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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年外研版选修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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,它违背了()A.能量守恒原理B.泡利不相容原理C.能量最低原理D.洪特规则2、CO和的某些性质及相关键能如下表所示;下列说法不正确的是。
表一。分子熔点沸点常温时在水中的溶解度CO
表二。碳氮键键能氮氮键键键能193418946
A.CO与的价电子总数相等B.由表2可知,CO的活泼性不及因为的键能大于C.由表1可知,CO的熔沸点高于因为CO分子间作用力大于D.由表1可知,室温时CO在水中的溶解度大于因为CO是极性分子3、将石墨置于熔融的钾或气态钾中,石墨吸收钾形成名称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是。
A.题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物B.钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化C.若某钾石墨的原子分布如图所示,则它所表示的是C12KD.最近两个K原子之间距离为石墨中C—C键键长的2倍4、有关晶体的下列说法中,正确的是A.原子晶体中共价键越强,熔点越高B.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定C.冰融化时水分子中共价键发生断裂D.氯化钠熔化时离子键未被破坏5、根据下表给出的几种物质的熔点;沸点数据;判断下列有关说法中错误的是()
A.SiCl4是分子晶体B.单质B可能是原子晶体C.AlCl3加热能升华D.NaCl中化学键的强度比KCl中的小评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)6、Ni2+的价电子排布图为________7、下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是____________(填序号,下同),违反能量最低____________,违反洪特规则的是____________,违反泡利不相容原理的是____________。
①
②
③P:
④
⑤
⑥
⑦O:8、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_________________________________________。9、第四周期中的18种元素具有重要的用途;在现代工业中备受青睐。
(1)其中,未成对电子数最多的元素名称为_______,该元素的基态原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为_______。
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能不符合这一规律原因是_______。
(3)AsH3中心原子杂化的类型为_______,分子构型为_______
(4)过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。基态铁原子核外的价电子排布图为_______。
(5)与CN-互为等电子体的一种分子为_______(填化学式);1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有s键的数目为_______10、把CoCl2溶解于水后加氨水直到先生成的Co(OH)2沉淀又溶解后,生成[Co(NH3)6]2+。此时向溶液中通入空气,得到的产物中有一种其组成可用CoCl3·5NH3表示。把分离出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液,则析出AgCl沉淀。经测定,每1molCoCl3·5NH3只生成2molAgCl。请写出表示此配合物结构的化学式:_________;此配合物中的Co化合价为_____________。11、叠氮化合物是一类重要的化合物,其中氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸,其分子结构可表示为H—N=N≡N,肼(N2H4)被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸(HN3),发生的反应为N2H4+HNO2=2H2O+HN3。HN3的酸性和醋酸相近,可微弱电离出H+和N3-。试回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是___(填序号)。
A.HN3中含有5个σ键。
B.HN3中的三个氮原子均采用sp2杂化。
C.HN3、HNO2、H2O、N2H4都是极性分子。
D.N2H4沸点高达113.5℃;说明肼分子间可形成氢键。
(2)叠氮酸根能与许多金属离子等形成配合物,如[Co(N3)(NH3)5]SO4,在该配合物中钴显___价;根据价层电子对互斥理论判断SO42-的空间构型为___。
(3)与N3-互为等电子体的分子有___(写两种即可)。12、固体电解质有广泛的用途。研究发现,晶体中有特殊结构为离子如提供快速迁移的宽敞通道或者有“点缺陷”,都能使其具有导电潜力。比如:图所示的锂超离子导体和图所示的有“点缺陷”的NaCl。
根据所学知识回答下列问题:
(1)在变化“Cl+e-→Cl-”过程中,所得电子填充在基态Cl的________能级,此过程会_______填“吸收”或“释放”能量。
(2)中B的杂化形式为__________,其等电子体为:___________任写一种与其VSEPR模型相同,且有1对孤电子对的相对分子质量最小的分子是____________。
(3)图所示晶胞中位于__________位置;若将晶体中形成宽敞通道的换成导电能力会明显降低,原因是_____________。
(4)图中,若缺陷处填充了则它____________填“是”或“不是”的晶胞,在NaCl晶体中,填充在堆积而成的___________面体空隙中。13、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14、如图所示是某些晶体的结构;它们分别是NaCl;CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一部分。
(1)其中代表金刚石的是(填编号字母,下同)____。
(2)其中代表石墨的是____。
(3)其中代表NaCl的是___。
(4)代表CsCl的是___。
(5)代表干冰的是____。评卷人得分三、结构与性质(共5题,共10分)15、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________.16、C;O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常见元素。
(1)Fe在元素周期表中的位置是_____,Cu基态原子核外电子排布式为________。
(2)C和O的气态氢化物中,较稳定的是________(写化学式)。C的电负性比Cl的________(填“大”或“小”)。
(3)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式____________________________。
(4)碳有多种同素异形体;其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接___________个六元环,每个六元环占有___________个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接__________个六元环,六元环中最多有_________个C原子在同一平面。
(5)刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放将导致环境污染和资源的浪费,为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2;回收过程如下:
①试剂X的化学式为______________;
②若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L-1,则加入Cl2和物质X后,过滤。为使溶液铁元素完全转化为Fe(OH)3,而CuCl2不产生沉淀。则应控制pH的范围是____________________________(设溶液体积保持不变),已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38、Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、lg5=0.7。17、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。18、据世界权威刊物《自然》最近报道,选择碲化锆(ZrTe5)为材料验证了三维量子霍尔效应;并发现了金属-绝缘体的转换。Te属于ⅥA元素。回答下列问题:
(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中d轨道上的电子数是___,Zr2+的价电子排布图是___。
(2)O、Se、Te的第一电离能由大到小的顺序是___,H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是___。
(3)H2Te和CO2均为三原子分子,但它们的键角差别较大,试用杂化轨道理论解释,理由是___。
(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,其中的配位原子是___(填符号),1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中含共价键的数目是___。
(5)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物,其硬度极高,可用于陶瓷和耐火材料,其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数是___。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,则立方氧化锆的密度为___g/cm3。
19、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)。
评卷人得分四、有机推断题(共4题,共8分)20、Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q;X原子p轨道的电子数分别为2和4.请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲;乙;下列判断正确的是________。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙。
