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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年蘇教新版選修3化學上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、下列表示氮原子或氮分子的化學用語中正確的是A.氮分子的電子式:B.氮原子電子排布式:1s22s22p5C.氮分子的結(jié)構(gòu)式:D.氮原子最外層電子軌道表示式:2、下列離子中外層d軌道達全充滿狀態(tài)的是()A.Cu+B.Fe3+C.Co3+D.Cr3+3、下列粒子中,中心原子雜化軌道類型相同,粒子的空間構(gòu)型也相同的是A.PCl3、BCl3B.H3O+、SO3C.BeCl2、CS2D.NH3、CH44、下列說法正確的是A.手性異構(gòu)屬于同分異構(gòu)B.由同種非金屬元素組成的單質(zhì)是非極性分子C.苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長大于碳碳雙鍵,小于碳碳單鍵,不能發(fā)生加成反應D.H2O2分子結(jié)構(gòu)如圖,可知H2O2是非極性分子5、已知帶靜電的有機玻璃棒靠近純水的細流,細流會發(fā)生偏轉(zhuǎn),則用帶靜電的有機玻璃棒靠近下列物質(zhì)的細流時,細流也發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A.苯B.二硫化碳C.雙氧水D.四氯化碳6、下列有關(guān)晶體的說法正確的是()A.原子晶體中一定不含分子間作用力B.離子晶體中一定只含離子鍵C.分子晶體中一定含化學鍵D.金屬晶體的熔沸點一定高于分子晶體的熔沸點評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)7、氫原子是最輕的原子;人們曾預言它可能是所有元素之母。碳是地球上組成生命的最基本的元素之一。按要求回答:
(1)宇宙中含量最多的元素是氫和______?;鶓B(tài)碳原子的核外電子占有______個原子軌道。
(2)光化學煙霧中除了含有NOx外,還含有HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①PAN中C的雜化方式有______。1molPAN中含有的σ鍵數(shù)目為______。組成PAN的元素的電負性大小順序為______。
②相同壓強下,HCOOH的沸點比CH3OCH3______(填“高”或“低”);
(3)水溶液中有H3O+、等微粒的形式。請畫出的結(jié)構(gòu)式:______。8、離子液體是一種只由離子組成的液體;在低溫下也能以液態(tài)穩(wěn)定存在,是一種很有研究價值的溶劑。對離子液體的研究顯示最常見的離子液體主要由以下的正離子和負離子組成:
回答下列問題:
(1)在周期表中的位置是______,其價電子排布式為______圖1中負離子的空間構(gòu)型為______。
(2)氯化鋁的熔點為氮化鋁的熔點高達它們都是活潑金屬和非金屬的化合物,熔點相差這么大的原因是______。
(3)圖中正離子有令人驚奇的穩(wěn)定性,它的電子在其環(huán)狀結(jié)構(gòu)中高度離域。該正離子中N原子的雜化方式為______,C原子的雜化方式為______。
(4)為了使正離子以單體形式存在以獲得良好的溶解性能,與N原子相連的不能被H原子替換,請解釋原因:______。
(5)Mg、Al三種元素的第一電離能由大到小的順序是______。
(6)已知氮化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。晶體中氮原子堆積方式如圖3所示,這種堆積方式稱為______。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為N,氮化鋁晶體的密度為______列出計算式
9、按要求回答下列問題:
(1)C;Be、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的應用。
①查表得知,Be的電負性是1.5,Cl的電負性是3.0,則BeCl2應為_______(填離子或共價)化合物。
(2)鎳元素基態(tài)原子的價電子排布式為_______;3d能級上的未成對電子數(shù)為______。
(3)科學發(fā)現(xiàn),C和Ni、Mg元素的原子形成的晶體也具有超導性,其晶胞的結(jié)構(gòu)特點如圖,則該化合物的化學式為______,C、Ni、Mg三種元素中,電負性最大的是______。
10、2019年的化學諾貝爾獎頒給了為鋰電池研究作出貢獻的三位科學家。有兩種常見鋰電池:一種是采用鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2或鎳鈷鋁酸鋰為正極的“三元材料鋰電池”;另一種是采用磷酸鐵鋰為正極的磷酸鐵鋰電池。請回答下列問題:
(1)基態(tài)鈷原子的價電子排布式為____,Mn位于元素周期表的____區(qū)(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。
(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,這四種酸中酸性最強的是___。PO43-的空間構(gòu)型是___,中心原子的雜化方式是____。
(3)CoO、MnO兩種氧化物的熔點由高到低的順序是___,原因是___。
(4)PH3是____分子(填“極性”或“非極性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是_____
(5)硫化鋰Li2S(摩爾質(zhì)量Mg?mol-1)的納米晶體是開發(fā)先進鋰電池的關(guān)鍵材料,硫化鋰的晶體為反螢石結(jié)構(gòu),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。若硫化鋰晶體的密度為ag.cm-3,則距離最近的兩個S2-的距離是___nm。(用含a、M、NA的計算式表示)
11、元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60;石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:
回答下列問題:
(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為__________。
(2)C60屬于_________晶體,石墨屬于________晶體。
(3)石墨晶體中,層內(nèi)C-C鍵的鍵長為142pm,而金剛石中C-C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C-C間的_____共價鍵(填σ或π,下同),而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在____共價鍵,還有____鍵。
(4)金剛石晶胞含有_______個碳原子。12、鹵素單質(zhì)可以參與很多化學反應,如:NF3氣體可由NH3和F2在Cu催化劑存在下反應直接得到;反應①:2NH3+3F2NF3+3NH4F,Ta(鉭)是一種過渡元素,利用“化學蒸氣轉(zhuǎn)移法”可以制備TaS2晶體;反應②:TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)+QkJ;Q>0
(1)反應①中:非金屬性最強的元素原子核外有____種不同運動狀態(tài)的電子;該反應中的某元素的單質(zhì)可作糧食保護氣,則該元素最外層的電子有___種自旋方向。
(2)反應①中:物質(zhì)所屬的晶體類型有____;并寫出所有原子符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物的電子式____。
(3)反應②中:平衡常數(shù)表達式:K=___,若反應達到平衡后,保持其他條件不變,降低溫度,重新達到平衡時____。
a.平衡常數(shù)K增大b.S2的濃度減小c.I2的質(zhì)量減小d.V(TaI4)逆增大。
(4)反應②在一定溫度下進行,若反應容器的容積為2L,3min后達到平衡,測得蒸氣的質(zhì)量減少了2.45g,則I2的平均反應速率為___。
(5)某同學對反應②又進行研究,他查閱資料,發(fā)現(xiàn)硫單質(zhì)有多種同素異形體,可表示Sx(x為偶數(shù)),且在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,他認為僅增大壓強對平衡是有影響的,則TaI4的平衡轉(zhuǎn)化率會____(填增大或減小),其原因是___。13、金屬的常見堆積方式有三種,配位數(shù)為8的是________堆積,銅屬于________堆積.評卷人得分三、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共8題,共16分)14、已知和碳元素同主族的X元素位于周期表中的第1個長周期,短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3,它們形成的化合物的分子是XY4。
試回答:
(1)X元素原子的基態(tài)電子排布式為________________________________________;Y元素原子最外層電子的電子排布圖為________________________________________。
