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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年岳麓版选修3化学下册阶段测试试卷748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、n、l、m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的A.数目B.形状C.能量D.所填充的电子数目2、钛号称“崛起的第三金属”,因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能,被广泛应用于军事、医学等领域。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列关于金属钛的叙述中不正确的是()A.上述钛原子中,中子数不可能为22B.钛元素在周期表中处于第四周期ⅡB族C.钛原子的外围电子排布为3d24s2D.钛元素位于元素周期表的d区,是过渡元素3、下列有关电离能的说法正确的是A.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量B.第一电离能越大的原子,失电子的能力越强C.同周期元素的原子第一电离能从左到右越来越大D.对于同一元素而言,可通过逐级电离能的数值,判断元素可能的化合价4、以下有关元素性质的说法不正确的是A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb、②O、S、Se、③Na、P、Cl中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是③D.某元素气态基态原子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+5、下列分子或离子的中心原子杂化轨道的类型不同的是A.SO32-与SO3B.CH4与H2OC.PCl3与ClO3-D.BF3与CO32-6、下列说法正确的是A.键角:BF3>CH4>H2O>NH3B.分子或离子中键角:H2O<H3O+,NH3<NH4+C.键能(作用能):氢键<范德华力<共价键D.键长:C-H<N-H<O-H7、如图是从NaCl或CaF2晶体结构图中分割出来的部分结构图,其中属于从CaF2晶体中分割出来的结构图是
A.图和图B.图和图C.只有图D.只有图评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)8、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)。
9、Cr电子排布式从3d54s1→3d6是__________能量(填“吸收”或“放出”);Co3+核外电子有_____个未成对电子数,Zn2+的价电子轨道表示式为_______________;V原子结构示意图为:_____________。10、(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
(2)Zn原子核外电子排布式为____________________。
(3)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。
a.404.4b.553.5c.589.2d.670.8e.766.5
(4)写出基态As原子的核外电子排布式:________________________。11、“张亭栋研究小组”受民间中医启发,发现As2O3对白血病有明显的治疗作用。氮(N);磷(P)、砷(As)为第VA族元素;该族元素的化合物在研究和生产中有着许多重要用途。
(1)N原子的价电子排布式为______,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为______。
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高,原因是____________。
(3)立方氮化硼晶体(BN);是一种超硬材料,有优异的耐磨性,其晶胞如图所示。
①立方氮化硼是_________晶体,晶体中N原子的杂化轨道类型为_________,B原子的配位数为_________。
②立方氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为_________。
(4)若立方氮化硼晶胞的边长为362pm,则立方氮化硼的密度为_________g/cm3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。12、新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Cl原子中,电子占据的最高能层符号为____。,该能层具有的原子轨道数为____。
②LiBH4由Li+和BH4-构成,BH4-的立体结构是____,Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_________。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中,离子半径:Li+_________H-(填“>”;“=”或“<”)。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示:。I1/kJ·mol-1I2/kJ·mol-1I3/kJ·mol-1I4/kJ·mol-1I5/kJ·mol-1738145177331054013630
M是_________(填元素符号)。13、I.将少量CuSO4粉末溶于盛有水的试管中得到一种天蓝色溶液;先向试管里的溶液中滴加氨水,首先形成蓝色沉淀。继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体。
(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)写出蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式______________。
(4)得到的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶体中Cu2+与NH3之间的化学键类型为_____________,该晶体中配体分子的空间构型为_______________________。(用文字描述)
II.含Fe元素的物质在生产生活中有重要的用途。回答下列问题:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心离子是________,配体是_________,配位数是_________。
(2)某个(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示:
①该分子中N原子的杂化方式为________、________。
②请在图中用“”标出的配位键。_____
(3)Ge,As,Se元素处于同一周期,三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为__________________。
(4)的酸性强于的原因是_________________________________________。14、铬、钼钨都是ⅥB族元素;且原子序数依次增大,它们的单质和化合物在生活;生产中有广泛应用。
铬元素的最高化合价为________;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,其原子核外有________个未成对电子。
钼可作有机合成的催化剂。例如;苯甲醛被还原成环己基甲醇。
环己基甲醇分子中采取杂化的原子是________写元素符号
环己基甲醇的沸点高于苯甲醛,其原因是________。
铬离子能形成多种配合物,例如
已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数。上述配合物中,的配位数为________。
上述配合物中的非金属元素按电负性由小到大的顺序排列为________。
铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。
该氧化物的化学式为________。
已知晶胞底面的边长为acm,晶胞的高为bcm,代表阿伏加德罗常数的值,该铬的氧化物的摩尔质量为该晶体的密度为________用含a、b、和M的代数式表示15、BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其与AlCl3化学性质相似。由此可推断BeCl2的化学键是_______(填“离子键”或“共价键”),其在固态时属于______(填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。16、金属的常见堆积方式有三种,配位数为8的是________堆积,铜属于________堆积.评卷人得分三、原理综合题(共9题,共18分)17、碳;氮、氧、磷、硫、铁;锌、铜等都是组成蛋白质的重要元素。回答下列问题:
