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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年人教B版选修三化学下册阶段测试试卷26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、下列有关化学用语正确的是()A.某元素原子的轨道排布式B.H2O电子式为C.Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p64s2D.钾原子的原子结构示意图为2、下列对电负性的理解不正确的是A.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准B.元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小C.元素的电负性越大,则元素的非金属性越强D.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构无关3、四种短周期元素W;X、Y和Z在周期表中的位置如图所示;四种元素原子的最外层电子数之和为22。下列说法正确的是。
。
W
X
Y
Z
A.氢化物的沸点:X<ZB.化合物熔点:YX2<WX2C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>WD.第一电离能:W>X4、有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是A.两个碳原子采用sp2杂化方式B.两个碳原子采用sp杂化方式C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键D.两个碳原子形成两个π键5、下列描述中正确的是A.CS2为V形的极性分子B.ClO3—的空间构型为平面三角形C.SF6中有6对相同的成键电子对D.SiF4和SO32—的中心原子均为sp2杂化6、下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是()A.它的原子核外有三种形状不同的电子云B.它的原子核外电子共有16种不同的运动状态C.它可与H2反应生成的化合物为非极性分子D.核外电子轨道表示式为:7、C60晶体的晶胞结构如图所示;下列说法正确的是。
A.该晶体熔化时需克服共价键B.1个晶胞中含有8个C60分子C.晶体中1个C60分子有12个紧邻的C60分子,属于分子密堆积类型D.晶体中C60分子间以范德华力结合,故C60分子的热稳定性较差评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)8、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。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、回答下列问题:
(1)碳原子的核外电子排布式为____________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能,原因是________________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的电子排布式:________。电离能/kJ·mol-1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540
(3)下表是第三周期部分元素的电离能[单位:eV(电子伏特)]数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7
下列说法正确的是________(填字母)。
A.甲的金属性比乙强。
B.乙的化合价为+1价。
C.丙不可能为非金属元素。
D.丁一定为金属元素。
(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:。元素FeFe电离能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价电子排布式:________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是_________________________。11、配位键是一种特殊的化学键,其中共用电子对由某原子单方面提供。如就是由(氮原子提供共用电子对)和(缺电子)通过配位键形成的。据此回答下列问题。
(1)下列粒子中存在配位键的是__________(填序号)
A.B.C.D.
(2)硼酸()溶液呈酸性,试写出其电离方程式:____________________。
(3)科学家对结构的认识经历了较为漫长的过程;最初科学家提出了两种观点:
甲:(式中O→O表示配位键;在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂)
乙:HOOH
化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构;设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)________________。
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:____________。12、下列物质易溶于水的是________,易溶于CCl4的是________。(均填编号)
①NH3②CH4③④HCl⑤C2H4⑥Br2⑦HNO3⑧H2S13、磷是生物体中不可缺少的元素之一;它能形成多种化合物。
(1)基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为________;该能层能量最高的电子云在空间有________个伸展方向,原子轨道呈________形。
(2)磷元素与同周期相邻两元素相比,第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)单质磷与Cl2反应,可以生成PCl3和PCl5,其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中,P原子的杂化轨道类型为________,其分子的空间构型为________。
(4)H3PO4为三元中强酸,与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+的核外电子排布式为____________________;PO43-作为________为Fe提供________。14、某盐的组成可表示为3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl。回答下列问题:
(1)氯原子的电子排布式为________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_________________;氮元素的E1呈现异常的原因是__________________。
(3)经X射线衍射测得化合物3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。
①H3O+中心原子的杂化类型为________,NH4+的空间构型为________。
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π),则N5-中的大π键应表示为________。
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH4+)N—HCl、________、________。15、镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。请回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为___________,排布时最高能层的电子所占的原子轨道有__________个伸展方向。
(2)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法不正确的有_________。
A.CO与CN-互为等电子体;其中CO分子内σ键和π键个数之比为1:2
B.NH3的空间构型为平面三角形。
C.Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6
D.Ni(CO)4中,镍元素是sp3杂化。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用“•••”表示出氢键。_____
(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同;相关离子半径如下表:
NiO晶胞中Ni2+的配位数为_______,NiO熔点比NaCl高的原因是_______________________。
(5)研究发现镧镍合金LaNix是一种良好的储氢材料。合金LaNix晶体属六方晶系如图a所示,其晶胞如图a中实线所示,如图b所示(其中小圆圈代表La,小黑点代表Ni)。储氢位置有两种,分别是八面体空隙(“”)和四面体空隙(“”),见图c、d,这些就是氢原子存储处。
①LaNix合金中x的值为_____;
②LaNix晶胞的密度是________g/cm-3(阿伏伽德罗常数用NA表示,LaNix的摩尔质量用M表示)
③晶胞中和“”同类的八面体空隙有______个。评卷人得分三、结构与性质(共7题,共14分)16、1915年诺贝尔物理学奖授予HenryBragg和LawrenceBragg;以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献.
