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…………○…………內(nèi)…………○…○…………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2025年人教A新版選修3化學(xué)上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點(diǎn);考試時間:120分鐘學(xué)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5題,共10分)1、[Zn(CN)4]2-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng):4HCHO+[Zn(CN)4]2?+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN,HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列說法不正確的是()
A.HOCH2CN分子中沒有手性碳原子B.1molHOCH2CN分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為5molC.[Zn(CN)4]2-和[Zn(H2O)4]2+的中心原子配位數(shù)均為4D.HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型分別是sp3和sp雜化2、光氣(COCl2)是一種很重要的有機(jī)中間體。下列關(guān)于光氣分子的幾何構(gòu)型和中心原子(C)的雜化方式說法正確的是A.平面三角形、sp2B.V形、sp3C.三角錐形、sp3D.三角錐形、sp23、短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,它們的原子最外層電子數(shù)為互不相等的奇數(shù),且X、Y、W原子最外層電子數(shù)之和恰好等于Z元素的核電荷數(shù),X與W的最高化合價之和為8.常見元素Z的單質(zhì)是目前使用量最大的主族金屬元素單質(zhì),下列說法中不正確的是A.因?yàn)閆的氧化物熔點(diǎn)很高。不適宜于電解,故工業(yè)上常用電解Z與W的化合物的方法制取單質(zhì)ZB.化合物YW3遇水能強(qiáng)烈水解,產(chǎn)物之一具有強(qiáng)氧化性C.離子化合物YX5假如存在。該物質(zhì)與水反應(yīng)必然生成氣體X2,同時得到一種弱堿溶液D.Y、Z形成的一種化合物強(qiáng)度高,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料,該化合物屬于原子晶體4、下列敘述正確A.任何晶體中,若含有陽離子也一定含有陰離子B.原子晶體中只含有共價鍵C.離子晶體中只含有離子鍵D.分子晶體中只存在分子間作用力,不含化學(xué)鍵5、下列說法不正確的是()A.由于NaCl晶體和CsCl晶體中正負(fù)離子半徑比不相等,所以兩種晶體中離子的配位數(shù)不相等B.CaF2晶體中,Ca2+的配位數(shù)為8,F(xiàn)-的配位數(shù)為4,配位數(shù)不相等主要是由于F-、Ca2+所帶電荷(絕對值)不相等C.MgO的熔點(diǎn)比MgCl2的高主要是因?yàn)镸gO的晶格能比MgCl2大D.MCO3中M2+半徑越大,MCO3晶體的晶格能越大評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)6、下面是s能級和p能級的原子軌道圖;下列說法正確的是()
A.s電子的原子軌道呈球形,P軌道電子沿軸呈“8”字形運(yùn)動B.s能級電子能量低于p能級C.每個p能級有3個原子軌道,在空間伸展方向是不同的D.任一電子層的能級總是從s能級開始,而且能級數(shù)等于該電子層序數(shù)7、下表中所列的五種短周期元素;原子序數(shù)連續(xù),但與表中排列順序無關(guān)。用m表示基態(tài)原子的價電子數(shù),用n表示基態(tài)原子的未成對電子數(shù),m—n的值如下表所示:
下列說法錯誤的是A.第一電離能:A<td><>B.電負(fù)性:E<td><>C.原子序數(shù):B<td><>D.核外未成對電子數(shù):C=D8、下列敘述正確的是【】A.氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵,廣泛存在于自然界中B.CO和N2的分子量相同,但CO的沸點(diǎn)比N2的高C.CH2=CH2分子中共有四個σ鍵和一個π鍵D.若把H2S分子寫成H3S分子,違背了共價鍵的飽和性9、短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序數(shù)依次增大,X、Y、W形成的一種陰離子常用于檢驗(yàn)Fe3+,R的單質(zhì)常用于制造路燈,其發(fā)出的黃色光透霧能力強(qiáng),Z是地殼中含量最高的元素。下列敘述正確的是A.W的氧化物的水化物一定是強(qiáng)酸B.XW2的結(jié)構(gòu)式為:W=X=WC.WZ3分子中所有原子處于同一平面D.Z與R形成的化合物中只含有離子鍵10、短周期主族元素的原子序數(shù)依次增大,的最高正價與最低負(fù)價代數(shù)和為0,形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)如圖所示,在同周期中原子半徑最小。下列說法正確的是()
A.原子半徑大?。築.電負(fù)性大小:C.形成的化合物為離子化合物D.化合物甲中陰離子的空間構(gòu)型為三角錐形11、近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物。下列說法正確的是A.元素As與N同族,可預(yù)測AsH3分子中As-H鍵的鍵角小于NH3中N-H鍵的鍵角B.Fe成為陽離子時首先失去3d軌道電子C.配合物Fe(CO)n可用作催化劑,F(xiàn)e(CO)n內(nèi)中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18,則n=5D.每個H2O分子最多可與兩個H2O分子形成兩個氫鍵12、有一種藍(lán)色晶體[可表示為MxFey(CN)6],經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn),其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-位于立方體的棱上,則下列說法正確的是()
A.x=2,y=1B.該晶體屬于離子晶體,M呈+1價C.M的離子不可能在立方體的體心位置D.該晶胞中與每個Fe3+距離最近且相等的CN-有3個13、CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中由于啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個方向拉長。則關(guān)于CaC2晶體的描述不正確的是()