(1)Fe的基态原子的核外电子排布式为_________,3d能级上的未成对电子数为____。
(2)在C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的元素是_____(填元素符号,下同),电负性最大的元素是______
(3)氨基乙酸(H2NCH2COOH)是蛋白质完全水解的产物之一,其中C原子的杂化轨道类型为______;1molH2NCH2COOH中含有键的数目为_____NA。
(4)蛋白质在体内部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2];二氧化碳、水等排出体外。
①CO2、H2O分子的空间构型分别为_____、_____。
②尿素的熔点为132.7℃,其固体属于_____晶体。
③尿素易溶于水,其原因除都是极性分子外,还有_________。
(5)Cu与H元素形成某种晶体的结构如图所示,则该晶体的化学式为____。若该晶体的密度为ρg·cm—3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的棱长为_____nm(用含ρ和NA的式子表示)
18、下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子电子排布式:___________________。
(2)d与a反应的产物的分子中中心原子的杂化形式为__________,该分子是__________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:__________________________________________________________。
(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:。元素pp电离能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。对此,你的解释是__________________________________________________;
(5)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示;其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
请回答:
①晶胞中i原子的配位数为________,一个晶胞中i原子的数目为________。19、
新型储氢材料是氢能的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。A在一定条件下通过多步去氢可最终转化为氮化硼(BN)。
①基态O原子的电子占据了___________个能层,最高能级有___________种运动状态不同的电子。
②CH4、H2O、CO2分子键角从大到小的顺序是___________。生成物H3BNH3中是否存在配位键___________(填“是”或“否”)。
(2)掺杂T基催化剂的NaAlH4是其中一种具有较好吸、放氢性能的可逆储氢材料。NaAlH4由Na+和AlH4-构成,与AlH4-互为等电子体的分子有____(任写一个),Al原子的杂化轨道类型是____。Na、Al、H元素的电负性由大到小的顺序为_____。
(3)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料;具有大容量;高寿命、耐低温等特点,在中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为___________。
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg/mol,密度为dg/cm3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是___________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
③已知晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较温定,晶胞参数分别为apm、apm、cpm。标准状况下氢气的密度为Mg/cm3;若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为___________。(用相关字母表示已知储氢能力=)。20、[化学——选修3:物质结构与性质]
氮的化合物在生产;生活中有广泛应用。
(1)氮化镓(GaN)是新型的半导体材料。基态氮原子的核外电子排布图为____;基态镓(Ga)原子的核外具有____种不同能量的电子。
(2)乙二氨的结构简式为(H2N-CH2-CH2-NH2;简写为en)。
①分子中氮原子轨道杂化类型为____;
②乙二氨可与铜离子形成配合离子[Cu(en)2]2+,其中提供孤电子对的原子是____,配合离子结构简式为____;
③乙二氨易溶于水的主要原因是____。
(3)氮化硼(BN)是一种性能优异;潜力巨大的新型材料;主要结构有立方氮化硼(如图1)和六方氮化硼(如图2),前者类似于金刚石,后者与石墨相似。
①图1中氮原子的配位数为____,离硼原子最近且等距离的硼原子有____个;
②已知六方氮化硼同层中B与N之间的距离为acm,密度为dg•cm-3,则相邻层与层之间的距离为____pm(列出表达式)。21、X;Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素。其中;X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量最高的元素,M的内层电子数是最外层电子数的9倍,N的原子序数比M小1,Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态,第四电子层只有一个电子。请回答下列问题:
(1)基态X的外围电子电子排布图为_____;P元素属于_____区元素。
(2)XZ2分子的空间构型是_____,YZ2分子中Y的杂化轨道类型为_____;相同条件下两者在水中的溶解度较大的是_____(写分子式),理由是_____。
(3)含有元素N的盐的焰色反应为____色;许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是___。
(4)元素M与元素Q形成晶体中;M离子与Q离子的配位数之比为_____。
(5)P单质形成的晶体中,P原子采取的堆积方式为_____,P原子采取这种堆积方式的空间利用率为_____(用含π表达式表示)。22、Wilson病是一种先天性铜代谢障碍性疾病;D-青霉胺具有排铜作用,用以治疗或控制Wilson病症。D-青霉胺结构简式如图:
回答下列问题:
(1)写出Cu的简化电子排布式________。
(2)已知气态基态原子得到一个电子形成气态基态负一价离子所产生的能量变化称为该元素原子的第一电子亲合能(吸收能量为负值,释放能量为正值),试解释碳原子第一电子亲合能较大的原因_________。第一电子亲合能可能为正值或负值,而第二电子亲合能均为负值,原因是_____。
(3)D-青霉胺中,硫原子的VSEPR模型为____,碳原子的杂化方式为_______。
(4)请简述D-青霉胺能溶于水的主要原因________。
(5)青霉胺在临床治疗时对于症状改善较慢,常有并发症出现,因而近年采用锌剂(ZnSO4)替代治疗;可由硫化锌制备。立方硫化锌晶胞与金刚石晶胞类似,结构如图。
其中a代表S2-,b代表Zn2+。则该晶胞中S2-的配位数为______,若晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞的体积为________cm3(列出计算式)。23、75号元素铼Re;熔点仅次于钨,是制造航空发动机的必需元素。地壳中铼的含量极低,多伴生于钼;铜、锌、铅等矿物中。回答下列问题:
(1)锰原子价层电子的轨道表示式为__,锰处于周期表的__区。
(2)与铼伴生的铜能形成多种配合物。如:醋酸二氨合铜(I)[Cu(NH3)2]Ac可用于吸收合成氨中对催化剂有害的CO气体:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。(Ac表示醋酸根)
①与铜离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是__。
②醋酸根中C原子的杂化类型为__,1mol配离子[Cu(NH3)2]+中含有σ键的数目为__。
③写出与NH3互为等电子体的一种离子的化学式__。
(3)锰与铼处于同一族,金属铼的熔点高于锰,原因是___。
(4)三氧化铼为立方晶胞,晶胞参数为apm,三氧化铼的摩尔质量为Mg/mol;铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心。则铼原子的配位数为__,铼原子填在了氧原子围成的空隙中___(填“四面体”“立方体”或“八面体”),三氧化铼的密度为__g/cm3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)24、钴的合金及其配合物用途非常广泛。已知比的氧化性更强;在水溶液中不能大量存在.