(1)科学家通过X射线探明;NaCl;KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体的晶格能数据如下表:
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是__.
(2)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键;又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示.
①写出基态Cu原子的核外电子排布式__;金属铜采用下列__(填字母代号)堆积方式.
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)__.
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响__.
④SO42﹣的空间构型是________.17、氮是极其重要的化学元素。我国科学家最近成功合成了超高含能材料聚合氮和金属氮。基于氮气的能源研究也是未来能源发展的重要方向。
(1)基态氮原子的价电子排布式为___________。
(2)14g氮气分子中原子轨道以“头碰头”方式形成的共价键数目为___________,以“肩并肩”方式形成的共价键数目为___________。
(3)C、N、O三种元素按第一电离能从大到小的排列顺序为___________。已知氧的第一电离能为1369kJ·mol-1、第二电离能为3512kJ·mol-1、第三电离能为5495kJ·mol-1,其第二电离能增幅较大的原因是__________________。
(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3的化学键类型有配位键、极性共价键和___________。CrCl3·6NH3有三种异构体,按络离子式量增大的顺序分别是[Cr(NH3)6]Cl3、___________、[Cr(NH3)4Cl2]Cl·2NH3。
(5)NH4N3是高能量度材料,其晶胞如下图所示。N3-是直线型结构,N3-中氮原子的杂化类型是___________。在VSEPR模型中NH4+的几何构型名称为______________。
(6)已知NH4N3的晶胞参数为anm和0.5anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则NH4N3的密度为_________________g·cm-3。18、CP是一种起爆药,化学式为[Co(NH3)5(C2N5)](ClO4)2。CP可由5-氰基四唑(分子式为HC2N5,结构简式如图1所示)和[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3反应制备。
(1)CP中Co3+基态电子排布式为___。
(2)5-氰基四唑中C原子的杂化类型为__,所含C、N元素的电负性的大小关系为C__(填“>”“=”或“<”)N。1mol5-氰基四唑中含有σ键的数目为__。
(3)[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3中的配离子部分结构如图2所示。
①请在相应位置补填缺少的配体___。
②与NH3互为等电子体的一种阳离子为___(填化学式)。19、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____________________。20、翡翠是一类名贵的装饰品,其主要成分为硅酸铝钠(NaAlSi2O6),常含微量Cr;Ni、Mn等元素。回答下列问题:
(1)基态硅原子的电子排布式为__;基态铬原子的价电子排布图不能写成形式,其原因是违背了___。
(2)NaAlSi2O6中四种元素第一电离能由大到小的顺序为___(填元素符号),灼烧硅酸铝钠时,当钠元素的价电子由__(填“激发态”或“基态”)跃迁到另一状态时产生黄色火焰。
(3)工业上冶炼金属铝的方程式为__。硅与碳类似,能与氢元素形成SiH4、Si2H4、Si3H8,此三种分子中硅原子为sp3杂化的有___;分子空间构型属于正四面体的是__。
(4)已知氧化钠、氧化铝的熔点分别为1132℃、2054℃,从结构的角度解释导致这种差异的主要原因:___。
(5)某N、Cr元素组成的化合物具有高的硬度和良好的耐磨性,是一种很受重视的耐磨涂层,其晶胞结构如图甲,图乙为晶胞沿z轴投影图,该化合物的化学式为__。知该晶体密度为ρg·cm-3。晶体中Cr原子和N的最近核间距为___pm(NA表示阿伏加德罗常数值)。
21、钛的化合物在化工;医药、材料等领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的未成对电子数是______,基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4p轨道上形成激发态,写出该激发态价层电子排布式____。
(2)钛卤化物的熔点和沸点如表所示,TiCl4、TiBr4、TiI4熔沸点依次升高的原因是_____;TiF4熔点反常的原因是_____。TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377-2438150沸点/℃—136230377
(3)Ti可形成配合物[Ti(urea)6](ClO4)3,urea表示尿素;其结构如图所示:
①配合物中Ti化合价为_____。
②尿素中C原子的杂化轨道类型为_____。
③的立体构型为_____。
(4)如图为具有较高催化活性材料金红石的晶胞结构,其化学式为______;已知该晶体的密度为ρg·cm-3,Ti、O原子半径分别为apm和bpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则金红石晶体的空间利用率为______(列出计算式)。
22、水杨酸配合物在医药;农业等方面有重要的用途;一种水杨酸铜配合物(E)的合成如下:
回答下列问题:
(1)同周期第一电离能比氧大的元素有_______种。
(2)圈出如图醋酸酐分子中采取sp3杂化的原子_______。