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙。
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙。
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙。
(4)Q;R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26;其中分子中的σ键与π键的键数之比为________,其中心原子的杂化类型是________。
(6)若电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取________。A.电子的运动轨迹图像B.原子的吸收光谱C.电子体积大小的图像D.原子的发射光谱(7)某元素原子的价电子构型为3d54s1,该元素属于________区元素,元素符号是________。21、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)____________________。22、W;X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中;成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:W____,X____,Y____,Z____。
(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是____;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有____。
(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是________(写化学式)。
(4)写出Z2Y2的电子式:____________。23、短周期元素W;X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能量的电子。
(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是________(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为________________。
(3)Y原子的最外层电子排布式为________________,Y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为________________________________________________。
(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_______(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式______________________________。评卷人得分五、实验题(共1题,共3分)24、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5题,共10分)1、D【分析】【详解】
P原子的3p能级上有3个轨道,3p能级上有3个电子,3个电子应该排在3个不同的轨道上,且自旋方向相同。本题的电子排布违背了洪特规则。洪特规则是在等价轨道(指相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,据此可知,该电子排布式违背了洪特规则,应排布为1s22s22p63s23px13py13pz1。
故选D。
【点睛】
泡利不相容原理:每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子;洪特规则:在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋;能量最低原理:在不违反泡利原理的条件下,电子优先占据能量较低的原子轨道,使整个原子体系能量处于最低,这样的状态是原子的基态。2、B【分析】【详解】
与属于等电子体,结构相似,CO与的价电子总数相等为14;故A正确;
B.根据氮气分子结构知,一个CO分子中含有2个键,根据表中键能知,CO中第一个键的键能是中第一个键的键能是CO中第一个键的键能较小,所以CO的第一个键比更容易断;所以一氧化碳比氮气活泼,故B错误;
C.一氧化碳和氮气形成晶体为分子晶体,分子间作用力越大,沸点越高,由表1可知,CO的熔沸点高于是因为CO分子间作用力大于故C正确;
D.水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于是因为CO分子有弱极性,故D正确;
故选:B。3、D【分析】【详解】
A.题干中列举的6种物质是石墨吸收钾形成的不属于有机物;而是无机化合物,A项错误;
B.钾石墨是石墨吸收钾形成的化合物,其中的碳原子形成了键角约为120°的三条共价键,因此采用的是sp2杂化;B项错误;
C.由该种钾石墨的结构可知,可选择图中虚线框选的部分作为该钾石墨的晶胞,碳原子位于晶胞的内部共有8个,钾原子位于晶胞的四个顶点上,因此均摊法计算该钾石墨的化学式为C8K;C项错误;
D.由该种钾石墨的结构可知,钾原子排列在每个六边形单元格中心位置,并且间隔一个六边形单元格填充,因此钾原子之间的最短距离等于相邻的两个六边形单元格中心连线的长度的2倍,即碳碳键长的倍;D项正确;
答案选D。4、A【分析】【分析】
原子晶体熔化;需要克服共价键,分子晶体熔化,只需克服分子间作用力,离子晶体熔化需要克服离子键,据此解答。