(2)該化合物的空間結(jié)構(gòu)為__________,中心原子的雜化類型為__________,分子為__________(填“極性”或“非極性”)分子。
(3)該化合物在常溫下為液體,它的沸點與SiCl4的比較,__________(填化學式)的高,原因是______________________________________________________。15、碳元素以C—C鍵構(gòu)成了有機界,硅元素以鍵構(gòu)成了整個礦物界;鍺元素是重要的國家戰(zhàn)略資源。碳族元素組成了有機界;無機界和當代工業(yè)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鍺()原子的核外電子排布式為_____;分子空間構(gòu)型是__________。
(2)發(fā)生水解的機理如圖:
不能按照上述機理發(fā)生水解反應,原因是____________________。
(3)金剛石熔點為4440℃,晶體硅熔點為1410℃,金剛石熔點比晶體硅高的原因是_______。
(4)C和經(jīng)常形成原子晶體,原子晶體的配位數(shù)普遍低于離子晶體,原因是_____。
(5)在硅酸鹽中,四面體[如圖(a)和(b)]通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(c)為片層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中原子的雜化方式為______,化學式為_______。
(6)鋁硅酸鹽分子篩在化工領(lǐng)域有重要的應用。鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)中價鋁部分地置換四面體結(jié)構(gòu)中價的硅。從結(jié)構(gòu)角度分析價鋁能夠置換價硅的原因是_________。
(7)石墨采取六方最密堆積方式,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。晶胞參數(shù)為底邊長高阿伏加德羅常數(shù)為則石墨晶體的密度為_______
16、C;O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常見元素。
(1)Fe在元素周期表中的位置是_____,Cu基態(tài)原子核外電子排布式為________。
(2)C和O的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是________(寫化學式)。C的電負性比Cl的________(填“大”或“小”)。
(3)寫出Na2O2與CO2反應的化學方程式____________________________。
(4)碳有多種同素異形體;其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:
①在石墨烯晶體中,每個C原子連接___________個六元環(huán),每個六元環(huán)占有___________個C原子。
②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個C原子連接__________個六元環(huán),六元環(huán)中最多有_________個C原子在同一平面。
(5)刻蝕印刷電路的廢液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放將導致環(huán)境污染和資源的浪費,為了使FeCl3循環(huán)利用和回收CuCl2;回收過程如下:
①試劑X的化學式為______________;
②若常溫下1L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量濃度均為0.5mol·L-1,則加入Cl2和物質(zhì)X后,過濾。為使溶液鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,而CuCl2不產(chǎn)生沉淀。則應控制pH的范圍是____________________________(設(shè)溶液體積保持不變),已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38、Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、lg5=0.7。17、Ⅰ;下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學元素。
(1)寫出基態(tài)時Q元素原子的電子排布式__________,J元素原子的外圍電子排布圖________________。
(2)下列對比正確的是__________。
a.原子半徑H>G>B>Ab.第一電離能E>D>C>B
c.電負性A>H>G>Qd.最高價氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(3)關(guān)于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外圍電子排布特點的有關(guān)敘述不正確的是______。
a.L位于元素周期表第五周期ⅠA族;屬于s區(qū)元素。
b.O位于元素周期表第七周期Ⅷ族;屬于ds區(qū)元素。
c.M的外圍電子排布式為6s1;屬于ds區(qū)元素。
d.H所在族的外圍電子排布式為ns2np2;屬于p區(qū)元素。
Ⅱ、已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A是元素周期表中原子半徑最小的元素,D3B中陰;陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu);B、C均可分別與A形成10電子分子,B、C屬同一周期,兩者可以形成許多種共價化合物,C、F屬同一主族,B原子最外電子層的p能級上的電子處于半滿狀態(tài),C的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,E最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1。請用具體的元素回答下列問題:
(4)F、G元素對應的最高價含氧酸中酸性較強的化學式為__________。
(5)第一電離能:B__________C,電負性:C__________F。(填“<”;“>”或“=”)
(6)A、C形成的一種綠色氧化劑X有廣泛應用,X分子中A、C原子個數(shù)比為1∶1,X的電子式為____________,試寫出Cu、稀硫酸與X反應制備硫酸銅的離子方程式__________。
(7)寫出E與D的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式______________________。18、甲、乙、丙、丁、戊五種元素,其中甲元素原子核外L層上s能級和p能級電子個數(shù)相同;乙元素原子3p能級上只有1對成對電子;丙和丁元素原子N層上都只有1個電子,但其中丙元素原子各內(nèi)層均已充滿;而丁元素原子次外層的電子充滿在2個能級中;戊元素原子最外層軌道表示式是它的單質(zhì)常溫時為氣態(tài)。試用化學符號回答以下問題。
(1)甲是________,乙是________,丙是________,丁是________,戊是________。
(2)丙和乙的單質(zhì)發(fā)生化合反應的化學方程式是_______。
(3)丙的硫酸鹽溶液跟乙的氣態(tài)氫化物發(fā)生反應的離子方程式是____。
(4)甲和乙元素組成的化合物的化學式是________,用電子式表示該化合物的形成過程_________________。
(5)乙和戊元素的氣態(tài)氫化物沸點高低關(guān)系是________>________。
(6)丙的硫酸鹽跟少量氨水反應的離子方程式是_______。
(7)丙元素原子最外層電子排布式是____________。
(8)乙和丁形成的化合物的電子式是____________________。19、教材插圖具有簡潔而又內(nèi)涵豐富的特點。請回答以下問題:
(1)第三周期的某主族元素,其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖1所示。則該元素對應的原子有___種不同運動狀態(tài)的電子。
(2)如圖2所示.每條折線表示周期表IVA–VIIA中的某一族元素氫化物的沸點變化。請解釋AsH3比NH3沸點低的原因___。
(3)CO2在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖3所示。則該CO2晶體屬于___晶體。
(4)第一電離能介于Al、P之間的第三周期元素有__種。BCl3中B原子的雜化方式為___。
(5)Fe的一種晶體如甲、乙所示,若按甲虛線方向切乙得到的A-D圖示中正確的是__(填字母標號)。
鐵原子的配位數(shù)是___,假設(shè)鐵原子的半徑是rcm,該晶體的密度是ρg/cm3,則鐵的相對原子質(zhì)量為___(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。20、(1)氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酯時;會生成紫色配合物,其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示。