(1)的核外电子排布式为_____________。
(2)无水的熔点为沸点为熔点为沸点为.属于_______晶体,属于_____晶体。
(3)可用于激光起爆器等,可由共反应制备.
①的空间构型为______________________。
②的化学式为与(III)形成配位键的原子是_____
已知的结构式是
③可以(双聚氰胺)为原料制备,双聚氯胺分子中含键的数目为___________。
(4)与作用可生成其结构如图所示,该分子中原子的杂化方式为_____________________________。
(5)钴酸锂是常见锂电池的电极材料,其晶胞结构如图所示。该晶胞中氧原子的数目为______。已知为阿伏加德罗常数的数值,则该晶胞的密度为______(用含的代数式表示)25、砷化镓是继硅之后研究最深人;应用最广泛的半导体材料。回答下列问题:
(1)Ga基态原子核外电子排布式为________________,As基态原子核外有__________个未成对电子。
(2)Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是__________,Ga、As、Se的电负性由大到小的顺序是__________________。
(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:________,GaF的熔点超过1000℃,可能的原因是__________________________。
(4)二水合草酸镓的结构如图1所示,其中镓原子的配位数为__________,草酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为__________。
(5)砷化镓的立方晶胞结构如图2所示,晶胞参数为a=0.565nm,砷化镓晶体的密度为__________g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值;列出计算式即可)。
评卷人得分四、结构与性质(共2题,共8分)26、氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为____________。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________。的沸点比高,原因是__________。
(3)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下,加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为__________,甲醇分子内的O—C—H键角____________(填“大于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。27、CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料;回答下列问题:
(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为_____________,其固体的晶体类型为_____________。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_____________(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为____________,键角由大到小的顺序为_____________。
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_________mol,该螯合物中N的杂化方式有__________种。
(4)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,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。坐标。
原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125
一个晶胞中有_________个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn_________(用分数坐标表示)。CdSnAs2
晶体中与单个Sn键合的As有___________个。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共3分)28、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p轨道上仅有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中电负性最大的,D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红。试回答:
(1)A的价电子轨道排布图为______________________________;B的电子排布式为_________;C的价电子排布式为____________;D的原子结构示意图为__________。
(2)已知D与H原子能形成一种高能量的分子D2H2,其中D原子满足8电子结构特征,则该分子的电子式为_____________,含有_____个σ键和_____个π键。
(3)B的原子核外电子运动状态________有多少种,原子轨道数为______,能级数__________,电子占据的最高能层符号为_________。
(4)四种元素最高价氧化物水化物酸性由强到弱的是(用对应化学式回答)____________________。评卷人得分六、实验题(共1题,共2分)29、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7题,共14分)1、D【分析】【详解】
电子在原子中的运动状态;可n,l,m,ms四个量子数来描述。主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的;副量子数l又称角量子数,副量子数l的一个重要物理意义是表示原子轨道(或电子云)的形状;磁量子数m决定原子轨道(或电子云)在空间的伸展方向;自旋量子ms表示电子的自旋运动;
故答案选D。2、B【分析】【详解】
A、钛为22号元素,48Ti、49Ti、50Ti的中子数分别为26;27、28;中子数不可能为22,A正确;
B、钛原子的外围电子层排布为3d24s2;钛元素在周期表中处于第四周期ⅣB族,B错误;
C、根据构造原理知钛原子的外围电子层排布为3d24s2;C正确;
D、d区元素原子的价电子排布为(n-1)d1—9ns1—2;根据钛原子的价电子排布可知钛元素位于元素周期表的d区,是过渡元素,D正确。
答案选B。3、D【分析】【详解】
A.元素的第一电离能是指气态原子失去1个电子形成气态阳离子克服原子核的引力而消耗的能量;故A错误;
B.第一电离能越大的原子;表明在气态时该原子越难失去电子,故B错误;
C.同周期从左到右元素的第一电离能逐渐增大;但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大,第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大,故C错误;
D.一般来说;元素的电离能按照第一;第二的顺序逐渐增加,如果突然增加的比较多,电离的难度增大,这里就是元素的通常的化合价,对于同一元素而言,可通过逐级电离能的数值,判断元素可能的化合价,故D正确;
故选D。4、D【分析】【详解】
