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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年岳麓版选修三化学上册月考试卷72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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、某化合物的分子式为A属于第ⅥA族元素,B属于第ⅦA族元素,A和B在同一周期,它们的电负性分别为和已知分子的键角为下列推断不正确的是A.分子的空间构型为V形B.键为极性共价键,分子为非极性分子C.分子中A原子采取杂化D.分子中无H原子,分子间不能形成氢键2、光气(COCl2)是一种很重要的有机中间体。下列关于光气分子的几何构型和中心原子(C)的杂化方式说法正确的是A.平面三角形、sp2B.V形、sp3C.三角锥形、sp3D.三角锥形、sp23、下列说法正确的是A.NH3是极性分子,分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.氨气易溶于水的原因之一是氨气分子与水分子之间能形成氢键C.乙醇分子与水分子之间只存在范德华力D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱的排列顺序为HClO>HClO2>HClO3>HClO44、下列说法正确的是()A.HF、HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.CS2、H2S、C2H2都是直线形分子D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO45、下列说法正确的是()A.60gSiO2中含Si—O键的个数为4NAB.12g金刚石中含有C—C键的个数为NAC.金属Mg比金属Cu的空间利用率大D.邻羟基苯甲醛()比对羟基苯甲醛()的沸点高评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)6、SCN-、NO2+具有相同的原子个数,价电子数总是16,因此他们的结构与第二周期两元素组成的___分子的结构相同,微粒呈___形,中心原子___杂化。7、金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛,Ni的基态原子有________种能量不同的电子;很多不饱和有机物在Ni催化下可以H2发生加成反应,如①CH2═CH2、②HC≡CH、③④HCHO等,其中碳原子不是采取sp2杂化的分子有________(填物质编号),HCHO分子的立体构型为________8、硫和钒的相关化合物;在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为___________,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是________,VO43-的几何构型为________.
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用小的有效调节血糖的新型药物。
①基态S原子中原子核外未成对电子数为_______,该药物中S原子的杂化方式是_______.所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是___________.
②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是_________.
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”,下列物质中存在“离域Π键”的是_____.
A.SO2B.SO42-C.H2SD.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为______。图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3(列出计算式即可)。
9、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_________________________。10、铜的化合物用途非常广泛。已知下列反应:[Cu(NH3)2]++NH3+CO⇌[Cu(NH3)3CO]+,2CH3COOH+2CH2=CH2+O22CH3COOCH=CH2+2H2O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为______。
(2)NH3分子空间构型为_______,其中心原子的杂化类型是______。
(3)CH3COOCH=CH2分子中碳原子轨道的杂化类型是_______,1molCH3COOCH=CH2中含键数目为_____。
(4)CH3COOH可与H2O混溶,除因为它们都是极性分子外,还因为__________。
(5)配离子[Cu(NH3)3CO]+中NH3及CO中的C与Cu(Ⅰ)形成配位键。不考虑空间构型,[Cu(NH3)3CO]+的结构示意图表示为____评卷人得分三、工业流程题(共1题,共2分)11、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______________。评卷人得分四、计算题(共4题,共16分)12、(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_______。13、金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为____________。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。
14、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________15、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)。评卷人得分五、结构与性质(共3题,共6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、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)。
18、铁系元素是人体必需的微量元素,Fe3+可以与KSCN溶液、苯酚等发生显色作用。镁元素也是人体所必需的阳离子元素之一,它能够维持核酸结构的稳定性,调节机体免疫功能,对人体抵抗新冠病毒等病毒侵袭起着重要作用。(1)Fe3+的基态核外电子排布式为____________________。(2)与SCN−互为等电子体且为非极性分子的化学式为__________(任写一种)。(3)普鲁士蓝俗称铁蓝,晶胞如图甲所示(K+未画出),平均每两个晶胞立方体中含有一个K+,又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种,则Fe3+与Fe2+的个数比为_________。(4)血红素铁(图乙)用作铁强化剂,其吸收率比一般铁剂高3倍,在图乙中画出Fe2+与N原子间的化学键(若是配位键,需要用箭头加以表示)______________(5)镁单质晶体中原子的堆积模型如图,它的堆积模型名称为____________;晶胞是图中的_________________(填a、b或c);配位数是__________________;紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2acm3,镁单质的密度为ρg·cm-3,已知阿伏加德罗常数为NA,则镁的摩尔质量的计算式是________________。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【详解】