(3)邻甲基苯酚(A)在热水中的溶解度比冷水显著增大的主要原因是:_______。
(4)Cu(NO3)2中的化学键,除了σ键外,还存在_______。
(5)配离子中,Cu2+的配位数为_______,价电子的电子排布式为_______。
(6)写出反应③的离子方程式:_______。评卷人得分四、实验题(共1题,共7分)23、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、工业流程题(共1题,共3分)24、饮用水中含有砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;AsH3的电子式为______;
(2)下列说法正确的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半径:S>P>As
c.第一电离能:S
(3)沉淀X为__________(填化学式);
(4)“一级沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为__________;
(6)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3,同时生成导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为______________。评卷人得分六、原理综合题(共3题,共15分)25、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)。
26、过渡元素参与组成的新型材料有着广泛的用途;回答下列问题。
(1)基态铁原子核外共有________种不同空间运动状态的电子。铁;钴、镍基态原子中;核外未成对电子数最少的原子价层电子轨道表示式(电子排布图)为________。
(2)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和74pm;则熔点NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一种配合物结构如图所示:
①阴离子的空间构型为________形。
②配离子中;中心离子的配位数为_______,N与中心原子形成的化学键称为_______键。
③配体H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的杂化方式是________;分子中三种元素电负性从大到小的顺序为________。
(4)一种新型材料的晶胞结构如图1所示;图2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
图1中F和O共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1−x代表,则该化合物的化学式表示为________,晶体密度ρ=________g·cm−3(用含x的表达式表示,设阿伏加德罗常数的值为NA)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标(),则原子2的坐标为________。27、铁氰化钾,化学式为K3[Fe(CN)6],主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
(1)基态K原子核外电子排布简写式为___________。K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是_________,各元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。
(2)(CN)2分子中存在碳碳键,则分子中σ键与π键数目之比为_______。KCN与盐酸作用可生成HCN,HCN的中心原子的杂化轨道类型为_________。
(3)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K,沸点为为376K,其固体属于_____晶体。
(4)右图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。
①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为_____,该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为____(用含π的最简代数式表示)。
②常见的金属铝采纳的是b堆积方式,铝原子的半径为rpm,则其晶体密度为_____g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【分析】
【详解】
A.2s轨道的电子的自旋方向不能相同,2s轨道电子排布应该为故A错误;
B.水中存在两个氧氢共用电子对,水的电子式为故B正确;
C.Ca2+离子核外18个电子,最外层达到8电子稳定结构,其基态电子排布式为1s22s22p63s23p6;故C错误;
D.K的核电荷数为19,核外电子数为19,最外层电子数不超过8个,应为1个,正确的原子结构示意图为故D错误;
答案为B。2、D【分析】【详解】
A.电负性是人为规定的一个相对数值;不是绝对标准,A正确;
B.元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小;B正确;
C.元素的电负性越大;则元素的非金属性越强,C正确;
D.一般来说;同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上到下元素的电负性逐渐减小,因此电负性与原子结构有关,D错误。
答案选D。3、D【分析】【分析】
根据元素在周期表中的位置知;W;X是第二周期元素而Y和Z位于第三周期,设W原子最外层电子数是a,则X、Y、Z原子序数分别是a+1、a-1、a+2,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,则a+a+1+a-1+a+2=22,则a=5,则X、Y、Z、W分别是O、Si、Cl、N元素,然后分析。
【详解】
A.H2O和HCl均为分子晶体,H2O分子间存在氢键;其沸点比HCl高,故A错误;