A.核外电子排布:①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4;则①为Si;②为N、③为C、④为S,同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N,Si>S,故Si原子半径最大,即①的原子半径最大,故A正确;
B.同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势;ⅤA族3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能,③>④>②>①,故B正确;
C.同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故①Na、K、Rb电负性依次减小;②O;S、Se的电负性依次减小③Na、P、Cl的电负性依次增大,故C正确;
D.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+;故D错误;
答案选D。5、A【分析】【详解】
A项、SO32-中S原子价层电子对数为4,S原子杂化类型是sp3杂化,SO3中S原子价层电子对数为3,S原子杂化类型是sp,2杂化;杂化类型不同,故A正确;
B项、CH4中C原子价层电子对数为4,C原子杂化类型是sp3杂化,H2O中O原子价层电子对数为4,O原子杂化类型是sp3杂化;杂化类型相同,故B错误;
C项、PCl3中P原子价层电子对数为4,P原子杂化类型是sp3杂化,ClO3-中Cl原子价层电子对数为4,Cl原子杂化类型是sp3杂化;杂化类型相同,故C错误;
D项、BF3中B原子价层电子对数为3,B原子杂化方式为sp2,CO32-中C原子价层电子对数为3,C原子杂化方式为sp2;杂化类型相同,故D错误;
故选A。6、B【分析】【详解】
A.比较该组分子的键角大小时,先看中心原子杂化类型,sp、sp2、sp3杂化依次对应的键角越来越小;再看孤电子对数,分子中中心原子上的孤电子对数越多,键角越小;三看中心原子的电负性大小,电负性越小、键角越小,BF3采取sp2杂化,键角为CH4采取sp3杂化,键角为H2O和NH3均采取sp3杂化,键角分别约为所以键角:BF3>CH4>NH3>H2O;A错误;
B.H3O+与NH3是等电子体,结构与氨气相似,故键角H2O<H3O+;NH3中有一对孤电子对数,故键角NH3<NH4+;B正确;
C.共价键是原子通过共用电子对而形成的化学键;范德华力是分子间普遍存在的一种把分子聚集在一起的作用力,氢键是已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一种电负性很大的原子之间的作用力,氢键比范德华力强,所以键能(作用能):范德华力<氢键<共价键,C错误;
D.一般认为,键长是形成共价键的两个原子间的核间距离,C、N、O处于同一周期,从左至右半径依次减小,所以与氢原子形成的共价键键长依次减小,键长:C-H>N-H>O-H,D错误;故答案为:B。7、A【分析】【详解】
由于在CaF2晶体中,每个Ca2+周围同时吸引着最近的等距离的8个F-,即钙离子的配位数为8,每个F-周围同时吸引着最近的等距离的4个Ca2+;即氟离子的配位数为4,图(1)中符合条件离子的配位数为4,图(3)中离子的配位数为8,也符合条件,故选A。
【点睛】
根据CaF2晶体中钙离子或氟离子的配位数判断其结构图是否正确,钙离子的配位数是8,氟离子的配位数都是4。二、填空题(共9题,共18分)8、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.A⑧.8⑨.9、略
【分析】【详解】
Cr电子排布式从3d54s1→3d6是由基态转化为激发态,吸收能量;Co3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,核外电子有4个未成对电子数,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,价电子轨道表示式为V原子的质子数是23,原子结构示意图为【解析】①.吸收②.4③.④.10、略
【分析】【详解】
(1);由元素周期表中的“对角线规则”可知;与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg;Mg为12号元素,M层只有2个电子,排布在3s轨道上,故M层的2个电子自旋状态相反;
故答案为.Mg;相反;
(2)、Zn原子核外有30个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;
(3);当对金属钾或其化合物进行灼烧时;焰色反应显紫红色,可见光的波长范围为400~760nm,紫色光波长较短(钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁,但处于较高能量轨道的电子不稳定,跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多,故放出的光的波长较短);
故选A;
(4);根据构造原理可写出基态As原子的核外电子排布式;
故答案为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)。【解析】①.Mg②.相反③.1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)④.A⑤.1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)11、略
【分析】【详解】
(1)氮原子的原子序数为7,最外层电子层是低层,其最外层电子排布式为2s22p3,主族元素N原子的最外层电子就是其价电子,即价电了排布式为2s22p3;N;P、As位于同一主族;随着原子序数逐渐增大,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,原子的第一电离能逐渐减小,所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As;
(2)NH3的沸点比AsH3的沸点高;是因为氨分子间除存在分子间作用力外,还有氢键;
(3)①立方氮化硼晶体超硬、优异的耐磨性,所以立方氮化硼晶体为原子晶体;立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构、硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构,因此晶体中N原子的杂化轨道类型为sp3;原子的配位数为4;
②立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构;硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构;因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,B原子最外层有3个电子,形成4个共价键,所以含有1个配位键,故B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为3:1;
(4)BN晶胞中N原子数为4,B原子数=8×+6×=4,BN晶胞的质量为m=g,立方氮化硼晶胞的体积V=(3.62×10-10cm)3,因此立方氮化硼的密度ρ=g/cm3。【解析】2s22p3N>P>AsNH3能形成分子间氢键原子sp3杂化43:112、略
【分析】【详解】
(1)①Cl原子核外电子数为17,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5;由此可得基态Cl原子中电子占据的最高能层为第3能层,符号M,该能层有1个s轨道;3个p轨道、5个d轨道,共有9个原子轨道。