A.CaC2晶體的熔點(diǎn)較高、硬度也較大B.和Ca2+距離相同且最近的C22-構(gòu)成的多面體是正八面體C.和Ca2+距離相同且最近的Ca2+有12個D.如圖的結(jié)構(gòu)中共含有4個Ca2+和4個C22-14、CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中含有的啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個方向拉長(該晶胞為長方體)。下列關(guān)于CaC2晶體的說法中正確的是()
A.1個Ca2+周圍距離最近且等距離的C22-數(shù)目為6B.6.4gCaC2晶體中含陰離子0.1molC.該晶體中存在離子鍵和共價鍵D.與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+共有12個評卷人得分三、填空題(共8題,共16分)15、生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生能源。生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2、H2等)與H2混合;催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。
(1)上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式___。
(2)根據(jù)等電子原理,寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式_________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高,其主要原因是____________________;
甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為_________。
②甲醛分子的空間構(gòu)型是_________;
1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為_____。
③在1個Cu2O晶胞中(結(jié)構(gòu)如圖所示);
所包含的Cu原子數(shù)目為_______。16、砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料;可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式_____________。
(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga_____________As(填“>”或“<”,下同),第一電離能Ga_____________As。
(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為_____________。
(4)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,比較下表中鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因_____________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃?49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約40017、科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。請回答下列問題:
(1)處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_______形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在_______對自旋相反的電子。
(2)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)開______。
(3)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。參數(shù)。
分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol-1CH40.43616.40CO20.51229.91
①下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_______(填序號)。
a.CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵。
b.CH4分子中含有極性共價鍵;是極性分子。
c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點(diǎn)低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp
②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表所提供的數(shù)據(jù)分析,提出該設(shè)想的依據(jù)是_______。18、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(yīng)用。
①查表得知,Be的電負(fù)性是1.5,Cl的電負(fù)性是3.0,則BeCl2應(yīng)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(xué)發(fā)現(xiàn),C和Ni、Mg元素的原子形成的晶體也具有超導(dǎo)性,其晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖,則該化合物的化學(xué)式為______,C、Ni、Mg三種元素中,電負(fù)性最大的是______。
19、硼及其化合物在新材料;工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面用途很廣。請回答下列問題:
元素的基態(tài)原子的價電子排布圖為______,B、N、O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_____。
三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性氣味的無色有毒腐蝕性氣體,其分子的立體構(gòu)型為______,B原子的雜化類型為______。