B.二氧化硅是原子晶体,二氧化氮是分子晶体,原子晶体的熔点高,即SiO2的熔点比NO2高;故B错误;
C.N元素的非金属性比Si元素强,HNO3的酸性比H2SiO3酸性强;Y<W,故C错误;
D.氧和氮元素位于同一周期;同周期从左到右元素的第一电离能呈现增大的趋势,但是氮的2p能级为半充满,较稳定,故第一电离能:N>O,即W>X,故D正确;
故答案选D。4、A【分析】【分析】
乙炔分子中含有碳碳三键;三键含有1个δ键和2个π键,碳原子都是sp杂化。
【详解】
A.两个碳原子采用sp杂化方式;A不正确;
B.两个碳原子采用sp杂化方式;B正确;
C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成2个π键;C正确;
D.两个碳原子形成两个π键;D正确。
有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是A,本题选A。5、C【分析】【详解】
A.CS2与CO2分子构型相同,二氧化碳的分子结构为O=C=O,则CS2的结构为S=C=S;属于直线形分子,故A错误;
B.ClO3-中Cl的价层电子对数=3+(7+1-2×3)=4;含有一个孤电子对,则离子的空间构型为三角锥形,故B错误;
C.SF6中S-F含有一个成键电子对,所以SF6中含有6个S-F键;则分子中有6对完全相同的成键电子对,故C正确;
D.SiF4中Si的价层电子对数=4+(4-1×4)=4,SO32-中S的价层电子对数=3+(6+2-2×3)=4,所以中心原子均为sp3杂化;故D错误;
故选C。6、B【分析】【详解】
A.价电子构型为的元素是16号元素S;具有s和p两种能级,因此该原子的电子云形状有两种,故A错误;
B.S原子具有16个核外电子;处于不同能层;能级上的电子具有的能量不同,同一能级上的电子自旋方向相反,故有16种不同的运动状态,故B正确;
C.硫和氢气化合生成的硫化氢;分子构型V型,为极性分子,故C错误;
D.电子排布在同一能级的不同轨道时;总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同,所以3p能级上电子排布图违反洪特规则,故D错误;
故答案为B。7、C【分析】【详解】
A.该晶体是分子晶体;熔化时需克服范德华力,故A错误;
B.C60晶体为面心立方排布,因此1个晶胞中含有4个C60分子;故B错误;
C.C60晶体为面心立方排布,因此晶体中1个C60分子有12个紧邻的C60分子;属于分子密堆积类型,故C正确;
D.范德华力与分子的热稳定性无直接关系;故D错误。
综上所述,答案为C。二、填空题(共8题,共16分)8、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129、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】【详解】
(1)、碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2;N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,2p轨道半充满的原子能量低,较稳定,O原子核外电子排布式为1s22s22p4;所以非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能;
故答案为1s22s22p2;N原子的2p轨道达到半充满结构;比较稳定;
(2)、从表中电离能数值来看,A、B的第三电离能出现突跃,可见它们是第ⅡA族元素,因A、B均为短周期元素,且B的第一、二电离能均比A的小,故B是镁。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2;
故答案为1s22s22p63s2;
(3);甲、乙、丙、丁为第三周期元素;甲元素的第一电离能远远小于第二电离能,说明甲元素最外层有1个电子,失去1个电子时达到稳定结构,所以甲为Na元素;乙元素的第二电离能远远小于第三电离能,则乙元素最外层有2个电子,失去两个电子后达到稳定结构,所以乙为Mg元素;丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大,说明丙元素最外层大于3个电子,丙、丁一定为非金属元素。甲为Na元素,乙为Mg元素,故甲的金属性比乙强,A项正确;乙为Mg元素,化合价为+2价,B项错误;丙、丁一定为非金属元素,C、D项错误;
故选A;
(4)、Mn的原子序数为25,失去2个电子变为Mn2+,则Mn2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故其价电子排布式为3d5;由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难;
故答案为3d5;Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。【解析】①.1s22s22p2②.N原子的2p轨道达到半充满结构,比较稳定③.1s22s22p63s2④.A⑤.3d5⑥.由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少11、略
【分析】【分析】
(1)分析各物质是否有提供孤对电子的配体和能容纳电子的空轨道;进而作出判断;
(2)硼酸为缺电子分子;能接受孤对电子;
(3)根据题意,该实验设计的思路为:用C2H5OH与浓H2SO4反应生成的(C2H5)2SO4与H2O2反应生成A(C2H5)2O2,再用还原剂H2还原,检测是否生成水,如果生成水则H2O2为甲结构;否则为乙结构。
【详解】
(1)根据配位键的概念可知;要形成配位键必须有提供孤对电子的配体和能容纳孤对电子的空轨道。
A.CO2中的碳氧键为C和O提供等量电子形成;没有配位键;
B.H3O+可看作是H2O中的O提供孤对电子与H+共用形成;所以有配位键;
C.CH4中C-H键为C和H提供等量电子形成;没有配位键;
D.H2SO4中S和非羟基O之间有配位键;
答案为:BD;