【详解】
A.原子晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低;所以原子晶体中共价键越强,熔点越高,故A正确;
B.分子间作用力只影响晶体的物理性质;与其稳定性无关,晶体中分子间作用力越大,其熔沸点越大,故B错误;
C.冰中存在分子间作用力;所以冰融化时克服分子间作用力,共价键不变,故C错误;
D.氯化钠是由离子键形成的化合物;则熔化时要破坏离子键,故D错误;
答案为A。5、D【分析】【详解】
A.由表中数据可知,SiCl4的熔沸点较低;属于分子晶体,故A正确;
B.单质B的熔沸点很高;所以单质B是原子晶体,故B正确;
C.由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低,所以AlCl3加热能升华;故C正确;
D.KCl;NaCl均为离子晶体;决定晶格能的因素为:离子电荷、离子半径,钾离子的半径大于钠离子,所带电荷相同,因此NaCl的晶格能较大,化学键强度较大,故D错误;
故选D。二、填空题(共9题,共18分)6、略
【分析】【详解】
Ni核外电子排布式为[Ar]3d84s2,则Ni2+价电子排布式为3d8,根据泡利原理和洪特规则,价电子排布图为故答案为:【解析】7、略
【分析】【分析】
能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里;然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里;洪特规则:即电子分布到能量筒并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,因为这种排布方式原子的总能量最低,所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道;泡利不相容原理:指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的两个电子。
【详解】
由分析知①⑤⑥表示式正确;
②根据核外电子排布规律判断,电子排完2s轨道后应排能量较低的2p轨道而不是3p轨道,正确的电子排布式应为违背能量最低原理;
③3p轨道上正确的轨道表示式应为没有遵循洪特规则;
④忽略了能量相同的原子轨道上电子排布为半充满状态时,体系的能量较低,原子较稳定,正确的电子排布式应为违背洪特规则;
⑦正确的轨道表示式应为违反泡利不相容原理;
综上所述;答案为:①⑤⑥;②;③④;⑦。
【点睛】
当同一能级上的电子排布为全充满,半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性,这就是洪特规则的特例。【解析】①.①⑤⑥②.②③.③④④.⑦8、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9、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)第四周期中原子未成对电子数最多的元素是铬,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1;所以铬最外层为N层,有1个电子,N层上原子轨道为spdf四种,共有轨道数为1+3+5+7=16,故答案为:铬;16;
(2)原子的最外层电子数处于半满或全满时,是一种稳定结构,此时原子的第一电离能都高于同周期相邻的元素,30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定,所以30Zn与31Ga的第一电离能不符合逐渐增大的规律,故答案为:30Zn的4s能级有2个电子;处于全满状态,较稳定;
(3)氨分子中氮原子按sp3方式杂化,N与As同主族,所经AsH3的结构应与NH3相似,AsH3中心原子杂化的类型为sp3,分子构型为三角锥形,故答案为:sp3;三角锥形;
(4)铁为26号元素,基态铁原子核外的价电子排布图为故答案为:
(5)与CN-互为等电子体的分子有CO或N2;Fe3+和6个CN-形成6个配位键,这6个配位键都为键,每个CN-中含有1个键,则每个[Fe(CN)6]3-中含有键的数目为12,1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有键的数目=1.5mol12NA/mol=18NA,故答案为:CO或N2;18NA。【解析】铬1630Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定sp3三角锥形CO或N218NA10、略
【分析】【分析】
1molCoCl3•5NH3只生成2molAgCl,说明一个CoCl3•5NH3的外界有两个Cl-,一个Cl-为配体,Co3+的配位数为6,除了一个Cl-为配体,所以5个NH3为配体;据此确定其化学式。
【详解】
根据化合物中各元素的正负化合价的代数和为0,氯离子的化合价为-1价,NH3不带电荷,所以Co元素化合价为+3价,1molCoCl3•5NH3只生成2molAgCl,说明一个CoCl3•5NH3的外界有两个Cl-,一个Cl-为配体,Co3+的配位数为6,除了一个Cl-为配体,5个NH3为配体,所以其化学式为[Co(NH3)5Cl]Cl2。【解析】[Co(NH3)5C1]C12+311、略
【分析】【详解】
(1)A.根据HN3的分子结构可知,HN3分子中存在3个σ键;故A错误;
B.HN3分子中连接三键的氮原子为sp杂化;故B错误;
C.HN3、HNO2、H2O、N2H4分子的正;负电荷中心不重合;都是极性分子,故C正确;
D.N2H4为分子化合物;N元素电负性较高,能够形成分子间氢键,分子间氢键的存在会使物质的熔;沸点升高,故D正确;