自然界中,含B的鈉鹽是一種天然礦藏,其化學(xué)式寫作實(shí)際上它的陰離子結(jié)構(gòu)單元是由兩個和兩個縮合而成的雙六元環(huán),應(yīng)該寫成其結(jié)構(gòu)式如圖1,它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu)。該陰離子由極性鍵和配位鍵構(gòu)成,請?jiān)诖痤}卷中抄上圖1結(jié)構(gòu)式后用“”標(biāo)出其中的配位鍵,該陰離子通過______相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時有超導(dǎo)性,在硼化鎂晶體的理想模型中,鎂原子和硼原子是分層排布的,一層鎂一層硼相間排列。圖2是該晶體微觀結(jié)構(gòu)中取出的部分原子沿z軸方向的投影,白球是鎂原子投影,黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學(xué)式為______。
磷化硼是一種有價值的超硬耐磨涂層材料,這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護(hù)薄膜。磷化硼晶胞如圖3所示,在BP晶胞中B的堆積方式為______,當(dāng)晶胞晶格參數(shù)為478pm時,磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為______cm。20、(1)回答下列問題:
①處于基態(tài)的Ca和Fe原子,下列參數(shù)前者小于后者的是_________;
a.最外層電子數(shù)b.未成對電子數(shù)c.第一電離能d.原子半徑。
②有文獻(xiàn)表明,迄今為止(至2016年)除氦外,所有其他稀有氣體元素都能形成化合物。試簡要說明未能制得氦的化合物的理由_______________________。
(2)H和N可以形成多種化合物。
①已知聯(lián)氨(N2H4)的物理性質(zhì)與水接近,其原因是_____________________;
②計算表明:N4H62+的一種結(jié)構(gòu)如圖所示,氫原子只有一種化學(xué)環(huán)境,氮原子有兩種環(huán)境,其中的大π鍵可表示為_________________。
(3)晶體X只含鈉;鎂、鉛三種元素。在不同的溫度和壓力下;晶體X呈現(xiàn)不同的晶相。
①γ-X是立方晶系的晶體。鉛為立方最密堆積,其余兩種原子有選擇的填充鉛原子構(gòu)成的四面體空隙和八面體空隙。在不同的條件下,γ-X也呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu),其晶胞如圖所示。X的化學(xué)式為_____________;在(b)型晶胞中,邊長為apm,距離Pb最短的Na有_______個,長度為_______pm(用a表示);Na填充了晶胞中鉛原子構(gòu)成四面體空隙的百分比為________和八面體空隙的百分比為________。已知(a)型晶胞的邊長為770pm,則該型晶體的密度為_________g·cm-3。(只列出計算式)
②α-X是一種六方晶系的晶體,而在α-X中,鎂和鉛按1:1的比例形成類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu),鈉填在層間。試畫出一層α-X的結(jié)構(gòu)__________。21、如圖所示是某些晶體的結(jié)構(gòu);它們分別是NaCl;CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一部分。
(1)其中代表金剛石的是(填編號字母,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____。22、(1)鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時原子釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)____。
(2)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s區(qū)元素______。
(3)凡AB3型的共價化合物,其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵______。
(4)24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2______。
(5)金屬銅屬于六方最密堆積結(jié)構(gòu),金屬鎂屬于面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)______。
(6)氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離相等的Na+共有12個______。
(7)金剛石為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子______。
(8)所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形,但球的半徑大小不同______。
(9)干冰晶體中,每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子______。
(10)模型中的小黑點(diǎn)表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述______。評卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共12分)23、已知A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,其元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如圖:。A原子核外電子分占3個不同能級,且每個能級上排布的電子數(shù)相同B原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同C在周期表所有元素中電負(fù)性最大D位于周期表中第4縱列E基態(tài)原子M層全充滿,N層只有一個電子
(1)A的最高價氧化物是___________分子(填“極性”或“非極性”)。
(2)B與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序?yàn)開__________(請?zhí)钤胤?;其一種氣態(tài)氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化軌道類型為___________。
(3)C的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)是同族元素氫化物沸點(diǎn)中最高的,其原因是___________。
(4)A、B、C三種元素的原子半徑由大到小的順序:___________(請?zhí)钤胤?。
(5)D屬于___________區(qū)的元素,其基態(tài)原子的價電子排布圖為___________。
(6)E的基態(tài)原子電子排布式為___________。24、硫酸銨[(NH4)2SO4]一種優(yōu)良的氮肥(俗稱肥田粉);適用于一般土壤和作物,能使枝葉生長旺盛,提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量,增強(qiáng)作物對災(zāi)害的抵抗能力,可作基肥;追肥和種肥,與氫氧化鈣在加熱的條件下可以生成氨氣。根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題:
(1)基態(tài)S原子的價電子排布式為____________,能量最高的電子所處的能層的符號為_________。
(2)SO42-空間構(gòu)型為__________,中心原子的軌道雜化方式是________,寫出一個與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式__________。
(3)氨氣的沸點(diǎn)(-33.5℃)高于硫化氫的沸點(diǎn)(-60.4℃)的主要原因是:_____________________________。
(4)O、N、S的第一電離能從大到小的順序是___________________。
(5)硫酸銅溶液中通入過量的氨氣會生成[Cu(NH3)4]SO4,1mol的[Cu(NH3)4]2+中σ鍵的個數(shù)為________。
(6)以四氯化鈦、碳化鈣、疊氮酸鹽作原料,可以生成碳氮化鈦化合物。其結(jié)構(gòu)如下圖所示,這種碳氮化鈦化合物的化學(xué)式為________。若將該晶體的晶胞重新切割,使碳原子位于新晶胞的上下面心,則氮原子在新晶胞中的位置是__________________________________。
25、我國具有悠久的歷史,在西漢就有濕法煉銅(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4);試回答下列問題。
(1)Cu2+的未成對電子數(shù)有_____個,H、O、S電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_____________________。
(2)已知[Cu(NH3)4]SO4是一種配合物。
①[Cu(NH3)4]SO4中化學(xué)鍵類型有______________,[Cu(NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)簡式為_________________。陰離子中心原子雜化類型為____________________。
②NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)由高到低為_________________。
(3)鐵銅合金晶體類型為________________;鐵的第三(I3)和第四(I4)電離能分別為2957kJ/mol、5290kJ/mol,比較數(shù)據(jù)并分析原因________________。
(4)金銅合金的一種晶體結(jié)構(gòu)為立方晶型;如圖所示。
①該合金的化學(xué)式為_______________。
②已知該合金的密度為dg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則該晶胞的棱長為__________nm。評卷人得分五、工業(yè)流程題(共1題,共4分)26、飲用水中含有砷會導(dǎo)致砷中毒,金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化學(xué)沉降法處理酸性高濃度含砷廢水,其工藝流程如下:
已知:①As2S3與過量的S2-存在反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)砷酸鹽。
(1)砷在元素周期表中的位置為_______;AsH3的電子式為______;
(2)下列說法正確的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半徑:S>P>As
c.第一電離能:S
(3)沉淀X為__________(填化學(xué)式);
(4)“一級沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________;
(6)關(guān)于地下水中砷的來源有多種假設(shè),其中一種認(rèn)為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導(dǎo)致砷脫離礦體進(jìn)入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分六、原理綜合題(共3題,共18分)27、用Cl2生產(chǎn)含氯有機(jī)物時會產(chǎn)生HCl,利用反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。完成下列填空:
(1)上述反應(yīng)若在固定體積的密閉容器中發(fā)生,能說明反應(yīng)已達(dá)平衡的是_________(選填序號)。
a.2ν(HCl)正=ν(Cl2)逆b.體系壓強(qiáng)不再改變。
c.混合氣體密度不變d.K=
(2)二氯化二硫(S2C12)可用作橡膠工業(yè)的硫化劑,它的分子結(jié)構(gòu)與H2O2相似。下列有關(guān)說法不正確的是___(選填序號)。
a.S2C12分子中有4對共用電子對b.S2C12分子中沒有非極性鍵。
c.S2C12分子中,S為+1價,Cl為-1價d.S2C12分子中各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
(3)已知X2(g)+H2(g)2HX(g)+Q(X2表示Cl2、Br2)如圖表示上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系。
①Q(mào)表示X2(g)與H2(g)反應(yīng)的反應(yīng)熱,Q____0(填“>”;“<”或“=”)。
②寫出曲線b表示的平衡常數(shù)K的表達(dá)式,K=_________________(表達(dá)式中寫物質(zhì)的化學(xué)式)。
(4)向新制的氯水中加入少量下列物質(zhì),能增強(qiáng)溶液漂白能力的是()
A.氯化鈣B.碳酸鈣粉末C.二氧化硫溶液D.稀硫酸。
(5)若向氯化銀沉淀中逐漸滴加HBr,會看到白色沉淀逐漸變?yōu)榈S色沉淀現(xiàn)象,請用溶解平衡原理解釋此現(xiàn)象____。
(6)已知BBr3與BI3的空間構(gòu)型是平面三角形結(jié)構(gòu),則它們是____分子(填極性或非極性),且BBr3的沸點(diǎn)低于BI3,原因是____________。28、元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu);元素在周期表中的位置有著密切的關(guān)系?;卮鹣铝袉栴}:
(1)如圖表示某短周期元素X的前五級電離能(I)的對數(shù)值;試推測并寫出X的元素符號___。
(2)化合物甲與SO2所含元素種類相同;兩者互為等電子體,請寫出甲的化學(xué)式___,甲分子中心原子的雜化類型是___。