①此配合物中,基態(tài)鐵離子的價電子排布式為________________。
②此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________________。
③此配離子中含有的化學鍵有____________(填字母)。
A.離子鍵B.金屬鍵C.極性鍵D.非極性鍵E.配位鍵F.氫鍵G.σ鍵H.π鍵。
④氯化鐵在常溫下是固體,熔點為306℃,沸點為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷氯化鐵的晶體類型為_________。
(2)基態(tài)A原子的價電子排布式為3s23p5;銅與A形成化合物的晶胞如圖所示(黑球代表銅原子)。
①該化合物的化學式為____________,A原子的配位數(shù)是______________。
②已知該化合物晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體中Cu原子和A原子之間的最短距離為________pm(列出計算表達式即可)。21、金屬鈦因為其優(yōu)越的性能被稱為“未來金屬”,其工業(yè)冶煉涉及到的反應如下:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。回答下列相關(guān)問題:
(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為____,上述反應中非金屬元素電負性由大到小是______;
(2)已知部分物質(zhì)熔沸點如下:。名稱金紅石金剛石四氯化鈦四溴化鈦四碘化鈦化學式TiO2CTiCl4TiBr4TiI4熔點/℃18303550-24.138150沸點/℃29274827136.4233.1377.2
自左向右,表中的三種鈦的鹵化物熔沸點依次升高的原因是__________。
(3)配位數(shù)為6,組成為TiCl3?6H2O的晶體有兩種:化學式為[TiCl(H2O)5]Cl2?H2O的X呈綠色,定量實驗表明,X與AgNO3以1:2物質(zhì)的量比反應生成沉淀。Y呈紫色,且Y與AgNO3以1:3物質(zhì)的量之比反應生成沉淀,則Y的化學式為______。
(4)鈣鈦礦是重要的含鈦礦物之一。其主要成分Z的晶胞如圖所示。推測Z的化學式為__________,Ca填充在O圍成的_________空隙中。
(5)若晶胞參數(shù)a=384.1pm,Z晶體的密度為_________列出計算表達式并計算出兩位有效數(shù)字結(jié)果,3.8413≈56.67,阿伏加德羅常數(shù)用6.0×1023mol-1)評卷人得分四、計算題(共4題,共40分)22、用X射線研究某金屬晶體,測得在邊長為360pm的立方晶胞中含有4個金屬原子,此時金屬的密度為9.0g/cm3。試回答下列問題:
(1)此金屬晶胞屬于哪一種類型?_______
(2)求每個晶胞的質(zhì)量。_______
(3)求此金屬的相對原子質(zhì)量。_______
(4)求此金屬原子的原子半徑(pm)。_______23、金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為____________。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為________g·cm-3(列出計算式)。
24、如圖是金屬鎢晶體中的一個晶胞的結(jié)構(gòu)模型(原子間實際是相互接觸的)。它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。實驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對原子質(zhì)量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請回答以下各題:
(1)每一個晶胞中分攤到__________個鎢原子。
(2)計算晶胞的邊長a。_____________
(3)計算鎢的原子半徑r(提示:只有體對角線上的各個球才是彼此接觸的)。___________
(4)計算金屬鎢原子采取的體心立方密堆積的空間利用率。____________25、通常情況下;氯化鈉;氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如下圖所示。
(1)在NaCl的晶胞中,與Na+最近且等距的Na+有_____個,在NaCl的晶胞中有Na+_____個,Cl-____個。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過_________結(jié)合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧鍵。
(4)設(shè)二氧化碳的晶胞密度為ag/cm3,寫出二氧化碳的晶胞參數(shù)的表達式為____nm(用含NA的代數(shù)式表示)評卷人得分五、實驗題(共1題,共8分)26、現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。評卷人得分六、有機推斷題(共4題,共8分)27、A、B、C、D,E、F、G、H是元素周期表前四周期常見元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:。元素相關(guān)信息A原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子C基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等D原子半徑在同周期元素中最大E基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1F基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反G基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子H是我國使用最早的合金中的最主要元素
請用化學用語填空:
(1)A元素位于元素周期表第_______周期_______族;B元素和C元素的第一電離能比較,較大的是________,C元素和F元素的電負性比較,較小的是________。
(2)B元素與宇宙中含量最豐富的元素形成的最簡單化合物的分子模型為________,B元素所形成的單質(zhì)分子鍵與π鍵數(shù)目之比為________。
(3)G元素的低價陽離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖是________,F(xiàn)元素原子的價電子的軌道表示式是________,H元素的基態(tài)原子核外電子排布式的________。
(4)G的高價陽離子的溶液與H單質(zhì)反應的離子方程式為_________________;與E元素成對角線關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質(zhì)與D元素的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式:_________________。28、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p軌道上僅有兩個未成對電子,B的3p軌道上有空軌道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中電負性最大的,D的氣態(tài)氫化物的水溶液能使無色酚酞試液變紅。試回答:
(1)A的價電子軌道排布圖為______________________________;B的電子排布式為_________;C的價電子排布式為____________;D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________。
(2)已知D與H原子能形成一種高能量的分子D2H2,其中D原子滿足8電子結(jié)構(gòu)特征,則該分子的電子式為_____________,含有_____個σ鍵和_____個π鍵。
(3)B的原子核外電子運動狀態(tài)________有多少種,原子軌道數(shù)為______,能級數(shù)__________,電子占據(jù)的最高能層符號為_________。
(4)四種元素最高價氧化物水化物酸性由強到弱的是(用對應化學式回答)____________________。29、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大。已知:X的最外層電子數(shù)是次外層的2倍;在地殼中Z的含量最大,W是短周期元素中原子半徑最大的主族元素,Q的最外層比次外層少2個電子。請回答下列問題:
(1)X的價層電子排布式是___,Q的原子結(jié)構(gòu)示意圖是____。
(2)Y、Z兩種元素中,第一電離能較大的是(填元素符號)_____,原因是______。
(3)Z、W、Q三種元素的簡單離子的半徑從小到大排列的是________。
(4)關(guān)于Y、Z、Q三種元素的下列有關(guān)說法,正確的有是_______;
A.Y的軌道表示式是:
B.Z;Q兩種元素的簡單氫化物的穩(wěn)定性較強的是Z
C.Z;Q兩種元素簡單氫化物的沸點較高的是Q
D.Y常見單質(zhì)中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比是1:2