A.A属于第ⅥA族元素,最外层有6个电子,与B形成2个单键,含有2对孤电子对,故A原子采取杂化,分子的键角为VSEPR模型为四面体,减去孤对电子,分子的立体构型为“V”形,故A正确;
B.由电负性可知,B元素的非金属性更强,键为极性共价键,且分子构型为V形,正、负电荷中心不重合,故AB2分子为极性分子;B错误;
C.A属于第ⅥA族元素,最外层有6个电子,与B形成2个单键,含有2对孤电子对,故A原子采取杂化;故C正确;
D.A属于第ⅥA族元素,B属于第ⅦA族元素,分子中不可能含有H原子;分子间不能形成氢键,故D正确;
答案选B。2、A【分析】【详解】
根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型,光气(COCl2)分子中C原子形成2个C-Cl键,1个C=O,C原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=没有孤电子对,则其分子空间构型为平面三角形,中心原子(C)采取sp2杂化;故A正确;
故选A。3、B【分析】【详解】
A.N与3个H原子形成键,孤对电子数为=1,所以N原子采用sp3杂化;为三角锥形分子,分子中N原子处在三角锥的顶点上,故A错误;
B.氨气分子与水分子之间能形成氢键;使得氨气易溶于水,故B正确;
C.乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力;故C错误;
D.Cl元素的化合价越高,对应的氧化物的水化物的酸性越强,应为HClO<HClO2<HClO3<HClO4;故D错误;
故选B。4、B【分析】【详解】
A.因为F的非金属性较强,对应的氢化物HF分子间可形成氢键,沸点较高,故A错误;
B.CH4中只含有C-H极性键,CCl4中只含有C-Cl极性键,CH4、CCl4的空间构型为正四面体,分子结构对称,正负电荷中心重合的属于非极性分子,故B正确;
C.H2S分子中,S原子形成2个键,孤电子对数为=2,则为sp3杂化,为V形,CS2、C2H2中心原子的杂化方式sp杂化,为直线形分子,故C错误;
D.Cl元素的化合价越高,对应的氧化物的水化物的酸性越强,则酸性HClO4>HClO3>HClO2>HClO,故D错误。
所以B选项是正确的。5、A【分析】【分析】
【详解】
A.1molSiO2中含4molSi—O键,60gSiO2中含Si—O键的个数为4NA;故A正确;
B.1mol金刚石中含有2molC—C键,12g金刚石中含有C—C键的个数为2NA;故B错误;
C.金属Mg属于六方最密堆积;金属Cu属于面心立方最密堆积,二者的空间利用率相同均为74%,故C错误;
D.邻羟基苯甲醛()比对羟基苯甲醛()的沸点低;前者易形成分子内氢键,使熔沸点降低,后者易形成分子间氢键,使熔沸点升高,故D错误;
故选A。二、填空题(共5题,共10分)6、略
【分析】【分析】
根据价电子数C=N+;计算出碳原子价层电子对数,再得出杂化方式和分子构型。
【详解】
根据价电子数C=N+,SCN-、NO2+具有相同的原子个数,价电子数总是16,因此他们的结构与第二周期两元素组成的CO2分子的结构相同,CO2分子中碳原子价层电子对数为中心原子sp杂化,微粒呈直线形;故答案为:CO2;直线;sp。【解析】①.CO2②.直线③.sp7、略
【分析】【分析】
Ni的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,同一能级轨道上的电子能量相同;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3个σ键,没有孤对电子,碳原子均为sp2杂化,而HC≡CH中碳原子均形成2个σ键、没有孤对电子,为sp杂化;HCHO中碳原子为sp2杂化;空间构型为平面三角形。
【详解】
Ni的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,有7个能级,同一能级轨道上的电子能量相同,则Ni的基态原子有7种能量不同的电子;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3个σ键,没有孤对电子,碳原子采取sp2杂化,HC≡CH中碳原子均形成2个σ键、没有孤对电子,碳原子采取sp杂化;HCHO中碳原子为sp2杂化,空间构型为平面三角形;故答案为:7,②,平面三角形。【解析】①.7②.②③.平面三角形8、略
【分析】【分析】
(1)钒处于第四周期VB族,外围电子排布式为3d34s2,结合泡利原理、洪特规则画外围电子轨道表达式;核外电子排布处于半充满、全充满或全空时更稳定;VO43-中V形成4个σ键,孤电子对数为=0,杂化方式为sp3;
(2)①S原子形成2个σ键;有2对孤电子对,杂化轨道数目为4;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的;
②羧基可与水分子之间形成氢键;
(3)构成条件:多原子分子中各原子在同一平面;且有相互平行的p轨道,有单电子;硫酸根离子是正四面体结构,各原子不在同一平面,硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道;
(4)均摊法计算晶胞中V、S原子数目,确定化学式;根据V、S原子数目,结合摩尔质量计算晶胞质量,再根据ρ=计算晶胞密度。
【详解】
(1)钒原子为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子轨道排布式为其最稳定的化合价应该是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构。根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5;配位原子O不提供电子,带有三个单位负电,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。
(2)①S原子的电子排布为[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能级上有4个电子,分配在三个轨道中,有两个单电子。从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化。其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为:N>O>C。
②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键;所以其水溶性会更好。
(3)从题目表述来看;形成离域Π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为角型,二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误。而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项A和选项D。