故答案为:CD;
(2)[Co(N3)(NH3)5]SO4中带1个单位负电荷,NH3不带电荷,带2个单位负电荷,根据化合物中元素化合价的代数和等于零可知,[Co(N3)(NH3)5]SO4中钴显+3价;硫酸根离子中S原子的价层电子对数为无孤电子对,故其空间构型为正四面体形;
(3)互为等电子体的粒子必须满足两个条件:①所含原子总数相等;②所含价电子总数相等,价电子总数为3×5+1=16,因此与互为等电子体的分子有CO2、CS2。【解析】①.CD②.+3③.正四面体形④.CO2、CS212、略
【分析】【分析】
根据晶胞的图形,可用均摊法进行计算,结合题给化学式、原子团,可判断各小球代表的粒子;图(a)晶体中因大体积阴离子BF4-而具有了为离子如提供快速迁移的宽敞通道,图(b)晶体具有为离子如提供快速迁移的“点缺陷”;两者都具有导电潜力。在此认识基础上,运用物质结构的基础知识可解各小题。
【详解】
(1)氯元素核电荷数为17,Cl的价电子排布式为3s23p5,Cl+e-→Cl-,得到稳定的Cl-;释放能量,因此所得电子填充在基态的3p能级,此过程会释放能量。本题正确答案为:3p;释放;
(2)BF4-中B成键电子对数为4,杂化形式为sp3;等电子体具有相同的价电子数和原子数,BF4-价电子数为32,原子数为5,其等电子体可以为CCl4。BF4-的VSEPR模型为四面体,具有四面体空间构型,且有l对孤电子对的分子成键电子对数为4-1=3,相对分子质量最小的分子是NH3。答案为:sp3;CCl4;NH3
(3)一个Li3SBF4晶胞中含有3个Li+,所以Li+位于棱心位置(12×=3);若将晶体中BF4-换成F-,导电能力会明显降低,原因是阴离子体积变小,为Li+提供的快速迁移通道变窄,致其难以迁移。答案为:棱心;阴离子体积变小,为Li+提供的快速迁移通道变窄;致其难以迁移;
(4)在氯化钠晶体中Na+最近的Cl-是的上下左右前后六个顶点依次相连便是八面体,图(6)中,若缺陷处填充了Na+,它并不是NaCl的完整晶胞;在NaCl晶体中,Na+填充在Cl-堆积而成的八面体空隙中。答案为:不是;八。
【点睛】
图所示的锂超离子导体
1、如果按粒子相对大小来分辨粒子的种类,容易出错,此题应从题给化学式(Li3SBF4)及离子的种类;结合图中各种粒子的数目来判断。
2、图中最小的球表示的是硫,不在图示的六面体的顶点上,但每个硫相对顶点的位置是相同的,故可按假设都在顶点去计算;或通过观察判断出只有一个硫位于六面体内。【解析】释放棱心阴离子体积变小,为提供的快速迁移通道变窄,致其难以迁移不是八13、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14、略
【分析】【详解】
(1)在金刚石晶胞中;每个碳可与周围四个碳原子形成共价键,将这四个碳原子连结起来后可以形成正四面体,体心有一个碳原子,所以图D为金刚石,故答案为:D;
(2)石墨是层状结构;在层与层之间以范德华力相互作用,有分子晶体的特点,在层内碳与碳以共价键相互作用,形成六边形,所以图E为石墨的结构,故答案为:E;
(3)氯化钠是离子晶体;其构成微粒是阴阳离子,NaCl晶胞是简单的立方单元,所以图A为氯化钠结构,故答案为:A;
(4)氯化铯也是离子晶体;阴阳离子的配位数均是8,即每个铯离子与8个氯离子紧邻,所以C图为氯化铯的结构,故答案为:C;
(5)干冰是分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上,所以图B为干冰晶体,故答案为:B。【解析】①.D②.E③.A④.C⑤.B三、结构与性质(共5题,共10分)15、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16、略
【分析】【详解】
(1)Fe是26号元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu是29号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;故答案为:第四周期第Ⅷ族;1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期,非金属性越强,其气态氢化物越稳定,因此较稳定的是H2O;Cl非金属性强,其电负性越大,因此C的电负性比Cl的小;故答案为:H2O;小。
(3)Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(4)①根据均摊法计算,在石墨烯晶体中,每个C原子被3个六元环共有,每个六元环占有的碳原子数6×=2;所以,每个六元环占有2个C原子;故答案为:3;2。
②在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键,最小的环为6元环,每个单键为3个环共有,则每个C原子连接4×3=12个六元环,六元环为椅式结构,六元环中有两条边平衡,连接的4个原子处于同一平面内,如图故答案为:12;4。
(5)①W中含有CuCl2、FeCl3;加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,加入的X由于调节溶液pH值,且不引入杂质,X为CuO等;故答案为:CuO。
②常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L-1,则加入Cl2后溶液中FeCl2转变为FeCl3,因此c(FeCl3)=1mol∙L−1,铜离子开始沉淀时,pH=4.3,铁离子沉淀完全时,pH=3,故溶液pH应控制在3.0~4.3之间;故答案为:3.0~4.3。【解析】第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O232124CuO3~4.317、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)依据基态原子核外电子排布原则可写出氧原子的电子排布图:所以未成对电子数为2。
