg/cm3,则pg/cm3=故NA=【解析】3s23p63d523Fe3+的电子排布为[Ar]3d5,3d轨道为半充满状态,比Fe2+电子排布[Ar]3d6更稳定Br>Se>As共价键配位键CO直线形sp312256/a3p15、略
【分析】【详解】
(1)Ge是32号元素,与碳元素是同一主族的元素,在元素周期表中位于第四周期IVA族;基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2;在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上,所以基态Ge原子有2个未成对的电子,故答案为3d104s24p2;2;
(2)Ge与C是同族元素;C原子原子半径较小,原子之间可以形成双键;三键;但Ge原子之间难以形成双键或三键,从原子结构角度看,这是由于锗的原子半径大,原子之间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键,故答案为Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p−p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键;
(3)锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体,分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。由于相对分子质量:GeCl4<GeBr4<GeI4,所以它们的熔沸点由低到高的顺序是:GeCl4<GeBr4<GeI4,故答案为GeCl4、GeBr4、GeI4的熔;沸点依次增高。原因是分子结构相似;分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强;
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强,其吸引电子的能力就越强,元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是:O>Ge>Zn,所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O>Ge>Zn,故答案为O>Ge>Zn;
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道形成的sp3杂化;由于是同一元素的原子通过共用电子对结合,所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键),故答案为sp3;共价键;
(6)①根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的1/4处,所以其坐标是(),故答案为();
②根据晶胞结构可知,在晶胞中含有的Ge原子数是8×1/8+6×1/2+4=8,所以晶胞的密度=g·cm-3,故答案为×107。【解析】3d104s24p22Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p−p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强O>Ge>Znsp3共价键()×10716、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)在周期表的金属与非金属的分界处可找到半导体材料;所以答案选B;
(2)根据图像可知Si与氧气反应生成二氧化硅的热化学方程式及C与氧气反应生成CO气体的热化学方程式,根据盖斯定律,后者减去前者,则可得到C还原二氧化硅的热化学方程式是SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4kJ/mol;
(3)①砂粒中的二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,所以X是硅酸钠,硅酸钠与硫酸反应生成硅酸沉淀,则Y的化学式是H2SiO3或H4SiO4;
②反应Ⅰ的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
③反应Ⅳ为二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,根据元素守恒,则产物中有MgO生成,化学方程式为SiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO;
④甲烷中C原子的半径比Si原子半径小,所以C-H键键长比Si-H键键长短,则键能大于Si-H键,所以甲烷的分解温度高于SiH4;
(4)A、根据图像当投料比一定时,增大温度,SiHCl3的平衡转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正向为吸热反应,错误;B、投料比增大,SiHCl3的平衡转化率增大,只有增大氢气的物质的量时,SiHCl3的平衡转化率才会增大,所以横坐标表示的投料比应该是氢气与SiHCl3的浓度之比,正确;C、因为该反应是吸热反应,所以平衡常数随温度升高而增大,正确;D、若增大压强,则平衡逆向移动,SiHCl3的转化率降低;错误,答案选BC。
考点:考查化学反应与能量的关系,化学平衡移动的判断与应用【解析】BSiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)ΔH=+638.4kJ/molH2SiO3或H4SiO4SiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO周期表中,硅和碳属于同主族,原子半径Si大于C,硅元素的非金属性弱于碳元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷BC17、略
【分析】【分析】
(1).铁元素为26号元素,失去2电子后形成Fe2+;