(2)硼酸中B原子含有空轨道,水中的氧原子提供孤对电子,形成配位键,所以硼酸溶于水显酸性,电离方程式为H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-。
答案为:H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-;
(3)根据原子守恒可知,A的分子式为C4H10O2,所以如果双氧水的结构如甲所示,O→O键遇到还原剂时易断裂,则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O;如果双氧水的结构如乙所示,则反应为C2H5O-OC2H5+H2→2CH3OH;两者的区别之一为是否有水生成,所以可利用无水硫酸铜检验,从而作出判断。
答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
【点睛】
H2SO4分子中的S采用sp3杂化,2个羟基O与S形成σ键,S中的孤对电子与非羟基O形成配位键,同时,非羟基O的p电子与S的3d空轨道形成反馈π键。【解析】BD+H2→C2H5OC2H5+H2O用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)12、略
【分析】【分析】
一般来说;无机物中的某些离子化合物,共价化合物中的某些极性分子易溶于水;非极性分子和有机物易溶于有机溶剂。
【详解】
①NH3能与水分子间形成氢键,所以NH3极易溶于水,难溶于CCl4;
②CH4为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
③为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
④HCl为极性分子,易溶于水,难溶于CCl4;
⑤C2H4为非极性分子,难溶于水,易溶于CCl4;
⑥Br2为非极性分子,在水中的溶解度不大,易溶于CCl4;
⑦HNO3易溶于水,溶于水后生成强酸溶液,难溶于CCl4;
⑧H2S易溶于水,难溶于CCl4;
综合以上分析,易溶于水的是①④⑦⑧,易溶于CCl4的是②③⑤⑥。答案为:①④⑦⑧;②③⑤⑥。
【点睛】
易溶于水的物质也可能易溶于有机溶剂,如酒精;难溶于水的物质也可能难溶于有机溶剂,如一氧化碳。【解析】①.①④⑦⑧②.②③⑤⑥13、略
【分析】【分析】
(1)、P原子有三个能层;最外层为3s23p3;p轨道的电子云在三维空间中有3个延伸方向,原子轨道为哑铃形;
(2);同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势;但P元素原子3p能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素;
(3)、PCl3中P;CI均满足8电子稳定结构;计算中P的价层电子对数,然后判断;
(4)、根据构造原理写出基态铁原子核外电子排布式;H3[Fe(PO4)2]中PO43-为配体,Fe3+为中心离子。
【详解】
(1)、P原子核外有15个电子,分三层排布,即有三个能层,所以电子占据的最高能层符号为M;最外层为3s23p3;p轨道的电子云在三维空间中沿着x;y、z轴3个方向延伸,p原子轨道为哑铃形;
故答案为M;3;哑铃;
(2)、Si、P、S元素是同一周期相邻元素,同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但P元素原子3p能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能P>S>Si;
故答案为P>S>Si;
(3)、单质磷与Cl2反应,可以生成PCl3和PCl5,PCl3中P、Cl均满足8电子稳定结构,PCl3中P原子的价层电子对数为:P原子的杂化轨道类型为sp3;所以分子的空间构型为三角锥型;
故答案为sp3;三角锥型;
(4)、铁是26号元素,其原子核外有26个电子,根据构造原理其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则基态Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,H3[Fe(PO4)2]中PO43-为配体,Fe3+为中心离子;中心离子提供空轨道,配体提供孤对电子;
故答案为[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5);配体;孤电子对。
【点睛】
在书写第一电离能时,需要判断有无第二主族或是第五主族的元素,这两个主族的元素的第一电离能比其左右两边都大,第二主族的s能级全满,第五主族的p能级半满,能量更低,其第一电离能越大。【解析】①.M②.3③.哑铃④.P>S>Si⑤.sp3⑥.三角锥形⑦.[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)⑧.配体⑨.孤电子对14、略
【分析】【详解】
(1)、氯原子的核电荷数为17,其电子排布式为1s22s22p63s23p5;
(2);周期元素随核电荷数依次增大;原子半径逐渐变小,故结合1个电子释放出的能量依次增大,氮原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性;
故答案为同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大;N原子的2p轨道为半充满状态;具有稳定性,故不易结合一个电子;
(3)①H3O+中价层电子对数都是3且含有一对孤电子对,所以为三角锥形结构,中心原子的杂化类型为sp3杂化,NH中价层电子对个数是4且不含孤电子对;其空间构型为正四面体;
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中阴离子N中的σ键总数为5个,根据已知信息,N中参与形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,所以N中的大π键表示为Π
③图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为(NH)N—HCl、(H3O+)O—HN(N)、(NH)N—HN(N);