(5)Q與Z形成的化合物QZ2,中心原子Q的雜化類型是_____,QZ2易溶于水的原因是________。30、有A、B、D、E、F、G六種前四周期的元素,A是宇宙中最豐富的元素,B和D的原子都有1個未成對電子,B+比D少一個電子層,D原子得一個電子填入3p軌道后,3p軌道全充滿;E原子的2p軌道中有3個未成對電子,F(xiàn)的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4。R是由B、F兩元素形成的離子化合物,其中B+與F2-離子數(shù)之比為2∶1。G位于周期表第6縱行且是六種元素中原子序數(shù)最大的。請回答下列問題:
(1)D元素的電負性_______F元素的電負性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的價電子排布圖_________________________________。
(3)B形成的晶體堆積方式為________,區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學方法是對固體進行_______實驗。
(4)D-的最外層共有______種不同運動狀態(tài)的電子,有___種能量不同的電子。F2D2廣泛用于橡膠工業(yè),各原子均滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),F2D2中F原子的雜化類型是___________,F2D2是______分子(填“極性”或“非極性”)。
(5)A與E形成的最簡單化合物分子空間構(gòu)型為_____,在水中溶解度很大。該分子是極性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如圖所示,設(shè)F2-半徑為r1cm,B+半徑為r2cm。試計算R晶體的密度為______。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示;寫表達式,不化簡)
參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、D【分析】【分析】
【詳解】
A.氮分子的電子式為A錯誤;
B.氮原子電子排布式:1s22s22p3B錯誤;
C.氮分子的結(jié)構(gòu)式為C錯誤;
D.氮原子最外層電子軌道表示式:D正確,故答案為:D。2、A【分析】【分析】
3d軌道全充滿說明3d軌道中含有10個電子,即為3d10;寫出離子的價電子排布式進行判斷。
【詳解】
A.Cu+的價電子排布式為3d10;d軌道處于全滿狀態(tài),故A正確;
B.Fe3+的價電子排布式為3d5;d軌道達半充滿狀態(tài),故B錯誤;
C.Co3+的價電子排布式為3d6;d軌道不是全充滿狀態(tài),故C錯誤;
D.Cr3+的價電子排布式為3d3;d軌道不是全充滿狀態(tài),故D錯誤;
故答案為A。3、C【分析】【詳解】
A.根據(jù)價層電子對互斥理論確定中心原子雜化類型,PCl3中P價層電子對個數(shù)=3+(5-3×1)=4,采取sp3雜化,P存在1個孤電子對,因而PCl3空間構(gòu)型為三角錐形,BCl3中B價層電子對個數(shù)=3+(3-3×1)=3,采取sp2雜化,B電子均成鍵,因而BCl3空間構(gòu)型是平面三角形;A錯誤;
B.H3O+中O價層電子對個數(shù)=3+(6-1-3×1)=4,采取sp3雜化,且O含有1個孤電子對,H3O+空間構(gòu)型為三角錐形,SO3中S價層電子對個數(shù)=3+(6-3×2)=3,采取sp2雜化,不存在孤對電子,SO3空間構(gòu)型為平面三角形;B錯誤;
C.BeCl2中Be價層電子對個數(shù)=2+(2-2×1)=2,采取sp雜化,不存在孤對電子,BeCl2空間構(gòu)型為直線型,CS2中C價層電子對個數(shù)=2+(4-2×2)=2,采取sp雜化,不存在孤對電子,CS2空間構(gòu)型為直線型;C正確;
D.NH3中N價層電子對個數(shù)=3+(5-3×1)=4,采取sp3雜化,N含有1個孤電子對,NH3空間構(gòu)型為三角錐形,CH4中C價層電子對個數(shù)=4+(4-4×1)=4,采取sp3雜化,不存在孤對電子,CH4空間構(gòu)型為正四面體型;D錯誤。
故答案選C。
【點睛】
注意對于與中心原子結(jié)合的原子種類相同的分子,當中心原子的孤對電子數(shù)為零,分子的VSEPR模型與分子的立體構(gòu)型相同,當中心原子的孤對電子數(shù)不為零,要考慮孤對電子的影響才能得到分子的立體構(gòu)型。4、A【分析】【詳解】
A.手性異構(gòu)屬于同分異構(gòu)中的一種類型;故A正確;
B.臭氧分子是極性分子;所以由同種非金屬元素組成的單質(zhì)分子不一定是非極性分子,故B錯誤;
C.苯中碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特鍵;苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長大于碳碳雙鍵,小于碳碳單鍵,但苯環(huán)能與氫氣發(fā)生加成反應,故C錯誤;
D.H2O2分子結(jié)構(gòu)不對稱;正負電荷重心不重合,為極性分子,故D錯誤;
故選A。5、C【分析】【分析】
帶靜電的有機玻璃棒靠近純水的細流;細流會發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明水是極性分子。
【詳解】
A.苯的結(jié)構(gòu)對稱;為非極性分子,電荷分布均勻,用帶靜電的有機玻璃棒靠近下列物質(zhì)的細流時,細流不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A錯誤;
B.二硫化碳的結(jié)構(gòu)對稱;為非極性分子,電荷分布均勻,用帶靜電的有機玻璃棒靠近下列物質(zhì)的細流時,細流不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B錯誤;
C.雙氧水的結(jié)構(gòu)不對稱;為極性分子,電荷分布不均勻,用帶靜電的有機玻璃棒靠近時,細流會發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C正確;
D.四氯化碳的結(jié)構(gòu)對稱;為非極性分子,電荷分布均勻,用帶靜電的有機玻璃棒靠近下列物質(zhì)的細流時,細流不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故D錯誤;
答案選C。6、A【分析】【詳解】
A.原子晶體是由原子構(gòu)成的;相鄰原子間存在共價鍵,原子晶體中一定不含分子間作用力,故A正確;
B.離子晶體中一定含離子鍵;也可能含有共價鍵,如銨鹽等,故B錯誤;
C.稀有氣體是分子晶體;相鄰原子間存在分子間的作用力,不含有化學鍵,故C錯誤;
D.金屬晶體的熔沸點不一定高于分子晶體的熔沸點;如汞的熔點比碘單質(zhì)的熔點低,故D錯誤。
答案為A。二、填空題(共7題,共14分)7、略
【分析】【分析】
判斷有機物中C原子的雜化方式可以根據(jù)有機物中C的成鍵方式進行判斷;計算鍵數(shù)目時,要注意一個雙鍵中含有一個鍵;比較由分子構(gòu)成的物質(zhì)的沸點大小時,可以從摩爾質(zhì)量,氫鍵以及結(jié)構(gòu)中支鏈個數(shù)這幾個角度入手分析;書寫的結(jié)構(gòu)時;要清楚其是由水合氫離子與水分子通過氫鍵形成的。
【詳解】
(1)宇宙中氫元素占88.6%、氦占11.1%,宇宙中含量最多的元素是氫和氦;C的電子排布為1s22s22p2;s能級只有1個軌道,p能級有3個軌道,基態(tài)原子電子排布滿足洪特規(guī)則,因此基態(tài)碳原子的2p能級有兩個軌道被占據(jù),基態(tài)碳原子核外電子總計占有4個軌道;
(2)①PAN分子中,C原子形成了單鍵和雙鍵,形成4條單鍵的碳原子,其鍵角約為109°28′,形成一個雙鍵的碳原子,其鍵角約為120°,因此碳原子的雜化類型有sp3、sp2;一個雙鍵含有一個σ鍵,由PAN結(jié)構(gòu)可知,一個PAN分子中含有10個σ鍵,所以1molPAN中含有的σ鍵數(shù)目為10NA;PAN分子中含有C;H、N、O元素;元素的非金屬性越強,其電負性越大,則電負性:O>N>C>H;
②由于HCOOH存在分子間氫鍵,CH3OCH3只存在分子間作用力,所以HCOOH的沸點比CH3OCH3高;
(3)是由水分子和水合氫離子通過氫鍵形成的微粒,則的結(jié)構(gòu)式為:
【點睛】
對于碳原子,形成4條單鍵時一般可認為是sp3的雜化方式,形成1個雙鍵時一般可認為是sp2的雜化方式,形成1個三鍵時一般可認為是sp的雜化方式;對于O原子,形成單鍵時一般可認為是sp3的雜化方式;對于N原子,形成單鍵時一般可認為是sp3的雜化方式,形成雙鍵時一般可認為是sp2的雜化方式。【解析】氦4sp2、sp310NA(或6.02×1024)O>N>C>H高8、略
【分析】【分析】
原子核外有3個電子層、最外層電子數(shù)為3,主族元素中原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相等、其最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等,據(jù)此判斷在周期表中的位置;其3s、3p能級上的電子為其價電子;圖1中負離子的中心原子價層電子對個數(shù)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該離子空間構(gòu)型;