(2).同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势;但第IIA族;第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,Na、Mg、Al属于同一周期元素;
(3).氯化铝的熔点是194℃;熔点较低,是分子晶体,熔融状态下不存在离子,不能导电;
(4).算出BeF2与H2O的价层电子对数;结合孤对电子,得出杂化类型和空间构型;
(5).根据均摊法,I2分子分布在顶点和面心;根据来分析解答。
【详解】
(1).铁元素为26号元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,失去2电子后形成Fe2+,故Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6,故答案为:1s22s22p63s23p63d6;
(2).同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,故Na、Mg、Al基态原子第一电离能的大小关系是Na<Al<Mg;故答案为::Na<Al<Mg;
(3).氯化铝的熔点是194℃;熔点较低,是分子晶体,熔融状态下不存在离子,不能导电,故不能用电解其来制备单质,故答案为:氯化铝是分子晶体,熔融状态下不存在离子,不能导电;
(4).BeF2的价层电子对数为=不存在孤对电子,故杂化类型为sp,空间构型为直线形;H2O的价层电子对数为=有两对孤对电子,故杂化类型为sp3,空间构型为V形;故答案为:sp;sp3;直线形;V形;
(5).根据均摊法,I2分子分布在顶点和面心,即有根据
故答案为:4;【解析】1s22s22p63s23p63d6Na<Al<Mg氯化铝是分子晶体,熔融状态下不存在离子,不能导电spsp3直线形V形418、略
【分析】【分析】
(1)元素有几种电子;其核外电子就有几种运动状态;Mn的原子半径更小;价电子更多;
(2)ClO3-中心原子Cl的孤电子对数==1;价层电子对数=1+3=4,杂化轨道数目为4,在VSEPR模型基础上忽略孤对电子可得微粒空间构型;
(3)碳酸盐的热分解本质是金属阳离子结合酸根离子中的氧离子,r(Ca2+)<r(Sr2+),CaO晶格能大于SrO晶格能;CO2分子为O=C=O结构;双键中碳原子与氧原子电子云以“头碰头”“肩并肩”形成进行重叠;
(4)含有空轨道的离子和含有孤电子对的原子间易形成配位键;配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的离子。
【详解】
(1)元素有几种电子;其核外电子就有几种运动状态,Ca原子M层有8个电子,所以M层电子有8种运动状态;与Ca相比,Mn的原子半径更小;价电子数更多,Mn中金属键更强,故金属Mn的熔点沸点都比金属Ca高;
(2)ClO3−中心原子Cl的孤电子对数==1,价层电子对数=1+3=4,杂化轨道数目为4,Cl原子采取sp3杂化;微粒的VSEPR模型为四面体形,忽略孤对电子可得微粒空间构型为三角锥形;
(3)碳酸盐的热分解本质是金属阳离子结合酸根离子中的氧离子,r(Ca2+)<r(Sr2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,CaCO3更易分解,即碳酸钙的热分解温度低于碳酸锶;CO2分子为O=C=O结构;双键中碳原子与氧原子电子云以“头碰头”“肩并肩”形成进行重叠,含有σ键;π键;
(4)配位键是由孤对电子与空对轨道形成的,Mg最外层有两个电子,可以与R、X形成离子键,而O原子中存在孤对电子,所以两个O(C2H5)2可以与Mg形成配位键,在二聚体中,同理,一个Mg与R、X相连,则另外一个X和O(C2H5)2则与Mg形成配位键,如图所示:
【点睛】
配合物中,一般金属阳离子提供空轨道,含有孤电子对的原子提供孤电子对,配位键表示时,由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子。【解析】8Mn原子半径较小且价电子数较多,金属键较强三角锥形sp3低于r(Ca2+)<r(Sr2+),CaO晶格能大于SrO晶格能,CaCO3更易分解σ键、π键四、实验题(共1题,共10分)19、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、计算题(共4题,共32分)20、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶体的层状结构;层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用;
(2)根据均摊法计算晶胞中Mg原子和B原子的个数;进而确定化学式。
【详解】
(1)图中层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用,则平均每个正六边形占有C原子数为6=2个、占有的碳碳键数为6=2个;碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3;
(2)根据晶体结构单元可知,在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用,在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用,根据均摊法可知晶胞中Mg原子的个数为2×+2×6×=3,B原子的个数为6,所以Mg原子和B原子的个数比为3:6=1:2,所以化学式为MgB2。【解析】232:3MgB221、略
【分析】【分析】
每个C周围有4个硅,C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,先计算金刚石晶胞中碳的个数,再根据公式计算空间利用率。
【详解】
⑴每个C周围有4个硅,因此C的配位数为4;故答案为:4。⑵C和Si的最短距离为体对角线的四分之一,因此故答案为:188。⑶金刚石晶胞中有个碳,假设C的原子半径为r,则金刚石晶胞参数为金刚石晶体中原子的空间利用率故答案为:34%。【解析】418834%22、略
【分析】【分析】
(1)根据金属晶体的堆积方式进行分析;
(2)根据晶胞的边长可计算晶胞的体积;再根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量;