(4)晶胞中有V为:8×1/8+4×1/4=2个;S为:2×1=2个,所以化学式为VS。因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为2×(32+51)/NAg。根据图4得到晶胞底面的面积为a×nm2,所以晶胞的体积为:a××bnm3。1nm=10-7cm,所以晶体密度为【解析】+5正四面体2sp3N>O>C2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大ADVS9、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10、略
【分析】【分析】
根据铜原子的电子排布式;失去最外层与次外层各一个电子,依此写出铜离子的电子排布式;根据VSEPR判断其空间构型和杂化轨道形式;根据结构中σ键数,判断杂化轨道形式和计算σ键;根据分子间可以形成氢键,判断相溶性;根据形成配位键,判断结构示意图。
【详解】
(1)Cu元素的核电荷数为29,核外电子数也为29,基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2+,Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9;答案为1s22s22p63s23p63d9。
(2)NH3分子中N原子价层电子对数=3+=4,且含有1对孤电子对,根据VSEPR模型为四面体形,由于一对孤电子对占据四面体的一个顶点,所以其空间构型为三角锥形,根据杂化轨道理论,中心N原子的杂化方式为sp3杂化;答案为三角锥形,sp3。
(3)CH3COOCH=CH2分子中甲基上的C形成4个σ键,没有孤对电子,C原子为sp3杂化,羧基上的碳、碳碳双键中碳都形成3个σ键,没有孤对电子,为sp2杂化,CH3COOCH=CH2分子中含有1个C.6个C-H、2个C-O、1个C=O、1个C=C键,则σ键的数目为1+6+2+1+1=11,1molCH3COOCH=CH2分子中含有σ键的数目为11mol;答案为:sp2和sp3;11mol。
(4)乙酸和水都为极性分子,且分子之间可形成氢键,故CH3COOH可与H2O混溶;答案为CH3COOH与H2O之间可以形成氢键。
(5)Cu(I)提供空轨道,N、C原子提供孤对电子,Cu(I)与NH3及CO中的C形成配位键,结构示意图表示为:答案为【解析】①.[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9②.三角锥③.sp3④.sp2和sp3⑤.11mol⑥.CH3COOH与H2O之间可以形成氢键⑦.三、工业流程题(共1题,共2分)11、略
【分析】【分析】
废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化钠生成As2S3沉淀,为防止As2S3与硫离子反应再次溶解,所以再加入硫酸亚铁除去过量的硫离子,过滤得到As2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢将亚砷酸氧化成砷酸,亚铁离子氧化成铁离子,再加入CaO沉淀砷酸根、铁离子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低浓度含砷废水。
【详解】
(1)As元素为33号元素,与N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族自上而下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正确;
b.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径依次增大,原子半径:As>P>S,故b错误;
c.同主族元素自上而下第一电离能减小,P和S同周期,但是P原子3p能级为半满状态,更稳定,第一电离能更大,所以第一电离能P>S>As;故c错误;
综上所述选a;
(3)根据分析可知沉淀为微溶物CaSO4;
(4)As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq),所以需要加入FeSO4除去过量的硫离子;使平衡逆向移动,一级沉砷更完全;
(5)含砷物质物质为H3AsO3,加入过氧化氢可以将其氧化成H3AsO4,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根据题意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根据元素守恒可知反应物应该还有H2O,FeS2整体化合价升高15价,一个O2降低4价,所以二者的系数比为4:15,再根据元素守恒可得离子方程式为4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【点睛】
同一周期元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能大于相邻元素。【解析】第四周期第VA族aCaSO4沉淀过量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq)平衡逆向移动,使一级沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+四、计算题(共4题,共16分)12、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】232:3MgB213、略
【分析】【详解】
题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积=6×a2cm2,六棱柱的体积=6×a2ccm3,该晶胞中Zn原子个数为12×+2×+3=6,已知Zn的相对原子质量为65,阿伏伽德罗常数的值为NA,则Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆积(A3型)14、略
【分析】【详解】
(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故晶胞中钨原子个数为故答案为:2;
(2)已知金属钨的密度为ρ,钨的相对原子质量是M,每个晶胞中含有2个钨原子,则每个晶胞的质量为又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度解得故答案为:0.3163nm;
(3)晶胞体对角线的长度为钨原子半径的4倍,则计算得出钨原子半径为故答案为:0.137nm;
(4)每个晶胞中含2个钨原子,钨原子为球状,根据则体心立方结构的空间利用率为故答案为:68%。【解析】20.3163nm0.137nm68%15、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)五、结构与性质(共3题,共6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】
【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
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