分子晶體熔沸點較低;原子晶體熔沸點較高;
該正離子中N原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對;根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化方式;環(huán)上C原子價層電子對個數(shù)是3;乙基中兩個C原子價層電子對個數(shù)是4,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子的雜化方式;
氮原子上連H原子形成分子間氫鍵;
同一周期元素;其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但是第IIA族;第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;
該晶體堆積方式為六方最密堆積,該六棱柱中N原子個數(shù)根據(jù)化學式知Al原子個數(shù)為6,六棱柱體積氮化鋁密度
【詳解】
原子核外有3個電子層、最外層電子數(shù)為3,主族元素中原子核外電子層數(shù)與其周期數(shù)相等、其最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等,據(jù)此判斷在周期表中的位置為第三周期第IIIA族;其3s、3p能級上的電子為其價電子,其價電子排布式為圖1中負離子的中心原子價層電子對個數(shù)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該離子空間構(gòu)型為正四面體形;
分子晶體熔沸點較低;原子晶體熔沸點較高;氯化鋁為分子晶體、氮化鋁為原子晶體,所以二者熔沸點相差較大;
該正離子中N原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化方式為環(huán)上C原子價層電子對個數(shù)是3、乙基中兩個C原子價層電子對個數(shù)是4,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子的雜化方式,前者為雜化、后者為雜化;
氮原子上連H原子形成分子間氫鍵,防止離子間形成氫鍵而聚沉或氮原子上連H原子形成分子間氫鍵,該離子不易以單體形式存在所以與N原子相連的不能被氫原子替換;
同一周期元素,其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但是第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,其第一電離能順序為因為隨著核電荷數(shù)增加,同周期主族元素的第一電離能逐漸變大,但Mg的3p軌道電子排布為全空結(jié)構(gòu),能量比Al的更低;所以第一電離能大;
該晶體堆積方式為六方最密堆積,該六棱柱中N原子個數(shù)根據(jù)化學式知Al原子個數(shù)為6,六棱柱體積氮化鋁密度
【點睛】
對于六方最密堆積的晶胞來講,處于六棱柱頂角上的原子是6個晶胞共用的,常見的立方堆積是8個晶胞共用,這其實是因為六邊形密鋪時每個點被3個六邊形共用而正方形密鋪時每個點被4個正方形共用對于處于六棱柱面心的原子、體心的原子,其共享方式與立方堆積無異?!窘馕觥康谌芷诘贗IIA族正四面體形氯化鋁為分子晶體、氮化鋁為原子晶體氮原子上連H原子形成分子間氫鍵,防止離子間形成氫鍵而聚沉或氮原子上連H原子形成分子間氫鍵,該離子不易以單體形式存在六方最密堆積9、略
【分析】【詳解】
(1)Be的電負性是1.5,Cl的電負性是3.0,Cl與Be電負性差值為1.5,電負性差值大于1.7的化合物為離子化合物,小于1.7的化合物為共價化合物,則BeCl2應為共價化合物;
(2)鎳是28號元素,按照能量最低原理,鎳元素基態(tài)原子的核外電子排布式為:[Ar]3d84s2,價電子排布式為3d84s2;3d能級上的未成對電子數(shù)為2;
(3)根據(jù)晶胞可知,C位于體心,C的個數(shù)為1,Ni位于6個面心,Ni的個數(shù)為6=3,Mg位于8個頂點,Mg的個數(shù)為8=1,則該化合物的化學式為MgCNi3,C、Ni、Mg三種元素中,Ni、Mg都是金屬元素,C為非金屬元素,電負性最大的是C?!窘馕觥竣?共價②.3d84s2③.2④.MgCNi3⑤.C10、略
【分析】【詳解】
(1)鈷(Co)的核電荷數(shù)為27,基態(tài)鈷原子的價電子排布式為為3d74s2,Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,屬于d區(qū),故答案為:3d74s2;d。
(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,偏磷酸的酸性最強,次,亞,正依次減弱,PO43-的中P原子的價層電子對數(shù)為4,且不含孤對電子,所以空間構(gòu)型是正四面體,中心原子的雜化方式是sp3,故答案為:HPO3;正四面體;sp3。
(3)CoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能,熔點:CoO>MnO;故答案為:
CoO>MnO;CoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+);CoO的晶格能大于MnO的晶格能。
(4)PH3分子中磷原子形成了3個σ鍵,1個孤電子對,其價層電子對的總數(shù)是4,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,是極性分子,NH3能與水分子形成氫鍵,所以在水中的溶解性NH3大于PH3,故答案為:極性;NH3能與水分子形成氫鍵,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小。
(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,X原子個數(shù)為:Y原子個數(shù)為:8,所以X為S2-,Y為Li+,設(shè)晶胞的邊長為bcm,cm,距離最近的兩個S2-的是面對角線的一般,面對角線為則距離最近的兩個S2-的距離為nm,故答案為:【解析】3d74s2dHPO3正四面體sp3CoO>MnOCoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能極性NH3能與水分子形成氫鍵,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小11、略
【分析】【分析】
(1)金剛石、石墨、C60;碳納米管等都是含有碳元素的不同單質(zhì);據(jù)此判斷;
(2)根據(jù)組成的微粒類型和微粒間作用力類型判斷晶體類型;
(3)根據(jù)兩種物質(zhì)中存在的共價鍵類型分析解答;
(4)利用均攤法結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖分析計算。
【詳解】
(1)由同種元素組成的不同單質(zhì)互稱同素異形體,金剛石、石墨、C60;碳納米管等都是碳元素的單質(zhì);屬于同素異形體,故答案為:同素異形體;
(2)C60的構(gòu)成微粒是分子;屬于分子晶體;石墨的構(gòu)成微粒是原子,且層與層之間存在分子間作用力,所以石墨屬于混合型晶體,故答案為:分子;混合型;
(3)共價單鍵為σ鍵;共價雙鍵中含有σ鍵和π鍵,金剛石中碳原子之間只存在σ鍵,石墨中碳原子之間存在σ鍵和π鍵,故答案為:σ;σ;π;
(4)晶胞中頂點微粒數(shù)為:8×=1,面心微粒數(shù)為:6×=3;體內(nèi)微粒數(shù)為4,共含有8個碳原子,故答案為:8。
【點睛】
本題的易錯點為(3),要注意金剛石結(jié)構(gòu)中中存在單鍵,而石墨晶體中存在單鍵和雙鍵;難點為(4),要注意均攤法的理解和應用?!窘馕觥竣?同素異形體②.分子③.混合型④.σ⑤.σ⑥.π⑦.812、略
【分析】【分析】
(1)反應①中:非金屬性最強的元素是F;原子中沒有運動狀態(tài)相同的電子,核外有幾個電子就有幾種不同運動狀態(tài)的電子;氮氣可作糧食保護氣,最外層有5個電子,電子的自旋方向有2種;
(2)根據(jù)共價物質(zhì)的組成分析晶體的類型;對于ABn的共價化合物;各元素滿足|化合價|+元素原子的最外層電子數(shù)=8,原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu);,然后書寫電子式;
(3)平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值;該反應為放熱反應;降低溫度,平衡正向移動;
(4)反應容器的容積為2L,3min后達到平衡,測得蒸氣的質(zhì)量減少了2.45g,依據(jù)化學方程式的氣體質(zhì)量變化計算反應I2物質(zhì)的量;依據(jù)化學反應速率概念計算;
(5)根據(jù)S2會轉(zhuǎn)變成S4、S6、S8;反應物氣體的物質(zhì)的量偏小。
【詳解】
(1)反應①中:非金屬性最強的元素是F;F原子中有9個電子,就有9種不同運動狀態(tài)的電子;氮氣可作糧食保護氣,最外層有5個電子,電子的自旋方向有2種;
(2)NH3、F2、NF3屬于分子晶體,NH4F屬于離子晶體,Cu屬于金屬晶體;NF3中N元素化合價為+3,N原子最外層電子數(shù)為5,所以3+5=8,分子中N原子滿足8電子結(jié)構(gòu);F元素化合價為-1,F(xiàn)原子最外層電子數(shù)為7,所以|-1|+7=8,分子中F原子滿足8電子結(jié)構(gòu),電子是為:
(3)反應TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)體系中,平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值,K=該反應為放熱反應;降低溫度,平衡正向移動;
a.降低溫度;平衡正向移動,平衡常數(shù)K增大,故a正確;
b.平衡正向移動,S2的濃度減小,故b正確;
c.平衡正向移動,I2的質(zhì)量增大;故c錯誤;
d.溫度降低,V(TaI4)逆減小;故d錯誤;
故答案為ab;
(4)若反應容器的容積為2L;3min后達到平衡,測得蒸氣的質(zhì)量減少了2.45g,則。
TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)△m2mol245g0.02mol2.45g
生成的I2為0.02mol,則I2的平均反應速率==0.00333mol/(L?min);
(5)S2會轉(zhuǎn)變成S4或S6或S8,反應物氣體的物質(zhì)的量偏小,所以增大壓強,平衡逆向移動,TaI4的平衡轉(zhuǎn)化率減小?!窘馕觥?2分子晶體、金屬晶體、離子晶體[I2]2/[TaI4][S2]ab0.00333mol/(L?min)或1/300mol/(L?min)平衡轉(zhuǎn)化率會減小原因是在S2可以轉(zhuǎn)化為S4或S6或S8+,2TaI4(g)+S4(g)2TaS2(s)+4I2(g)加壓使平衡向逆反應方向進行13、略
【分析】【分析】
金屬的堆積模型有簡單立方堆積;體心立方堆積和面心立方堆積,配位數(shù)分別為6,8,12,銅屬于面心立方堆積。
【詳解】
金屬的堆積模型有簡單立方堆積;體心立方堆積和面心立方堆積,配位數(shù)分別為6,8,12,銅屬于面心立方堆積,所以配位數(shù)為8的是體心立方堆積;
故答案為:體心立方;面心立方?!窘馕觥竣?體心立方②.面心立方三、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共8題,共16分)14、略
【分析】【詳解】
X元素與碳元素同主族且位于周期表中的第一長周期,X為Ge元素,Y原子是短周期元素且最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3,Y為Cl元素,化合物XY4為GeCl4。
(1)Ge元素是32號元素,基態(tài)原子核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d104s24p2;Cl元素是17號元素,原子的最外層電子的電子排布圖為(2)Ge元素與C元素處于相同主族,GeCl4與CCl4具有相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Ge原子采取sp3雜化,GeCl4為正四面體形,空間對稱,是非極性分子;(3)由于二者均為分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,GeCl4相對分子質(zhì)量大,范德華力強,熔、沸點高。【解析】①.ls22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2②.③.正四面體形④.sp3⑤.非極性分子⑥.GeCl4⑦.二者均為分子晶體結(jié)構(gòu)相似,GeCl4相對分子質(zhì)量大,范德華力強,熔、沸點高15、略
【分析】【詳解】
(1)鍺和硅是同一主族元素,均為最外層電子數(shù)為4的主族元素,故基態(tài)鍺()原子的核外電子排布式為利用等電子體原理可知和CCl4互為等電子體,故分子空間構(gòu)型是正四面體,故答案為:正四面體;
(2)根據(jù)發(fā)生水解的機理圖可知,過程中由于Si原子上的3d空軌道中接受了H2O中O原子上的孤對電子;從而發(fā)生水解反應,而C原子只有兩個電子層,L層上沒有d軌道,故不能接受孤對電子,無法水解,故答案為:C沒有d軌道;
(3)金剛石和晶體硅均為原子晶體;其熔點高低主要取決于其中共價鍵的鍵能大小,由于C原子半徑比Si原子的小,故C-C的鍵長小于Si-Si的鍵長,一般共價鍵的鍵長越短,鍵能越大,故金剛石熔點比晶體硅高的原因是結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大,故答案為:結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大;
(4)C和經(jīng)常形成原子晶體;原子晶體是通過共價鍵結(jié)合的,由于共價鍵有方向性和飽和性,決定了原子晶體周圍的原子個數(shù)受到一定的限制,離子晶體則是通過陰;陽離子之間的離子鍵結(jié)合的,離子鍵沒有方向性和飽和性,使得離子晶體的配位數(shù)增多,故答案為:共價鍵有方向性和飽和性;
(5)硅酸鹽中的硅酸根()為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式;圖(c)為一種無限長層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根,圖(b)中一個四面體結(jié)構(gòu)單元中其中有3個氧原子的貢獻率為四面體結(jié)構(gòu)單元含有1個硅、氧原子數(shù)目=1+3×=2.5,Si、O原子數(shù)目之比為1:2.5=2:5,故化學式為或者故答案為:sp3或者
(6)鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)中價鋁部分地置換四面體結(jié)構(gòu)中價的硅,首先考慮原子的大小,原子大小相差太大,根本放不進去,而Al的半徑雖然比Si的半徑大一些,但還是很接近的,故價鋁能夠置換價硅的原因是Al和Si的粒子大小相近;故答案為:Al和Si的粒子大小相近;
(7)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,1個晶胞中含有的C原子數(shù)目為個,晶胞參數(shù)為底邊長高由于晶胞的底面是一個棱形,故一個晶胞的體積為:V=a2bcm3,阿伏加德羅常數(shù)為則石墨晶體的密度為或者進一步化簡為:或故答案為:或或【解析】正四面體C沒有d軌道結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大共價鍵有方向性和飽和性雜化或Al和Si的粒子大小相近或或16、略
【分析】【詳解】
(1)Fe是26號元素,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu是29號元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;故答案為:第四周期第Ⅷ族;1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期,非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,因此較穩(wěn)定的是H2O;Cl非金屬性強,其電負性越大,因此C的電負性比Cl的??;故答案為:H2O;小。
(3)Na2O2與CO2反應生成碳酸鈉和氧氣,其化學方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案為:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(4)①根據(jù)均攤法計算,在石墨烯晶體中,每個C原子被3個六元環(huán)共有,每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)6×=2;所以,每個六元環(huán)占有2個C原子;故答案為:3;2。
②在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個碳原子與周圍的4個碳原子形成四個碳碳單鍵,最小的環(huán)為6元環(huán),每個單鍵為3個環(huán)共有,則每個C原子連接4×3=12個六元環(huán),六元環(huán)為椅式結(jié)構(gòu),六元環(huán)中有兩條邊平衡,連接的4個原子處于同一平面內(nèi),如圖故答案為:12;4。
(5)①W中含有CuCl2、FeCl3;加入X使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,加入的X由于調(diào)節(jié)溶液pH值,且不引入雜質(zhì),X為CuO等;故答案為:CuO。
②常溫下1L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量濃度均為0.5mol·L-1,則加入Cl2后溶液中FeCl2轉(zhuǎn)變?yōu)镕eCl3,因此c(FeCl3)=1mol?L?1,銅離子開始沉淀時,pH=4.3,鐵離子沉淀完全時,pH=3,故溶液pH應控制在3.0~4.3之間;故答案為:3.0~4.3。【解析】第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O232124CuO3~4.317、略
【分析】【詳解】
Ⅰ.(1)Q元素是31號鎵,原子的電子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p1,J元素為鐵元素,原子的外圍電子排布圖3d64s2,正確答案:1s22s22p63s23p63d104s24p1;3d64s2。