(3)根据摩尔质量M=NA乘以一个原子的质量可计算金属的摩尔质量;再根据相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量可得金属的相对原子质量;
(4)根据在面心立方晶胞中,原子的半径r与晶胞的边长的关系,晶胞的边长=可计算金属原子的原子半径。
【详解】
(1)根据题意;该立方晶胞中含有4个金属原子可知,该金属晶胞属于面心立方晶胞;
故答案为面心立方晶胞;
(2)根据晶胞的边长为360pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3,根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案为4.2×10-22g;
(3)金属的摩尔质量=NA乘以一个原子的质量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量;
故答案为63.21;
(4)在面心立方晶胞中,设原子的半径为r,则晶胞的边长=因此,金属原子的原子半径为=×360pm≈127.26pm;
故答案为127.26pm;
【点睛】
第(2)问在计算晶胞质量时单位的换算时学生们的易错点,首先单位要统一,要将pm换算为cm,其次1pm=10-10cm,则360pm=3.6×10-8cm,另外经常用到的还有纳米与厘米的换算,1nm=10-7cm。【解析】面心立方晶胞4.2×10-22g63.21127.26pm23、略
【分析】【详解】
(1)元素Na的焰色反应呈黄色;激发态Na原子,价电子由3s能级激发到3p能级,其价电了轨道表示式为答案:黄;
(2)KBr具有NaCl型的晶体结构,都属于离子晶体。但其熔点比NaCl低,原因是K+半径Na+大,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低,所以KBr熔点比NaCl低。答案:K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。
(3)①根据晶胞的结构及A;B两点的坐标可知;C的原子坐标为(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根据晶胞结构可知,晶体中Cl构成的多面体包含20个三角形的面;与Cl紧邻的Na个数为4;答案:20;4。
③根据均摊法可知,该晶体中含有2个Na和6个Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黄K+的半径大于Na+,Br-半径大于Cl-,KBr中离子键较弱,晶格能较低。(1,0.75,0.5)204259/(NAa310-30)六、结构与性质(共4题,共8分)24、略
【分析】【详解】
(1)Se元素为34号元素,原子核外有34个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4,基态硒原子的价电子排布式为4s24p4;SeO2常温下白色晶体,熔、沸点低,为分子晶体,故答案为:4s24p4;分子;
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为H2Se,SiH4,其分子结构分别V形、正四面体;若“Si-H”中键合电子偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒显负价,所以硒与硅的电负性相对大小为Se>Si,故答案为:SiH4;>;
(3)第二周期中;元素的第一电离能处于B与N之间的元素有Be;C、O三种,故答案为:3;
(4)BF3•NH3中B原子含有3个σ键和1个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键;在NH3中,N原子的价层电子对数是3+(5-3×1)/2=4,所以杂化轨道类型为sp3;NH3中有10个电子,等电子体的一种离子符号有:H3O+,故答案为:配位;sp3;H3O+;
(5)每个碳原子周围最近的碳原子数目为12,因此在SiC中,每个Si原子周围距离最近的Si原子数目为12;该晶胞中C原子个数=8×+6×=4,Si原子个数为4,晶胞质量为设晶胞边长为apm,则(a×10-10)3×ρ×NA=4×40,解得a=碳原子与硅原子的最近距离为晶胞体对角线长度的所以碳原子与硅原子的最近距离为故答案为:12;
【点睛】
本题难点(5),计算晶胞中碳原子与硅原子的最近距离,要先确定晶胞的边长,可以根据密度公式,求出体积,再换算为边长,最近距离,根据原子的关系,得到最终结果。【解析】4s24p4分子SiH4>3配位sp3H3O+1225、略
【分析】【详解】
(一);
(1)Na元素位于元素周期表第三周期第IA族;S的基态原子核外未成对电子处于3p轨道,共2个未成对电子;Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2;
故答案为三;IA;2;1s22s22p63s23p2。
(2)同一周期元素,随着原子序数的增加,原子核对核外电子的吸引力增强,第一电离能增大,所以第一电离能:S>Si;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:O2->Na+;一般来说,原子晶体(Si)的熔点高于离子晶体(NaCl)的熔点,故熔点:Si>NaCl;元素的非金属性越强,元素最高价氧化物的水化物的酸性越强,因为非金属性Cl>S,所以酸性:HClO4>H2SO4;
故答案为<;>;<;<。
(3)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,本身被还原为氯离子,1个氯气分子反应得到2个电子,因此离子方程式、电子转移的方向和数目表示为
故答案为
(二);
(1)根据核外电子排布规律写出33号元素的核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3;所以该元素原子核外有4个电子层,有8个能级,该元素原子中被电子占据的轨道,s轨道有4个,p轨道有3×3=9个,d轨道有5个,所以占据
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