②BH4﹣中B原子价层电子数为4,B原子的杂化轨道类型是sp3杂化;且不含孤电子对,所以是正四面体构型。非金属的非金属性越强其电负性越大,非金属性最强的是H元素,其次是B元素,最小的是Li元素,所以Li;B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H>B>Li。
(2)①核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。锂的质子数为3,氢的质子数为1,Li+、H﹣核外电子数都为2,所以半径Li+<H﹣。
②该元素的第Ⅲ电离能剧增,则该元素属于第ⅡA族,为Mg元素。【解析】①.M②.9③.正四面体④.<⑤.H>B>Li⑥.Mg13、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水发生Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶剂,将析出深蓝色的晶体为Cu(NH3)4SO4•H2O。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析;含有空轨道的金属阳离子为中心离子,有孤对电子的原子或离子为配体,配位数就是配体的个数;
(2)根据结构式可知,N原子价电子对数为3、4,所以杂化方式为sp2、sp3;N;O提供孤电子对;
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,据此判断第一电离能大小;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移;据此判断酸性强弱。
【详解】
I.(1)溶液中呈天蓝色微粒的化学式是[Cu(NH3)4]2+,故答案为:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度,故答案为:降低溶剂的极性,减小Cu(NH3)4SO4⋅H2O的溶解度;
(3)蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4⋅H2O中Cu2+与NH3之间的化学键由Cu2+提供空轨道;N原子提供电子对,为配位键(或共价健);配体分子为氨气,空间构型为三角锥形,故答案为:配位键(或共价健);三角锥形。
II.(1)根据配合物K3[Fe(CN)6结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Fe3+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN−、配位数就是配体的个数,所以配位数为6,故答案为:Fe3+;CN−;6;
(2)①价电子对数=键+孤电子对数,根据结构式可知,N原子的价电子对数为:3、4,其杂化方式为sp2、sp3,故答案为:sp2;sp3;
②N、O提供孤电子对,所以故答案为:
(3)同周期,从左到右,第一电离能增大,As的价电子排布式为:4s24p3;p轨道半充满状态,较稳定,第一电离能最大,则第一电离能为:As>Se>Ge,故答案为:As>Se>Ge;
(4)分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强,故答案为:分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强。
【点睛】
配位键是指由提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的一种特殊的共价键,可表示为:A→B,箭头指向接受孤电子对的原子;通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,一般配合物由内界和外界两部分组成,内界是配合物中心原子或离子和一定数目的配位体,是配合物的特征部分,外界是内界以外的其他离子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶剂的极性,减小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位键(或共价健)⑤.三角锥形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.⑪.⑫.As>Se>Ge⑬.分子结构中非羟基氧原子数比多,所以的酸性强.或分子中As价态更高,导致中的O的电子向As偏移,氧氢键的极性变大,在水分子作用下,越容易电离出H+,故酸性更强14、略
【分析】【分析】
(1)Cr位于周期表中第4周期第ⅥB族,最高化合价为+6,基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,根据Cr的电子排布解答;
(2)①环己基甲醇分子中;C和O均满足八隅体,C和O均达到饱和;
②环己基甲醇的分子间存在氢键;
(3)①配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数,OH-和H2O均为单齿配体,H2NCH2CH2NH2为双齿配体;
②上述配合物中;非金属元素有C;H、O、N,同周期主族元素,随着原子序数增大,电负性增大;
(4)①每个晶胞中含有数目为:4;数目为:
每个晶胞的质量晶胞的体积再结合计算即可。
【详解】
为24号元素,价电子排布式为最高正价为价;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,价电子排布式为其原子核外有6个未成对电子;
环己基甲醇中C均以单键连接,采取杂化,O原子的杂化轨道数为4,也采取杂化;
环己基甲醇中含有羟基;分子间存在氢键,沸点较高;
中2个N原子均与形成配位键,配体有3个1个和1个故C的配位数为6;
同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,氢的电负性在四种元素中最小,故电负性:
每个晶胞中含有数目为:4;数目为:故化学式为
每个晶胞的质量晶胞的体积故晶胞的密度【解析】6O环己基甲醇分子间能够形成氢键15、略
【分析】【详解】
AlCl3是共价化合物,BeCl2与AlCl3化学性质相似,故BeCl2的化学键是共价键,其在固态时属于分子晶体,故答案为:共价键;分子晶体。【解析】①.共价键②.分子晶体16、略
【分析】【分析】
金属的堆积模型有简单立方堆积;体心立方堆积和面心立方堆积,配位数分别为6,8,12,铜属于面心立方堆积。
【详解】
金属的堆积模型有简单立方堆积;体心立方堆积和面心立方堆积,配位数分别为6,8,12,铜属于面心立方堆积,所以配位数为8的是体心立方堆积;
故答案为:体心立方;面心立方。【解析】①.体心立方②.面心立方三、原理综合题(共9题,共18分)17、略
【分析】【分析】
(1)Fe元素原子核外电子数为28;结合能量最低原理书写核外电子排布式,结合电子泡利原理分析未成对电子数;
(2)依据原子的第一电离能和电负性在元素周期表的周期性变化规律作答;
(3)依据杂化轨道理论分析;再结合共价键理论中σ键的存在规律判断分子内的σ键数目;
(4)①根据价层电子对互斥理论(VSEPR理论);先判断价层电子对数,再结合模型分析确定分子的空间构型;
②结合分子晶体的特点作答;
③依据相似相容原理及氢键对物质溶解性的影响分析。
(5)利用均摊法求出该晶胞内铜原子与氢原子的个数,确定化学式;依据晶胞的密度=利用几何关系得出结论。
【详解】
(1)Fe元素原子核外电子数为26,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;3d能级上有五个轨道,六个电子,根据泡利原理可知,其能级上的未成对电子数为:4.