(2)根據(jù)周期表可知:A為碳元素、B為氮元素、C為氧元素、D為氟元素、E為氖元素、G為鋁元素、H硅元素、Q鎵元素;原子半徑同一周期從左到右減小(稀有氣體除外),同一主族從上到下原子半徑增大,所以Al>Si,a錯誤;同一周期從左到右第一電離能增大,氮元素2p能級為半充滿狀態(tài),第一電離能大于相鄰的氧元素,即N>O,B錯誤;同一周期從左到右電負性增強,同主族從上到下電負性減小,c正確;最高價氧化物的水化物酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3>Al(OH)3,d正確;正確答案:cd。
(3)L為銣元素,位于周期表中第五周期ⅠA族價電子排布為5s1,屬于s區(qū)元素,a正確;Ⅷ族的元素屬于d區(qū),O位于周期表中第七周期Ⅷ族,屬于d區(qū)元素,b錯誤;M的外圍電子排布式為6s1,屬于s區(qū)元素,c錯誤;H所在族位置IVA族,外圍電子排布式為ns2np2;屬于p區(qū)元素,d正確;正確選項ad。
Ⅱ、根據(jù)題意分析:A是元素周期表中原子半徑最小的元素,A為氫元素;B原子最外電子層的p能級上的電子處于半滿狀態(tài),B是氮元素;C的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,C是氧元素;C、F屬同一主族,F(xiàn)是硫元素;E最外層電子數(shù)比最內(nèi)層多1,E是鋁;D3B中陰;陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu);D是鈉;G原子序數(shù)大于硫,G為氯元素;
(4)F是硫元素、G為氯元素;F、G元素對應的最高價含氧酸中H2SO4和HClO4,氯元素的非金屬大于硫元素,高氯酸的酸性較強;正確答案:HClO4。
(5)B是氮元素、C是氧元素;由于B原子最外電子層的p能級上的電子處于半滿狀態(tài),所以第一電離能:B>C;C是氧元素、F是硫元素;電負性:C>F;正確答案:>;>。
6)A為氫元素、C是氧元素;A、C形成的一種綠色氧化劑X有廣泛應用,X分子中A、C原子個數(shù)比為1∶1,X為過氧化氫,電子式為Cu、稀硫酸與H2O2反應生成硫酸銅和水,離子方程式為Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O;正確答案:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O。
(7)E是鋁、D是鈉;D的最高價氧化物對應的水化物為氫氧化鈉,E的最高價氧化物對應的水化物為氫氧化鋁,氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水,化學方程式:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;正確答案:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
點睛:同一周期從左到右第一電離能增大,但是氮元素2p能級為半充滿狀態(tài),第一電離能大于相鄰的氧元素?!窘馕觥竣?1s22s22p63s23p63d104s24p1②.3d64s2③.cd④.cd⑤.HClO4⑥.>⑦.>⑧.⑨.Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O⑩.Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O18、略
【分析】【分析】
根據(jù)題干信息,甲、乙、丙、丁、戊五種元素,其中甲元素原子核外L層上s能級和p能級電子個數(shù)相同,其核外電子排布式為1s22s22p2,則甲元素為C元素。乙元素原子3p能級上只有1對成對電子,則乙為S元素。丙和丁元素原子N層上都只有1個電子,但其中丙元素原子各內(nèi)層均已充滿,而丁元素原子次外層的電子充滿在2個能級中,丙和丁的核外電子排布分別為1s22s22p63s23p63d104s1和1s22s22p63s23p64s1,則丙為Cu元素,丁為K元素。戊元素原子最外層電子排布圖是它的單質(zhì)常溫時為氣態(tài),則戊為O元素,據(jù)此分析解答問題。
【詳解】
(1)根據(jù)上述分析可知;甲是C,乙是S,丙是Cu,丁是K,戊是O;
(2)丙和乙的單質(zhì)分別為Cu和S,兩者發(fā)生化合反應生成Cu2S,反應方程式為:2Cu+SCu2S;
(3)丙的硫酸鹽為CuSO4,乙的氣態(tài)氫化物為H2S,兩者反應生成CuS,反應的離子方程式為:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
(4)C和S組成的化合物為CS2,C和S形成共用電子對,用電子式表示該化合物的形成過程為:
(5)乙和戊的氣態(tài)氫化物為H2S和H2O,由于H2O分子間存在氫鍵,故沸點H2O>H2S;
(6)丙的硫酸鹽為CuSO4,與少量氨水反應生成氫氧化銅的沉淀,其離子反應方程式為:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+;
(7)丙為Cu元素,其核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1,則其外圍電子排布式為3d104s1;
(8)S和K形成的化合物為K2S,為離子化合物,其電子式為:【解析】CSCuKO2Cu+SCu2SCu2++H2S=CuS↓+2H+CS2H2OH2SCu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+3d104s119、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)電離能產(chǎn)生的突變得到最外層電子數(shù);得到元素名稱;
(2)根據(jù)晶體類型和晶體中粒子間作用力分析;
(3)根據(jù)晶胞特點分析;
(4)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢;但第ⅡA族最外能層的s能級全滿,處于穩(wěn)定狀態(tài),第ⅤA族最外能層的p能級半充滿,較穩(wěn)定;根據(jù)雜化軌道理論求雜化類型;
(5)相對原子質(zhì)量的計算利用密度公式進行。
【詳解】
(1)第三周期的某主族元素;根據(jù)第一至第五電離能數(shù)據(jù),可知,該原子第二和第三電離能變化較大,產(chǎn)生了突變,則該原子最外層有2個電子,為鎂元素,其核外有12個電子,每個電子的運動狀態(tài)都不同,則有12種不同運動狀態(tài)的電子;
(2)NH3分子間能形成氫鍵,而AsH3分子間無氫鍵,所以AsH3比NH3沸點低;
(3)由CO2在高溫高壓下所形成的晶體的晶胞圖可知;在晶胞中原子之間通過共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,屬于原子晶體;
(4)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族最外能層的s能級全滿,處于穩(wěn)定狀態(tài),第ⅤA族最外能層的p能級半充滿,較穩(wěn)定,故第三周期元素的第一電離能由大到小的順序為Na3中B原子無孤電子對,成鍵電子對數(shù)為3,B的雜化方式為sp2雜化;
(5)圖甲中Fe位于頂點和體心;乙由8個甲組成,按虛線方向切乙形成的截面邊長不等,排除B;D,由于每個小立方體的體心有一個鐵原子,故A正確;由圖甲可以看出,位于體心的鐵原子周圍距離最近的鐵原子有8個,所以鐵原子的配位數(shù)是8;
因為鐵原子的半徑是rcm,根據(jù)鐵晶胞的結(jié)構(gòu)可知,晶胞的邊長為在每個晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為1+8×=2,設(shè)鐵原子相對原子質(zhì)量為M,根據(jù)密度=質(zhì)量除以體積,可得ρ=所以M=
【點睛】
本題為物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題,主要考查電離能、雜化方式、晶胞的結(jié)構(gòu)與計算,晶胞的計算先用均攤法進行,計算每個晶胞的原子個數(shù),再利用密度公式,求得相對原子質(zhì)量,邊長的計算稍有點難度,在計算鐵相對原子質(zhì)量時要有較好的運算能力?!窘馕觥?2NH3存在分子間氫鍵原子3sp2雜化A820、略
【分析】【詳解】
(1)①由題可知,配離子中的Fe為+3價,因此其價電子排布式為3d5;
②由題可知,該配合物中的的配體中的C原子有形成4條單鍵的,也有形成雙鍵的,因此雜化方式有sp3和sp2;
③配離子是由中心原子和配體通過配位鍵形成的;由圖可知,該配離子中含配位鍵,以及配體內(nèi)部存在的極性鍵,非極性鍵,σ鍵以及π鍵,所以CDEGH正確;
④由題可知,F(xiàn)eCl3具有熔沸點不高;易升華,并且能溶于有機溶劑中的性質(zhì),所以推測其為共價化合物,屬于分子晶體;
(2)由基態(tài)A原子的價電子排布式可知A為Cl元素;
①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu位于晶胞的內(nèi)部,一個晶胞中含有個Cu,Cl位于晶胞的面心和頂點處,一個晶胞中含有個Cl;所以晶胞中Cu和Cl的個數(shù)比為1:1,該化合物化學式為CuCl;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cl-周圍最近的Cu+有4個,所以Cl-的配位數(shù)為4;