故答案为sp3杂化;正四面体;5;Π(H3O+)O—HN(N);(NH)N—HN(N)。【解析】1s22s22p63s23p5同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量(E1)依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性,故不易结合一个电子sp3杂化正四面体5Π(H3O+)O—HN(N)(NH)N—HN(N)15、略
【分析】【分析】
(1)Ni元素原子序数是28;其3d;4s电子为其价电子,3d、4s能级上电子数分别是8、2,据此书写其价电子排布式,找到最高能层,为N层,能级为4s,判断它的空间伸展方向;
(2)A.CO与CN-互为等电子体;则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1;π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2;
B.NH3的中心原子为N;价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形;
C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6;
D.Ni(CO)4中;镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4;
(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间,则氢键表示为
(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同;而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,离子半径越小,键长越短,键能越大,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点;
(5)①由图b可知,La的个数为8×=1,Ni的个数为8×+1=5;La与Ni的个数比1:5,则x=5;
②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度=进行计算;
③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2个La原子和4个Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有8×+2×=3个;
【详解】
(1)Ni元素原子序数是28,其3d、4s电子为其价电子,3d、4s能级上电子数分别是8、2,其价电子排布式为3d84s2;最高能层的电子为N,分别占据的原子轨道为4s,原子轨道为球形,所以有一种空间伸展方向;
答案为:3d84s2;1;
(2)A.CO与CN-互为等电子体;则一氧化碳中含有碳氧三键,其中σ键个数为1;π键个数为2;故σ键和π键个数之比为1:2,故A正确;
B.NH3的中心原子为N;价层电子岁数为4对,有一对孤对电子,sp3杂化,空间构型为三角锥形,故B错误;
C.根据题干信息,镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物时;其配位数可能为是4或6,故C正确;
D.Ni(CO)4中,镍元素成键电子对数为4,孤电子对数为0,则价电子对数为4,是sp3杂化;故D正确;
答案选B。
(3)中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键;氢键存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的H与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间,则氢键表示为
故答案为:
(4)因为NiO的晶体结构类型均与氯化钠的相同;而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位数也均为6;根据表格数据,氧离子和镍离子的半径小于钠离子和氯离子,则NiO的键长小于NaCl,二者都属于离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高,所以氧化镍熔点高于氯化钠熔点;
答案为:6;离子半径越小;离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高;
(5)①由图b可知,La的个数为8×=1,Ni的个数为8×+1=5;La与Ni的个数比1:5,则x=5;
答案为:5;
②由图a可得晶胞的体积V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度==g/cm-3;
答案为:
③六个球形成的空隙为八面体空隙,显然图c中的八面体空隙都是由2个La原子和4个Ni原子所形成,这样的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,共有8×+2×=3个;
答案为:3。
【点睛】
考查同学们的空间立体结构的思维能力,难度较大。该题的难点和易错点在(5)的③,与“”同类的八面体空隙位于晶胞的,上底和下底的棱边和面心处,且空隙与其他晶胞共用,计算数目时也要注意使用平均法进行计算。【解析】3d84s21B6离子半径越小,离子所带电荷越多,键长越短,键能越大,熔点越高53三、结构与性质(共7题,共14分)16、略
【分析】【分析】
(1)影响晶体晶格能大小的因素有离子半径以及离子所带电荷的多少,晶格能越大熔点越高;
(2)①Cu的原子序数为29,结合能量最低原理和洪特规则的特例书写电子排布式;Cu为面心立方密堆积;
②Cu2+提供空轨道,水中氧原子提供孤电子对,形成配位键;
③氢键较一般分子间作用力强;影响物质的物理性质;
④计算S原子价层电子对数与孤电子对数,判断SO42-的空间结构。
【详解】
(1)离子半径Mg2++2-2+-,离子电荷数Na+=Cl-<O2-=Mg2+=Ca2+;离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有NaCl;KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO>CaO>NaCl>KCl;