(3)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn),將1mo1CoC13·5NH3(紫紅色)和1mo1CoC13?4NH3(綠色)溶于水,加入AgNO3溶液;立即沉淀的AgCl分別為2mo1;1mol。則紫紅色配合物中配離子的化學(xué)式為___,綠色配合物中Co的配位數(shù)為___。
(4)某稀土元素M的氧化物晶體為立方晶胞;其結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中小球代表氧離子,大球代表M離子。
①寫出該氧化物的化學(xué)式___。
②己知該晶體密度為ρg·cm-3,晶胞參數(shù)為anm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。則M的相對原子質(zhì)量Mr=___(用含ρ;a等的代數(shù)式表示);
③以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖中原子1(M原子)的坐標(biāo)為(),則原子2(M原子)的坐標(biāo)為___。29、第四周期某些過渡元素在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的作用。
(1)鉻(Cr)被稱為“不銹鋼的添加劑”。
①寫出Cr在周期表中的位置______;
②其原子核外電子排布的最高能層符號是______。
③在lmolCrO5(其中Cr為+6價)中,含有過氧鍵的數(shù)目為______。
(2)釩(V)是我國的豐產(chǎn)元素;被譽(yù)為“工業(yè)的味精”,廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)?;卮鹣铝袉栴}:
①寫出基態(tài)釩原子的價電子排布圖:______。
②V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖1所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為______。
(3)鎳(Ni)是一種優(yōu)良的有機(jī)反應(yīng)催化劑,Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是______(填元素符號)。
(4)鈦(Ti)被稱為“21世紀(jì)金屬”,鈣鈦礦(CaTiO3)晶體是工業(yè)獲取鈦的重要原料;其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2,晶胞參數(shù)為a=0.266nm,晶胞中Ti;Ca、O分別處于頂角、體心、面心位置。
①Ti與O之間的最短距離為______nm;
②與Ti緊鄰的O個數(shù)為______。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、B【分析】【詳解】
A.HOCH2CN分子中有1個碳原子是不飽和碳原子;1個碳原子連兩個H原子,故分子中沒有手性碳原子,故A正確;
B.HOCH2CN分子中有1個2個C-H鍵,1個C-C鍵,1個C-O鍵,1個H-O鍵,單鍵都是σ鍵,三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵,故1molHOCH2CN分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為6mol;故B錯誤;
C.[Zn(CN)4]2-和[Zn(H2O)4]2+的中心原子配位數(shù)均為4;故C正確;
D.HOCH2CN分子中其中與羥基(-OH)相連的一個碳為飽和碳原子,價層電子對數(shù)=4+0=4,雜化軌道類型為sp3;另外一碳原子與氮原子形成碳氮三鍵,三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵,價層電子對數(shù)為2,碳原子雜化軌道類型為sp,故D正確;
故選B。2、A【分析】【詳解】
根據(jù)價層電子對互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型,光氣(COCl2)分子中C原子形成2個C-Cl鍵,1個C=O,C原子的價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=沒有孤電子對,則其分子空間構(gòu)型為平面三角形,中心原子(C)采取sp2雜化;故A正確;
故選A。3、A【分析】【分析】
Z的單質(zhì)是目前使用量最大的主族金屬元素單質(zhì);則Z為Al;X與W的最高化合價之和為8,則W的最外層電子數(shù)為7,其原子序數(shù)大于Al,則其為Cl;X的最外層電子數(shù)為1,其為H;從而確定Y的最外層電子數(shù)為5,其為N。
【詳解】
A.Z與W形成的化合物AlCl3為共價化合物;熔融時不導(dǎo)電,A不正確;
B.NCl3+3H2O=NH3+3HClO;HClO具有強(qiáng)氧化性,B正確;
C.NH4H+H2O=H2↑+NH3?H2O;C正確;
D.Y;Z形成的一種化合物AlN;具有強(qiáng)度高,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料,該化合物屬于原子晶體,D正確。
故選A。4、B【分析】【詳解】
A.金屬晶體中;只含有陽離子不含有陰離子,A錯誤;
B.原子晶體由原子構(gòu)成;原子間只含有共價鍵,B正確;
C.離子晶體中一定含有離子鍵;可能含有共價鍵,B錯誤;
D.只有稀有氣體形成的分子晶體中不含化學(xué)鍵;D錯誤;
故選B。5、D【分析】【詳解】
A.NaCl晶體和CsCl晶體中正負(fù)離子半徑比不相等;所以兩晶體中離子的配位數(shù)不相等,故A正確;
B.在CaF2晶體中,Ca2+和F?的電荷比(絕對值)是2:l,Ca2+和F?的個數(shù)比是l:2,Ca2+的配位數(shù)為8,F(xiàn)?的配位數(shù)為4;故B正確;
C.MgO的晶體能比MgCl2大,所以MgO的熔點(diǎn)比MgCl2高;故C正確;
D.MCO3中M2+半徑越大,MCO3晶體的晶格能越??;故D錯誤;
故答案選:D。二、多選題(共9題,共18分)6、CD【分析】【詳解】
A.s電子的原子軌道呈球形;p電子的原子軌道是“8”字形的,但是電子是做無規(guī)則運(yùn)動,軌跡是不確定的,故A錯誤;
B.根據(jù)構(gòu)造原理;各能級能量由低到高的順序?yàn)?s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f,所以s能級的能量不一定小于p能級的能量,如4s>3p,故B錯誤;
C.不同能級的電子云有不同的空間伸展方向;p軌道有3個相互垂直的呈紡錘形的不同伸展方向的軌道,故C正確;
D.多電子原子中;同一能層的電子,能量可能不同,還可以把它們分成能級,任一能層的能級總是從s能級開始,而且能級數(shù)等于該能層序數(shù),故D正確;
故選CD。
【點(diǎn)睛】