故答案为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;4;
(2)在元素周期表中;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,其中IIA族与VA族元素因核外电子所处能级为全充满;半充满状态,结构稳定,故第一电离能反常的比相对应的后一主族元素偏大,因此C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的元素为N;同一周期中从左到右,元素的电负性逐渐变大,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐变小,因此上述五种元素中,电负性最大的元素是O。
故答案为N;O;
(3)H2NCH2COOH分子中,其中羧基中的碳原子形成两个单键和一个双键,故其杂化类型为sp2;另一个C原子结合的原子数为4,无孤电子对,则其杂化轨道数为4,故采用的杂化类型为sp3;因为共价单键中由一个σ键组成,共价双键中由一个σ键和一个π键组成,共价三键由一个σ键和两个π键组成,H2NCH2COOH的结构式可表示为:故1molH2NCH2COOH中含有σ键的数目为9NA;
故答案为sp2、sp3;9;
(4)①CO2分子的σ键电子对数为2,中心原子C无孤电子对,故其空间立体构型为直线形,而H2O分子的σ键电子对数为2;中心原子O的孤电子对数为2,其VSEPR模型为四面体形,分子空间构型为V形;
故答案为直线形;V形;
②因尿素的熔点为132.7℃;熔点较低,则其固体属于分子晶体;
故答案为分子;
③CO(NH2)2可与水形成氢键;使得溶剂与溶质之间的作用力增大,溶解性增强;
故答案为尿素可与水分子间形成氢键;
(5)从晶胞结构可以看出,晶胞内的Cu原子数=8×(顶点)+6×(面心)=4,晶胞内的H原子数=4×1(体内)=4,则该晶体的化学式为CuH,晶胞内含4个CuH,设该晶胞的棱长为anm,则体积为(a×10-7)3cm3,晶胞的质量为=g,根据晶胞的密度等于晶胞的质量与晶胞的体积之比,列式得出ρ==则a=×107nm;
故答案为CuH;×107【解析】1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s24NOsp2、sp39直线形V形分子尿素与水分子之间可以形成氢键CuH×10718、略
【分析】【详解】
(1)元素p为26号元素,为铁元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;
(2)a为H,d为N,二者化合生成NH3,分子中N原子含有一对孤对电子,价层电子对数是4,氮原子是sp3杂化。空间构型是三角锥形;所以是极性分子;
(3)主要从电子跃迁角度解释;电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量,所以Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光;
(4)o是Mn元素,p是Fe元素,Mn2+的价电子排布为3d5,属于半充满稳定结构,难再失去一个电子,气态Fe2+的电子排布为3d6;失去一个电子后是半充满稳定结构;
(5)i为Al原子,以Al原子为中心,每个面的面心处距Al原子最近且相等,共为12个原子。一个晶胞中Al原子数目为8×1/8+6×1/2=4。【解析】1s22s22p63s23p63d64s2sp3极性电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,较稳定12419、略
【分析】【详解】
(1)①基态O原子的核外电子排布为1s22s22p4;分别占据K;L能层,1s、2s、2p三个能级,2p为最高能级排布4个电子,有4种不同的运动状态;答案:2;4。
②CH4是正四面体结构,键角10928,;H2O是V型分子,键角10430,;CO2是直线型分子,键角为180CH4、H2O、CO2分子键角从大到小的顺序是CO2>CH4>H2O;在H3BNH3中的B与N原子之间存在配位键。答案:CO2>CH4>H2O;是。
(2)AlH4-为含有5个原子的阴离子,价电子数为3+14+1=8,与AlH4-互为等电子体的分子有CH4。AlH4-的中心原子价层电子对数为4,且中心原子不含孤对电子,所以其立体构型是正四而体形,Al原子的杂化轨道类型是sp3杂化。金属性越强,电负性越小,其电负性由大到小的顺序为H>Al>Na。答案:CH4;sp3;H>Al>Na。
(3)根据该合金的晶胞图可知,晶胞中心有一个镍原子,其他8个镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点,所以晶胞实际含有的镍原子为1+1/28=5,晶胞实际含有的镧原了为81/8=1,所以晶体的化学式LaNi5。答案:LaNi5。
②一个晶胞的质量m=M/NA,根据m=V=Vd即V=M/NAd;答案:M/NAd。
③LaNi5合金储氢后的密度p=m(晶胞中的H)/V(晶胞)=16/[NA(a10-10)2c10-10sin60],由定义式可知储氢能力=
=61030/(NAa2csin60M)【解析】24CO2>CH4>H20是CH4sp3H>Al>NaLaNi5M/NAd61030/(NAa2csin60M)20、略
【分析】【分析】
(1)氮原子核外有7个电子,电子排布式为1s22s22p3;镓为31号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1;依据电子排布式解答;
(2)①H2N-CH2-CH2-NH2中氮原子的价层电子对数为(5+3)=4;
②中心原子Cu2+提供空轨道;乙二氨分子中N原子提供孤对电子;
③乙二氨和水都是极性分子;相似相溶,乙二氨分子与水分子间可形成氢键。
(3)①观察晶胞结构发现N原子周围距离最近的B数目为4;即配位数为4;由图可知,晶胞为面心立方堆积,以顶点的N原子分析,位于面心的原子与之相邻,1个顶点原子为12个面共用,所以离N原子最近且等距离的N原子有12个,同理离硼原子最近且等距离的硼原子有12个;
②每个六棱柱平均含有一个N原子和一个B原子,两原子的相对原子质量之和为25,设层与层之间距离为h,六棱柱体积为a2hcm3,六棱柱质量为=a2hdg,所以h=cm=×1010pm。
【详解】
(1)氮原子核外有7个电子,基态氮原子的核外电子排布图为镓为31号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1;有8个不同的能层,所以基态镓(Ga)原子的核外具有8种不同能量的电子。
故答案为8;