②由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu+和Cl-的最短距離即為晶胞體對角線的由題可知,晶胞的邊長a為:那么Cu+和Cl-的最短距離即
【點睛】
在計算晶胞的邊長時,要知道晶體的密度=晶胞的密度,另外就是在計算晶胞的質(zhì)量時,要用均攤法求得的一個晶胞實際含有的各類粒子的數(shù)目,最后要注意單位換算的問題。【解析】3d5sp3sp2CDEGH分子晶體CuCl421、略
【分析】【分析】
(1)Ti位于周期表中第4周期第ⅣB族;元素的非金屬性越強其電負性越強;
(2)三種鈦的鹵化物均為分子晶體;結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高;
(3)配合物外界能夠完全電離,根據(jù)與AgNO3發(fā)生反應的物質(zhì)的量之比確定配合物的化學式;
(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),頂點粒子占面心粒子占內(nèi)部粒子為整個晶胞所有,據(jù)此推測化學式;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖推斷Ca原子的位置;
(5)根據(jù)密度ρ=做相關(guān)計算。
【詳解】
(1)Ti位于周期表中第4周期第ⅣB族,所以鈦的價層電子排布式為3d24s2;元素的非金屬性越強其電負性越強;故上述反應中非金屬元素電負性由大到小是O>Cl>C;
(2)三種鈦的鹵化物均為分子晶體;結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強,熔沸點越高;
(3)配合物外界能夠完全電離,Y與AgNO3以1:3物質(zhì)的量比反應生成沉淀,所以Y的外界能夠解離出3份Cl?,則Y的化學式為[Ti(H2O)6]Cl3;
(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),頂點粒子占面心粒子占內(nèi)部粒子為整個晶胞所有,所以一個晶胞中有Ti為8×=1個,有Ca為1個,有O為6×=3個,所以Z的化學式為CaTiO3;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知Ca填充在O圍成的正八面體空隙中;
(5)不妨設(shè)有1mol這樣的晶胞,即有NA個這樣的晶胞,1個晶胞的體積為V=a3pm3=a3×10?30cm3,1mol晶胞的質(zhì)量為m=1mol×136g/mol=136g,所以晶體密度為ρ==g/cm3=g/cm3=4.0g/cm3?!窘馕觥?d24s2O>Cl>C三種物質(zhì)都是分子晶體,組成和結(jié)構(gòu)相似時,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點越高[Ti(H2O)6]Cl3CaTiO3(正)八面體4.0g/cm3四、計算題(共4題,共40分)22、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)金屬晶體的堆積方式進行分析;
(2)根據(jù)晶胞的邊長可計算晶胞的體積;再根據(jù)質(zhì)量=密度×體積,可得晶胞的質(zhì)量;
(3)根據(jù)摩爾質(zhì)量M=NA乘以一個原子的質(zhì)量可計算金屬的摩爾質(zhì)量;再根據(jù)相對原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量可得金屬的相對原子質(zhì)量;
(4)根據(jù)在面心立方晶胞中,原子的半徑r與晶胞的邊長的關(guān)系,晶胞的邊長=可計算金屬原子的原子半徑。
【詳解】
(1)根據(jù)題意;該立方晶胞中含有4個金屬原子可知,該金屬晶胞屬于面心立方晶胞;
故答案為面心立方晶胞;
(2)根據(jù)晶胞的邊長為360pm,可得晶胞的體積為(3.6×10-8)3cm3,根據(jù)質(zhì)量=密度×體積,可得晶胞的質(zhì)量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案為4.2×10-22g;
(3)金屬的摩爾質(zhì)量=NA乘以一個原子的質(zhì)量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相對原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量;
故答案為63.21;
(4)在面心立方晶胞中,設(shè)原子的半徑為r,則晶胞的邊長=因此,金屬原子的原子半徑為=×360pm≈127.26pm;
故答案為127.26pm;
【點睛】
第(2)問在計算晶胞質(zhì)量時單位的換算時學生們的易錯點,首先單位要統(tǒng)一,要將pm換算為cm,其次1pm=10-10cm,則360pm=3.6×10-8cm,另外經(jīng)常用到的還有納米與厘米的換算,1nm=10-7cm。【解析】面心立方晶胞4.2×10-22g63.21127.26pm23、略
【分析】【詳解】
題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積=6×a2cm2,六棱柱的體積=6×a2ccm3,該晶胞中Zn原子個數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對原子質(zhì)量為65,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆積(A3型)24、略
【分析】【詳解】
(1)晶胞中每個頂點的鎢原子為8個晶胞所共有,體心鎢原子完全為該晶胞所有,故晶胞中鎢原子個數(shù)為故答案為:2;
(2)已知金屬鎢的密度為ρ,鎢的相對原子質(zhì)量是M,每個晶胞中含有2個鎢原子,則每個晶胞的質(zhì)量為又因為每個晶胞的體積為a3,所以晶胞的密度解得故答案為:0.3163nm;
(3)晶胞體對角線的長度為鎢原子半徑的4倍,則計算得出鎢原子半徑為故答案為:0.137nm;
(4)每個晶胞中含2個鎢原子,鎢原子為球狀,根據(jù)則體心立方結(jié)構(gòu)的空間利用率為故答案為:68%?!窘馕觥?0.3163nm0.137nm68%25、略
【分析】【分析】
(1)氯化鈉晶體中氯離子位于定點和面心;鈉離子位于邊和體心;
(2)陰;陽離子之間的靜電作用為離子鍵;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個硅原子與4個氧原子形成硅氧鍵;
(4)晶胞中CO2分子數(shù)目為8+6=4,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【詳解】
(1)晶胞中位于體心的鈉離子和位于邊上Na+的短離最近,則最近且等距的Na+共有12個Na+;晶胞中Na+的個數(shù)為1+12=4,Na+的個數(shù)為8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過離子鍵結(jié)合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個硅原子與4個氧原子形成硅氧鍵,則1mol二氧化硅中有4mol硅氧鍵;
(4)晶胞中CO2分子數(shù)目為8+6=4,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度則a=nm=nm。
【點睛】
均攤法確定立方晶胞中粒子數(shù)目的方法是:①頂點:每個頂點的原子被8個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;②棱:每條棱的原子被4個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;③面上:每個面的原子被2個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;④內(nèi)部:內(nèi)部原子不與其他晶胞分享,完全屬于該晶胞?!窘馕觥?244離子鍵4五、實驗題(共1題,共8分)26、略
【分析】【分析】
兩種配合物可電離出的氯離子數(shù)目不同;可將等質(zhì)量的兩種配合物配制成溶液,滴加硝酸銀,根據(jù)生成沉淀的多少判斷。
【詳解】
兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,內(nèi)界氯離子不能與硝酸銀反應,外界氯離子可以與硝酸銀反應,將這兩種配合物區(qū)別開來的實驗方案:稱取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量用硝酸酸化的硝酸銀溶液,充分反應后,過濾、洗滌、干燥后稱量,所得AgCl固體質(zhì)量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固體質(zhì)量小的,原晶體為[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,故答案為:取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量AgNO3溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,沉淀質(zhì)量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。
【點睛】
把握配合物的
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