能層含有的能級數(shù)等于能層序數(shù),即第n能層含有n個能級,每一能層總是從s能級開始,同一能層中能級ns、np、nd、nf的能量依次增大,在不違反泡利原理和洪特規(guī)則的條件下,電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道,使整個原子體系能量處于最低,這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài),所以任一能層的能級總是從s能級開始,而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)。7、AD【分析】【分析】
短周期元素的價電子數(shù)就是其最外層電子數(shù),用m表示基態(tài)原子的價電子數(shù),用n表示基態(tài)原子的未成對電子數(shù),A元素m—n為8,說明A的最外層電子數(shù)為8,均已成對,故A只能是Ne或者Ar;B元素m—n為6,說明B的最外層電子數(shù)為7,6個已成對,故B只能是F或者Cl,同理推導(dǎo)出:C為O或S,D為N;C、B、Be或P、Si、Al、Mg,E為Na或Li、H,又A、B、C、D、E原子序數(shù)連續(xù),故只能分別為Ne、F、O、N、Na,據(jù)此分析作答。
【詳解】
A.同一周期從左往右元素的第一電離能呈增大趨勢,分析可知A為惰性氣體元素,其第一電離能在同周期中最大,故A>C;A錯誤;
B.據(jù)分析可知,E是Na為金屬元素,D是N為非金屬元素,故電負(fù)性E
C.據(jù)分析可知,E是Na,B是F,故原子序數(shù):B
D.C是O;有2個未成對電子,而D是N,有3個未成對電子,故核外未成對電子數(shù):C與D不相等,D錯誤;
故答案為:AD。8、BD【分析】【分析】
【詳解】
A.氫鍵是一種分子間作用力;不是化學(xué)鍵,A錯誤;
B.CO和N2都是分子晶體,熔沸點(diǎn)主要受分子間作用力影響,但在相對分子質(zhì)量相同的情況下,CO是極性分子,N2是非極性分子,極性分子的相互吸引力大于非極性分子,會使分子間作用力略大,CO的沸點(diǎn)比N2的高;B正確;
C.共價單鍵是σ鍵,共價雙鍵中一個是σ鍵,一個是π鍵,所以CH2=CH2中有5個σ鍵;1個π鍵,C錯誤;
D.共價鍵具有飽和性和方向性,S最外層有6個電子,再接受2個電子就形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則把H2S分子寫成H3S分子;違背了共價鍵的飽和性,D正確;
答案選BD。
【點(diǎn)睛】
共價單鍵是σ鍵,共價雙鍵中一個是σ鍵,一個是π鍵,共價叁鍵中一個是σ鍵,兩個是π鍵。9、BC【分析】【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序數(shù)依次增大,X、Y、W形成的一種陰離子常用于檢驗(yàn)Fe3+,則該離子為SCN-;則X為C元素,Y為N元素,W為S元素;R的單質(zhì)常用于制造路燈,其發(fā)出的黃色光透霧能力強(qiáng),R為Na;Z是地殼中含量最高的元素,則Z為O元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.W為S元素;其氧化物的水化物形成的為硫酸和亞硫酸,亞硫酸為弱酸,故A錯誤;
B.X為C元素,W為S元素,XW2為CS2,CS2與CO2互為等電子體,互為等電子體的微粒具有相似的結(jié)構(gòu),CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,則CS2的結(jié)構(gòu)式為S=C=S;即:W=X=W,故B正確;
C.W為S元素,Z為O元素,WZ3為SO3,分子中中心原子S原子的價層電子對數(shù)=3+=3,S采取sp2雜化;結(jié)構(gòu)為平面三角形,則分子中所有原子處于同一平面,故C正確;
D.Z為O元素,R為Na,Z與R形成的化合物為Na2O或Na2O2,二者均為離子化合物,Na2O中只含有離子鍵,Na2O2中含有離子鍵和共價鍵;故D錯誤;
答案選BC。10、AC【分析】【分析】
短周期主族元素W;X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大;W的最高正價與最低負(fù)價代數(shù)和為0,則W為C或Si,根據(jù)W、X、Y形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)示意圖,X為O,則W為C,Y為+1價的陽離子,為Na元素;Z在同周期中原子半徑最小,Z為Cl元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;W為C元素,X為O元素,Y為Na元素,Z為Cl元素。
A.同一周期,從左到右,原子半徑逐漸減小,同一主族,從上到下,原子半徑逐漸增大,原子半徑大?。汗蔄正確;
B.元素的非金屬性越強(qiáng);電負(fù)性越大,電負(fù)性大小:X>Z,故B錯誤;
C.X為O元素;Y為Na元素,為活潑的非金屬和金屬元素,形成的化合物為離子化合物,故C正確;
D.化合物甲中陰離子為CO32-;C原子的價層電子對數(shù)=3,沒有孤對電子,空間構(gòu)型為平面三角形,故D錯誤;
故選AC。11、AC【分析】【詳解】
A選項(xiàng),元素As與N同族,N的電負(fù)性大于As,使成鍵電子離N原子更近,兩個N—H鍵間的排斥力增大,NH3中鍵角更大,因此AsH3分子中As-H鍵的鍵角小于NH3中N-H鍵的鍵角;故A正確;
B選項(xiàng);Fe成為陽離子時首先失去4s軌道電子,故B錯誤;
C選項(xiàng),配合物Fe(CO)n可用作催化劑,F(xiàn)e的價電子為3d64s2,價電子數(shù)為8,一個配體CO提供2個電子,因此Fe(CO)n內(nèi)中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18;8+2×n=18,則n=5,故C正確;
D選項(xiàng),冰中每個H2O分子與周圍四個水分子形成氫鍵形成四面體結(jié)構(gòu);即一個水分子可以形成四個氫鍵,故D錯誤。
綜上所述;答案為AC。
【點(diǎn)睛】
冰的密度比水小的原因是冰中水與周圍四個水分子以氫鍵形成四面體結(jié)構(gòu),中間有空隙,因此密度比水小。12、BC【分析】【詳解】
Fe3+在立方體的頂點(diǎn),每個Fe3+被8個晶胞共有,每個晶胞中Fe3+個數(shù)為4×=同理每個晶胞中Fe2+個數(shù)為CN-位于棱的中點(diǎn),每個CN-被4個晶胞共有,故每個晶胞中CN-個數(shù)為12×=3。
A.已知晶體的化學(xué)式為MxFey(CN)6,故有2個晶胞,陰離子含有一個Fe3+,1個Fe2+,6個CN-,晶體中的陰離子為[Fe2(CN)6]-,根據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為0得晶體的化學(xué)式為MFe2(CN)6;綜上可知,x=1,y=2,A錯誤;
B.M呈+1價;因?yàn)橛嘘?;陽離子,故該晶體屬于離子晶體,B正確;
C.若M的離子在立方體的體心位置,則該晶體的化學(xué)式可表示為MFe2(CN)3,與晶體化學(xué)式MFe2(CN)6不符合;故M的離子不可能在立方體的體心位置,C正確;
D.該晶胞中與每個Fe3+距離最近且相等的CN-有6個;D錯誤;