(2)①H2N-CH2-CH2-NH2中氮原子的价层电子对数为(5+3)=4,所以轨道杂化类型为sp3;
②配合离子[Cu(en)2]2+中心原子Cu2+提供空轨道,乙二氨分子中N原子提供孤对电子,因此提供孤电子对的原子是N,配合离子结构简式为
③乙二氨和水都是极性分子;相似相溶,乙二氨分子与水分子间可形成氢键,所以乙二氨易溶于水。
故答案为sp3;N;乙二氨与水形成分子间氢键;乙二氨分子与水分子均为极性分子;
(3)①观察晶胞结构发现N原子周围距离最近的B数目为4;即配位数为4;由图可知,晶胞为面心立方堆积,以顶点的N原子分析,位于面心的原子与之相邻,1个顶点原子为12个面共用,所以离N原子最近且等距离的N原子有12个,同理离硼原子最近且等距离的硼原子有12个;
②选取晶体结构中最小的正六棱柱为计算单位,根据均摊法可以计算出每个六棱柱平均含有一个N原子和一个B原子,两原子的相对原子质量之和为25。已知六方氮化硼同层中B与N之间的距离为acm,则正六边形的边长为acm,设层与层之间距离为h,六棱柱体积为a2hcm3,又知其密度为dg•cm-3,则六棱柱质量为=a2hdg,所以h=cm=×1010pm,则层与层之间距离的计算表达式为×1010pm。
故答案为4;12;1010。【解析】8sp3N乙二氨与水形成分子间氢键,乙二氨分子与水分子均为极性分子412101021、略
【分析】【分析】
X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素,X原子核外的M层中只有两对成对电子,核外电子排布应为1s22s22p63s23p4;X为S元素;Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Y有2个电子层,最外层电子数为4,则Y为C元素;Z是地壳内含量最高的元素,为O元素;M的内层电子数是最外层电子数的9倍,M只能处于第四周期,最外层电子数只能为2,内层电子总数为18,核外电子总数为20,M为Ca元素;N的原子序数比M小1,则N为K元素;Q在元素周期表的各元素中电负性最大,Q为F元素;P元素的第三电子层处于全充满状态,第四电子层只有一个电子,原子核外电子数=2+8+18+1=29,则P为Cu元素,据此解答。
【详解】
X为S元素;Y为C元素,Z为O元素,M为Ca元素,N为K元素,Q为F元素,P为Cu元素。
(1)X为S元素,元素在周期表中的位置是:第三周期ⅥA族,外围电子排布为3s23p4,它的外围电子的电子排布图为P元素为Cu,属于ds区元素;
(2)SO2分子中S原子价层电子对数2+=3,S原子含有1对孤电子对,所以其立体结构是V形,CO2分子C原子呈2个σ键、没有孤电子对,C的杂化轨道类型为sp杂化,SO2为极性分子,CO2为非极性分子,H2O为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂,故SO2的溶解度较大;
(3)含有K元素的盐的焰色反应为紫色;许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量;
(4)元素M与Q分别为Ca和F,形成的晶体为CaF2,Ca2+作面心立方最密堆积,F-做四面体填隙,Ca2+的配位数为8,F-的配位数为4;所以M离子与Q离子的配位数之比为2∶1;
(5)P为Cu,P单质形成的晶体中,原子采取的堆积方式为面心立方最密堆积,一个晶胞中有Cu的个数为8×个,设Cu的半径为r,则V球=4×=根据几何关系,晶胞边长为a=2r,所以晶胞的体积V晶胞=a3=16r3,所以空间利用率为×100%。
【点睛】
本题是对物质结构的考查,涉及核外电子的排布、化学键、杂化方式与空间构型、分子结构与性质、晶胞计算等,(4)中注意利用均摊法计算晶胞的质量,涉及球、立方体的体积的计算等,难度中等。【解析】dsV形sp杂化SO2SO2为极性分子,CO2为非极性分子,H2O为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂,故SO2的溶解度较大紫电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量2∶1面心立方最密堆积22、略
【分析】【详解】
(1)Cu为29号元素,其简化电子排布式为[Ar]3d104s1;
(2)碳原子2p能级有两个电子;得到一个电子后2p能级为半充满,能量低更稳定,所以碳原子第一电子亲合能较大;原子得到一个电子后显负电性,若要再得电子会有较大的排斥力,需要吸收能量,所以第二电子亲合能为负值;
(3)根据D-青霉胺的结构简式可知S原子与氢原子形成一个σ键,与碳原子形成一个σ键,同时还有两对孤电子对,所以为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形;形成羧基的碳原子与氧原子形成一个碳氧双键,为sp2杂化,其他碳原子均为饱和碳原子,均为sp3杂化;
(4)D-青霉胺中的羧基;氨基均为亲水基;能与水分子间形成氢键;
(5)已面心的S2-为研究对象,每个晶胞内部有2个距离S2-相等且最近的Zn2+,所以该晶胞中S2-的配位数为4;根据均摊法,该晶胞含有S2-个数为=4,含有Zn2+的个数为4,所以晶胞的质量m=所以晶胞的体积V=【解析】[Ar]3d104s1碳原子2p能级有两个电子,得到一个电子后2p能级为半充满,能量低更稳定原子得到一个电子后显负电性,若要再得电子会有较大的排斥力,需要吸收能量四面体形sp2、sp3D-青霉胺中的羧基、氨基能与水分子间形成氢键4(65+32)×4/ρNA23、略
【分析】【分析】
⑴锰元素是25号元素,锰原子价电子为3d74s2。
⑵①铜离子有空轨道,因此与铜离子形成配合物的分子或离子应具有孤电子对;②醋酸根中两个碳原子的价电子对数分别为4个和3个,[Cu(NH3)2]+中每个铜离子形成2个配位键,每个配体分子中有3个共价键;③根据价电子C-=N=O+,可以书写出与NH3互为等电子体的离子。
⑶锰和铼的晶体都属于金属晶体;其熔点决定与金属键。
⑷三氧化铼为立方晶胞;铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心,则每个晶胞中有1个铼原子核3个氧原子,每个铼原子的上;下、左、右、前、后都有一个等距的氧原子,根据公式求出三氧化铼的密度。
【详解】
⑴锰元素是25号元素,锰原子价电子为3d74s2,价电子排布图为它处于元素周期表d区;故答案为:d。
⑵①铜离子有空轨道;因此与铜离子形成配合物的分子或离子应具有孤电子对;故答案为:具有孤对电子(或孤对电子)。
②醋酸根中两个碳原子的价电子对数分别为4个和3个,故其杂化轨道类型为sp3和sp2,[Cu(NH3)2]+中每个铜离子形成2个配位键,每个配体分子中有3个共价键,因此1mol[Cu(NH3)2]+配离子中含有σ键的数目为8NA,故答案为:sp3和sp2;8NA。