(2)沸点高说明分子间作用力大,因此结合氢键的形成方式得出形成分子间氢键,而形成的是分子内氢键的结论。
(3)甲醇分子中的C原子的成键电子对数为4,无孤电子对,中心原子的杂化类型为sp3,立体构型为四面体形,而甲醛中的C原子的杂化方式为sp2,立体构型为平面三角形,故甲醛分子中的O—C—H的键角比甲醇中的大。【解析】①.2②.O—H键、氢键、范德华力③.形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,导致沸点升高④.sp3⑤.小于18、略
【分析】【详解】
(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中3d轨道上的电子数是10,4d轨道上的电子数是2,d轨道上的电子数一共12个,Zr2+的价电子排布图是故答案为:12;
(2)O、Se、Te处于同主族,同主族自上而下电离能降低,第一电离能由大到小的顺序是O>Se>Te;H2O受氢键影响,所以沸点最高。H2Se、H2Te的沸点主要受范氏力影响,分子量越大,沸点越高。H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Te>H2Se。故答案为:O>Se>Te;H2O>H2Te>H2Se;
(3)H2Te中Te原子价层电子对个数=2+=4,有两对孤电子对,分子为V形结构,CO2中C原子价层电子对个数=2+=2,分子为直线型,H2Te和CO2均为三原子分子,但它们的键角差别较大,理由是H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°。故答案为:H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°;
(4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,配体中O原子含有孤电子对,所以配原子为O原子;1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中同种非金属元素之间形成非极性键、不同非金属元素之间形成极性键,共价单键为σ键,该离子的结构是含共价键的数目是16。故答案为:O;16;
(5)该晶胞中Zr原子个数=8×+6×=4、O原子个数为8,Zr、O原子个数之比=4:8=1:2,锆原子的配位数是8,若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,这两个氧原子之间的距离为晶胞棱长的一半,则晶胞棱长为2anm,晶胞体积=(2a×10-7cm)3,则立方氧化锆的密度==g·cm-3=g·cm-3。
故答案为:8;=g·cm-3。
【点睛】
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、配合物结构、原子杂化类型判断等知识点,侧重考查对基础知识的理解和灵活运用、空间想像能力及计算能力,难点是晶胞计算,注意晶胞中“距离最近的两个氧原子间的距离与晶胞棱长关系”,为解答易错点。【解析】12O>Se>TeH2O>H2Te>H2SeH2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180°O168=19、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%四、有机推断题(共4题,共8分)20、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,Z为铜元素,其余的均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,因此Q为碳元素,则R为氮元素,X为氧元素,Y为硅元素。(1)Z为铜,其核外电子排布式为[Ar]3d104s1,失去2个电子,即为铜离子,其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位键形成时,铜离子提供空轨道,氨分子中的氮原子提供孤电子对。(3)甲为甲烷,乙为硅烷,同主族元素对应氢化物越向上越稳定,沸点越向下越高(不含分子间氢键时),所以b选项正确。(4)第一电离能氮比碳高,因为氮元素原子核外电子p轨道为半充满结构,硅的第一电离能最小,即第一电离能大小顺序是Si54s1,该元素是24号元素,为Cr,属于d区元素。【解析】1s22s22p63s23p63d9孤电子对bSi21、略
【分析】【详解】
元素A、B、C、D都是短周期元素,A元素原子的2p轨道上只有两个电子,则A的外围电子排布为2s22p2,故A为C元素;B的3p轨道上有空轨道,则B的外围电子排布为3s23p1或3s23p2;A;B同主族,故B为Si元素;B、C同周期,C是本周期中电负性最大的,故C为Cl元素;D的气态氢化物的水溶液能使无色酚酞试液变红,则D为氮元素。
(1)A为6号的C元素,基态原子电子排布式为1s22s22p2,价电子轨道排布图为B为14号Si元素,电子排布式为1s22s22p63s23p2;C为17号Cl元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,价电子排布式为3s23p5;D为7号氮元素,原子结构示意图为
(2)D与H原子能形成一种高能量的分
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