故合理選項(xiàng)是BC。13、BC【分析】【分析】
離子晶體:陰陽離子通過離子鍵結(jié)合形成的晶體,離子鍵作用力強(qiáng),所以離子晶體硬度高,具有較高的熔沸點(diǎn);該晶胞不是正方體構(gòu)成的,觀察體心處Ca2+,與它距離相同且最近的C22-位于面心,距離相同且最近的Ca2+位于棱上;它們共平面;
晶胞中粒子數(shù)目用均攤法確定:每個頂點(diǎn)的原子被8個晶胞共有;每條棱的原子被4個晶胞共有,每個面的原子被2個晶胞共有。
【詳解】
A.據(jù)CaC2晶體結(jié)構(gòu)可知其屬于離子晶體;所以熔點(diǎn)較高;硬度較大,故A正確;
B.由于晶胞沿一個方向拉長,故晶胞的一個平面的長與寬不相等,和Ca2+距離相同且最近的C22-有4個均位于面心;且在同一平面上,故B錯誤;
C.晶胞的一個平面的長與寬不相等,與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+應(yīng)為4個均位于棱上;故C錯誤。
D.圖示結(jié)構(gòu)中N(Ca2+)=12×+1=4,N(C22-)=8×+6×=4;故D正確;
答案選BC。
【點(diǎn)睛】
本題考查晶胞的分析,特別注意晶胞沿一個方向拉長的特點(diǎn),為解答該題的關(guān)鍵,易錯點(diǎn)為C選項(xiàng)。14、BC【分析】【詳解】
A.依據(jù)晶胞示意圖可以看出,晶胞的一個平面的長與寬不相等,再由圖中體心可知1個Ca2+周圍距離最近的C22-有4個;而不是6個,故A錯誤;
B.6.4克CaC2為0.1mol,CaC2晶體中含陰離子為C22-;則含陰離子0.1mol,故B正確;
C.該晶體中存在鈣離子和C22-間的離子鍵,C22-中存在C與C的共價鍵;故C正確;
D.晶胞的一個平面的長與寬不相等,與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+為4個;故D錯誤;
故選BC。
【點(diǎn)睛】
解答本題要注意區(qū)分該晶胞和氯化鈉晶胞的不同,該晶胞存在沿一個方向拉長的特點(diǎn),為解答該題的關(guān)鍵和易錯點(diǎn)。三、填空題(共8題,共16分)15、略
【分析】【詳解】
(1)Zn的原子序數(shù)為30,在周期表中位于第四周期、ⅡB族,則其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)根據(jù)等電子原理,CO與N2屬于等電子體,所以其分子結(jié)構(gòu)相似,由于N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N;所以CO也應(yīng)為C≡O(shè)。
(3)①由于甲醇分子間可以形成氫鍵,而甲醛分子間不能形成氫鍵,所以甲醇的沸點(diǎn)高于甲醛;由于甲醛分子結(jié)構(gòu)中每個碳原子只形成三個σ鍵,則應(yīng)該是sp2雜化形式。
②甲醛的中心原子C是sp2雜化,C原子形成3個σ鍵,所以甲醛的空間構(gòu)型為平面三角形;甲醛分子中的2個C-H鍵是σ鍵,C=O鍵中的一個鍵是σ鍵,另一個則是π鍵,則一個甲醛分子中有2個σ鍵,所以1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為3NA。
③由化學(xué)式Cu2O和晶胞模型可知,白球?yàn)檠踉?,黑色球?yàn)殂~原子,且銅原子位于晶胞內(nèi)部,所以1個Cu2O晶胞中包含Cu原子數(shù)目為4個。【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2②.C≡O(shè)③.甲醇分子之間形成氫鍵④.sp2雜化⑤.平面三角形⑥.3NA⑦.416、略
【分析】【詳解】
(1)As位于元素周期表中第四周期第VA族,則基態(tài)As原子的核外電子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。故答案為:1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;
(2)同一周期元素,原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小,元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;Ga位于第四周期第IIIA族、As位于第四周期第VA族,二者位于同一周期,根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga>As,第一電離能Ga;<;
(3)AsCl3分子的中心原子As的價層電子對數(shù)=3+=4,As采用sp3雜化;立體構(gòu)型為三角錐形。故答案為:三角錐形;
(4)鍺的鹵化物都是分子晶體,分子間通過分子間作用力結(jié)合,對于組成與結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高,由于相對分子質(zhì)量:GeCl4<GeBr4<GeI4,故分子間作用力:GeCl4<GeBr4<GeI4,熔、沸點(diǎn):GeCl4<GeBr4<GeI4,故答案為:GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點(diǎn)依次升高;GeCl4、GeBr4、GeI4均為分子晶體,組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高?!窘馕觥竣?1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3②.>③.<④.三角錐形⑤.GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點(diǎn)依次升高;GeCl4、GeBr4、GeI4均為分子晶體,組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高17、略
【分析】(1)
處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概念密度分布可用電子云形象化描述;基態(tài)14C原子的軌道表示式為核外存在2對自旋相反的電子;
(2)
CH4中C為-4價、H為+1價,電負(fù)性:CH;非金屬性:OC,電負(fù)性:OC.H、O三種元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椋篐CO;
(3)
①a.CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵;a項(xiàng)正確;
b.CH4分子中含極性共價鍵,由于CH4為正四面體結(jié)構(gòu),CH4分子中正電荷中心和負(fù)電荷中心重合,CH4為非極性分子,b項(xiàng)錯誤;
c.CH4的相對分子質(zhì)量小于CO2的相對分子質(zhì)量,CH4分子間作用力小于CO2分子間作用力,CH4的熔點(diǎn)低于CO2;c項(xiàng)錯誤;