正确答案:MgO>CaO>NaCl>KCl。
(2)①Cu的原子序数为29,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;Cu为面心立方密堆积,配位数为12,故C符合;
正确答案:1s22s22p63s23p63d104s1;C。
②Cu2+提供空轨道,水中氧原子提供孤电子对,形成配位键,水合铜离子的结构简式为:
正确答案:
③氢键较一般分子间作用力强;所以水的熔;沸点较高,因为氢键具有方向性,结冰时,氢键增多,体积增大,密度减小;
正确答案:水的熔、沸点较高,结冰时密度减小。
④SO42﹣中心原子S的价层电子对数=4+=4;孤电子对数为0;为正四面体结构;
正确答案:正四面体。【解析】MgO>CaO>NaCl>KCl1s22s22p63s23p63d104s1C水的熔、沸点较高,结冰时密度减小正四面体17、略
【分析】【分析】
=1,NH4+为1个,由此可求出1个小立方体的质量及体积,从而求出NH4N3的密度。
【详解】
(1)氮原子的电子排布式为1s22s22p3,则基态氮原子的价电子排布式为2s22p3。答案为:2s22p3;
(2)14g氮气为0.5mol,1个氮气分子中含有1个σ键、2个π键,其中以“头碰头”方式形成的共价键为σ键,数目为0.5NA,以“肩并肩”方式形成的共价键为π键,数目为NA。答案为:0.5NA;NA;
(3)C;N、O属于同周期元素且原子序数依次增大;同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但N由于2p轨道半充满而出现反常,其第一电离能大于O,所以三种元素按第一电离能从大到小的排列顺序为N>O>C。氧的第二电离能增幅较大,应从2p轨道的电子排布情况进行分析,其原因是O失去1个电子后,2p轨道有3个电子,为半充满状态,较为稳定。答案为:N>O>C;O失去1个电子后,2p轨道有3个电子,为半充满状态,较为稳定;
(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3为离子化合物,化学键类型有配位键、极性共价键和离子键。CrCl3·6NH3有三种异构体,按络离子式量增大的顺序分别是[Cr(NH3)6]Cl3、[Cr(NH3)5Cl]Cl2·NH3、[Cr(NH3)4Cl2]Cl·2NH3。答案为:离子键;[Cr(NH3)5Cl]Cl2·NH3;
(5)N3-是直线型结构,其与CO2为等电子体,则N3-中氮原子的杂化类型是sp。在VSEPR模型中NH4+的价层电子对数为4;则几何构型名称为正四面体。答案为:sp;正四面体;
(6)由晶胞结构可知,1个晶胞分为8个小立方体,每个小立方体中,含N3-的个数为8×=1,NH4+为1个,1个小立方体的质量为g,阿伏加德罗常数的值为NA,则NH4N3的密度为=g·cm-3。答案为:
【点睛】
对于一种金属离子与几种配体形成的配合物,虽然某种配体的数目可以改变,但配体的总数通常是固定不变的。【解析】①.2s22p3②.0.5NA③.NA④.N>O>C⑤.O失去1个电子后,2p轨道有3个电子,为半充满状态,较为稳定⑥.离子键⑦.[Cr(NH3)5Cl]Cl2·NH3⑧.sp⑨.正四面体⑩.18、略
【分析】【详解】
(1)钴是27号元素,CP中Co3+基态电子排布式为:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
故答案为:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(2)5-氰基四唑中C原子的杂化类型有两种,五元环中的碳,形成3个σ键,一个π键,杂化方式为sp2、-CN中C形成2个σ键,2个π键,为sp;C、N处于同一周期,从左到右,电负性增大,C、N元素的电负性的大小关系为C23或4.816×1024。
故答案为:sp2、sp;<;8mol或8×6.02×1023或4.816×1024;
(3)[Co(NH3)5(H2O)](ClO4)3中的配离子部分结构如图2所示,Co配位数为6,已经有4分子的NH3,①缺少1分子NH3,1分子H2O,在相应位置补填缺少的配体后为:
②原子个数相等,价电子数目相等的微粒互为等电子体。与NH3互为等电子体的一种阳离子为H3O+(填化学式)。
故答案为:H3O+。
【点睛】
本题考查物质结构和性质,原子杂化方式判断、等电子体等知识点,易错点,5-氰基四唑中含有σ键的计算,5-氰基四唑中含有σ键为4个N-N键,3个C-N键,1个C-C键,难点:等电子体的寻找,理解:原子个数相等,价电子数目相等的微粒互为等电子体。【解析】①.1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6②.sp2、sp③.<④.8mol或8×6.02×1023或4.816×1024⑤.⑥.H3O+19、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+3d104s120、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)已知硅是14号元素,基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2;根据洪特规则,当电子进入同一能级的不同轨道时,电子总是优先单独占据不同的轨道且自旋方向相同,故基态铬原子的价电子排布图不能写成形式,是违背了洪特规则,故答案为:1s22s22p63s23p2;洪特规则;
(2)同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,同一主族从上往下元素第一电离能依次减小,故NaAlSi2O6中四种元素第一电离能由大到小的顺序为O>Si>Al>Na;灼烧硅酸铝钠时,元素由基态到激发态时需吸收能量,当由激发态转化为基态时,则会释放能量,故当钠元素的价电子由激发态跃迁到另一状态时产生黄色火焰,故答案为:O>Si>Al>Na;激发态;