③根据价电子C-=N=O+,与NH3互为等电子体的离子有H3O+或CH3-;故答案为:H3O+或CH3-。
⑶锰和铼的晶体都属于金属晶体;其熔点决定与金属键,金属铼的熔点高于锰,说明锰的金属键弱于铼;故答案为:铼中的金属键强于锰。
⑷三氧化铼为立方晶胞,晶胞参数为apm,铼原子占据顶点,氧原子占据所有棱心,则每个晶胞中有1个铼原子核3个氧原子,每个铼原子的上、下、左、右、前、后都有一个等距的氧原子,故铼原子的配位数为6,铼原子填在了氧原子围成的八面体空隙中,三氧化铼的密度为故答案为:6;八面体;【解析】d具有孤对电子(或孤对电子)sp3和sp28NAH3O+或CH3-铼中的金属键强于锰6八面体24、略
【分析】【分析】
(1)Co是27号元素,其原子核外有27个电子,失去3d上1个电子和4s上2个电子生成Co3+离子,根据构造原理知Co3+基态的电子排布式;
(2)分子晶体熔沸点较低;离子晶体熔沸点较高,据此解答;
(3)①中Cl原子为中心原子,则其孤电子对数为0,且其形成了4个键,中心原子采取sp3杂化;则空间构型为正四面体。
②分子中,(III)提供空轨道,NH3中的N原子和CO32-中的O原子提供孤对电子,形成配位键;
③所有单键为键,双键中有一个键,由结构式可知,键数为9;
(4)Co3+有空轨道,而CO有孤电子对,故二者可形成配位键;从结构图中可看出C有的形成两个键,有的形成3个键,故杂化类型分别为sp和sp2杂化;
(5)题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。1pm=1010cm,六棱柱底部正六边形的面积=6(a10-10)2cm2,六棱柱的体积=6(a10-10)2(b10-10)cm3=3a2b10-30cm3。该晶胞中氧原子的数目为12+6+2+1=6,Li原子的数目为3,Co原子的数目为3,已知为阿伏加德罗常数的数值,则一个晶胞的质量为g,代入公式=计算。
【详解】
(1)钴是27号元素,根据构造原理可以写出钴离子的核外电子排布式为:因此,本题正确答案是:
(2)无水的熔沸点较高,则属于离子晶体;氯化铁熔沸点较低,则氯化铁属于分子晶体;
因此;本题正确答案是:离子;分子;
(3)①中Cl原子为中心原子,则其孤电子对数为0,且其形成了4个键,中心原子采取sp3杂化;则空间构型为正四面体。
②分子中,(III)提供空轨道,NH3中的N原子和CO32-中的O原子提供孤对电子,形成配位键,所以与(III)形成配位键的原子是和
③所有单键为键,双键中有一个键,由结构式可知,键数为9,则双聚氯胺分子中含键的数目为
因此,本题正确答案是:正四面体;和(或);
(4)从结构图中可看出C有的形成两个键,有的形成3个键,故杂化类型分别为sp和sp2杂化;
因此,本题正确答案是:sp和sp2。
(5)题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。1pm=1010cm,六棱柱底部正六边形的面积=6(a10-10)2cm2,六棱柱的体积=6(a10-10)2(b10-10)cm3=3a2b10-30cm3。该晶胞中氧原子的数目为12+6+2+1=6,Li原子的数目为3,Co原子的数目为3,已知为阿伏加德罗常数的数值,则一个晶胞的质量为g,故密度为==
因此,本题正确答案是:【解析】离子分子正四面体和(或)和625、略
【分析】【分析】
(1)Ga是31号元素,处于第四周期IIIA族,结合构造原理书写核外电子排布式;As基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3;
(2)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势;As原子4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能共用同周期相邻元素的;同周期主族元素自左而右电负性增大;
(3)GaCl3、GaBr3、GaI3均属于分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高;F元素的电负性很强,GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是GaF3是离子晶体;
(4)Ga原子与周围4个O原子形成4个共价键;草酸根中碳原子形成3个σ键;没有孤电子对,杂化轨道数目为3;
(5)均摊法计算晶胞中Ga;As原子数目;再计算晶胞质量,晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。
【详解】
(1)Ga是31号元素,处于第四周期IIIA族,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,As基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3;4p轨道3个电子是未成对电子;
(2)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势;As原子4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素的,故第一电离能:As>Se>Ga,同周期主族元素自左而右电负性增大,故电负性:Se>As>Ga;
(3)GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力增强,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔沸点依次升高;F元素的电负性很强,GaF3的熔点超过1000℃,可能的原因是GaF3是离子晶体;
(4)Ga原子与周围4个O原子形成4个共价键,镓原子的配位数为4,草酸根中碳原子形成3个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为3,草酸根中碳原子的杂化轨道类型为sp2;
(5)晶胞中Ga原子数目=8×+6×=4、As原子数目=4,晶胞质量=4×g,晶体密度=g/cm3。【解析】[Ar]3d104S24p1或1S22S22p63d104S24p13As>Se>GaSe>As>GaGaCl3、GaBr3、GaI3的熔沸点依次升高,原因是它们均为分子晶体,相对分子质量依次增大GaF3是离子晶体4sp24×145/(0.565×10-7)3NA四、结构与性质(共2题,共8分)2
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