(3)工业上电解熔融的氧化铝来冶炼金属铝,反应的化学方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2;硅与碳类似,能与氢元素形成SiH4、Si2H4、Si3H8,分别类似于CH4、C2H4、C3H8,故此三种分子中硅原子的杂化轨道类型有sp3、sp2、sp3,故硅原子为sp3杂化的有SiH4、Si3H8;CH4为正四面体结构,故分子空间构型属于正四面体的是SiH4,故答案为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2;SiH4、Si3H8;SiH4;
(4)已知氧化钠、氧化铝的熔点分别为1132℃、2054℃,由于Na2O和Al2O3均为离子晶体,且钠离子半径比Al原子的大,所带电荷比Al的小,离子键弱,熔点低故答案为:由于Na2O和Al2O3均为离子晶体;且钠离子半径比Al原子的大,所带电荷比Al的小,离子键弱,熔点低;
(5)某N、Cr元素组成的化合物具有高的硬度和良好的耐磨性,是一种很受重视的耐磨涂层,其晶胞结构如图甲,图乙为晶胞沿z轴投影图,根据均摊法结合图甲可知,一个晶胞中含有的Cr原子数目为:N原子数目为:4,该化合物的化学式为CrN,设晶胞的边长为xcm,由该晶体密度为ρg·cm-3,可知:解得:x=cm,故晶体中Cr原子和N的最近核间距为为体对角线的故为cm=×1010pm,故答案为:CrN;×1010。【解析】1s22s22p63s23p2洪特规则O>Si>Al>Na激发态2Al2O3(熔融)4Al+3O2SiH4、Si3H8SiH4均为离子晶体,且钠离子半径比Al原子的大,所带电荷比Al的小,离子键弱,熔点低CrN×101021、略
【分析】【详解】
(1)Ti是22号元素,基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2;3d轨道的2个电子为单电子,基态Ti原子4s轨道上的1个电子激发到4p轨道上形成激发态,该激发态价电子排布式为3d24s14p1,答案:2;3d24s14p1;(2)TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体,而且组成和结构相似,其相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增大,因而三者的熔点和沸点依次升高。TiF4属于离子晶体,熔点高于其它三者而表现异常,答案:它们都属于分子晶体,随着相对分子质量的增大,熔沸点依次升高;TiF4属于离子晶体,因此熔点高于其他三者;(3)①配合物外界为尿素分子整体为0价,根据化合价代数和为0,可知配合物中Ti的化合价为+3,答案:+3;②尿素分子中C原子没有孤电子对、形成3个键,碳原子杂化轨道数目=0+3=3,C原子采取sp2杂化,答案:sp2;③的中心Cl原子孤电子对数==0,价层电子对数=0+4=4,则其立体构型为正四面体形,答案:正四面体形;(4)晶胞中Ti原子数目=1+8×=2、O原子数目=2+4×=4,所以Ti、O原子数目之比为2:4=1:2,化学式为TiO2;晶胞中原子总体积=晶胞质量=晶胞体积=ρg·cm-3,所以晶胞中原子空间利用率={[](ρg·cm-3)}×100%=×100%,答案:TiO2;×100%。【解析】①.2②.3d24s14p1③.它们都属于分子晶体,随着相对分子质量的增大,熔沸点依次升高④.TiF4属于离子晶体,因此熔点高于其他三者⑤.+3⑥.sp2⑦.正四面体形⑧.TiO2⑨.×100%22、略
【分析】【分析】
(1)同周期元素;随核电荷数增大第一电离能有逐渐增大的趋势,当最外层电子排布处于半满;全满等状态时,第一电离能比相邻元素大;
(2)如图醋酸酐分子中含有两个甲基;类似于甲烷的结构,两个羰基中间的氧原子的成键对数为2,孤电子对数为2,即氧原子价层电子对数为4,C=O为平面结构,据此分析解答;
(3)A与水形成了分子间氢键;
(4)Cu(NO3)2为离子化合物;除了σ键外,还含有离子键,硝酸根离子中含有π键;
(5)配离子中,Cu2+的4s和4p的三个轨道全空,可用于接受电子对,Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9;
(6)根据图示C的结构中含有酯基和羧基;酯基在碱性条件下发生水解反应,羧基与氢氧化钠发生中和反应。
【详解】
(1)与O元素同周期的非金属元素有C、N、F、Ne,同周期元素,随核电荷数增大第一电离能有逐渐增大的趋势,由于氮原子最外层电子排布为2p3;为半充满状态,原子处于较稳定状态,第一电离能比相邻元素大,因此比O元素第一电离能大的元素有N;F、Ne共3种;
(2)如图醋酸酐分子中含有两个甲基,类似于甲烷的四面体结构,甲基上的碳原子采取sp3杂化,两个羰基中间的氧原子成键对数为2,孤电子对数为2,即该氧原子价层电子对数为4,氧原子采取sp3杂化,C=O为平面结构,C=O上的碳原子和氧原子采取sp2杂化,则醋酸酐分子中采取sp3杂化的原子如图所示(C;O各;圈出1个碳原子即可);
(3)A的分子间存在氢键;在热水中,热水破坏了A的分子间氢键,A与水形成了分子间氢键,邻甲基苯酚(A)在热水中的溶解度比冷水显著增大;
(4)Cu(NO3)2为离子化合物;含有离子键,硝酸根离子中含有π键和σ键;
(5)配离子中,Cu2+的4s和4p的三个轨道全空,可用于接受电子对,结合图示,反应流程中E为配合物,Cu2+的配位数为4,Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9,价电子的电子排布式为3d9;(6)根据图示C的结构中含有酯基和羧基,酯基在碱性条件下发生水解反应,羧基与氢氧化钠发生中和反应,则反应③的离子方程式为:+3OH-+CH3COO-+2H2O。
【点睛】
易错点为(1),同周期元素,随核电荷数增大第一电离能有逐渐增大的趋势,由于氮原子最外层电子排布为2p3,为半充满状态,原子处于较稳定状态,第一电离能比相邻元素大。【解析】3(C、O各,圈出1个碳原子即可)热水破坏了A的分子间氢键,A与水形成了分子间氢键离子键、π键43d9+3OH-+CH3COO-+2H2O四、实验题(共1题,共7分)23、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,
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