d.CH4中碳原子采取sp3雜化,CO2中碳原子采取sp雜化;d項(xiàng)正確;答案選ad;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),CO2的分子直徑(0.512nm)小于籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑(0.586nm),CO2與H2O的結(jié)合能(29.91kJ/mol)大于CH4與H2O的結(jié)合能(16.40kJ/mol),所以可用CO2置換“可燃冰”中的CH4?!窘馕觥侩娮釉?H、C、OadCO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑,且與H2O的結(jié)合力大于CH418、略
【分析】【詳解】
(1)Be的電負(fù)性是1.5,Cl的電負(fù)性是3.0,Cl與Be電負(fù)性差值為1.5,電負(fù)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(yīng)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(diǎn),Mg的個數(shù)為8=1,則該化合物的化學(xué)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(fù)性最大的是C?!窘馕觥竣?共價②.3d84s2③.2④.MgCNi3⑤.C19、略
【分析】【分析】
元素處于第二周期IIIA族,價電子排布式為結(jié)合泡利原理;洪特規(guī)則畫出價電子排布圖;同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,但I(xiàn)IA族、VA族元素原子最高能級為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素;
分子的中心B原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)B原子雜化軌道數(shù)目為3;
形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵;氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵;該陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu);
個B原子為3個Mg原子共用;1個Mg原子為6個B原子共用,均攤法計算硼原子和鎂原子的個數(shù)之比,確定硼化鎂的化學(xué)式;
由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu),二者連線處于體對角線上,為體對角線的
【詳解】
原子核外電子排布式為由泡利原理、洪特規(guī)則,核外電子排布圖為同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素,故第一電離能:
故答案為:
分子的中心B原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)分子空間構(gòu)型為平面正三角形,B原子的雜化軌道類型為
故答案為:平面正三角形;
形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵,氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵,圖1中用“”標(biāo)出其中的配位鍵為:該陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu);
故答案為:氫鍵;
根據(jù)投影可知,1個B原子為3個Mg原子共用,1個Mg原子為6個B原子共用,故一個Mg原子的B原子為由此可知Mg、B原子數(shù)目之比為1:2,故硼化鎂的化學(xué)式為
故答案為:
由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu),二者連線處于體對角線上,為體對角線的立方體的每條邊長為478pm,則晶胞體對角線長為則P原子與B原子最近距離為
故答案為:面心立方最密堆積;【解析】平面正三角形氫鍵面心立方最密堆積20、略
【分析】【分析】
(1)①根據(jù)基態(tài)的Ca和Fe原子核外電子排布式分析判斷;
②根據(jù)基態(tài)氦原子核外電子排布結(jié)構(gòu)分析判斷;
(2)①聯(lián)氨(N2H4)的分子中的氮原子可與氫原子形成氫鍵;
②根據(jù)N4H62+的結(jié)構(gòu)示意圖;四個氮原子形成六電子的大π鍵;
(3)①結(jié)合原子在晶胞中的位置關(guān)系,利用均攤法計算書寫分子式;在(b)型晶胞中,體對角線處的Na距離Pb最短據(jù)此計算距離;在(b)型晶胞中,Na填充了晶胞中鉛原子構(gòu)成的四面體有8個,其中只有4個四面體中填充了Na,鉛原子構(gòu)成八面體只有一個,且Na原子在八面體的體心;根據(jù)晶胞密度計算公式ρ=進(jìn)行解答;
②α-X是一種六方晶系的晶體;而在α-X中,鎂和鉛按1:1的比例形成類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu),鈉填在層間,則層內(nèi)只有鎂和鉛。
【詳解】
(1)①基態(tài)的Ca原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2,基態(tài)Fe原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2;
a.二者最外層電子數(shù)相等,故a不符合題意;
b.Ca原子沒有未成對電子,F(xiàn)e原子有4個未成對的電子,故b符合題意;
c.Ca與Fe同周期,同周期元素第一電離能從左至右呈增大的趨勢,Ca原子核外電子排布處于全充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能比相鄰元素大,但鐵原子與鈣不相鄰,則第一電離能Ca<Fe,故c符合題意;
d.Ca與Fe同周期;電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,則原子半徑:Ca>Fe,故d不符合題意;
答案選bc;
②基態(tài)氦原子核外電子排布式為1s2;基態(tài)氦原子具有唯一全充滿的1s電子層,半徑較小,具有較高的第一電離能,所以難以形成化合物;
(2)①聯(lián)氨(N2H4)的分子中的氮原子可與氫原子形成氫鍵,并且分子間氫鍵數(shù)目較多,水分子間氧原子與氫原子也能形成氫鍵,則聯(lián)氨(N2H4)的物理性質(zhì)與水接近;
②根據(jù)N4H62+的結(jié)構(gòu)示意圖,四個氮原子形成六電子的大π鍵,可表示為
(3)①結(jié)合原子在晶胞中的位置關(guān)系,利用均攤法,在(a)型晶胞中,Pb位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,數(shù)目為8×+6×=4,Na位于晶胞的體內(nèi),數(shù)目為8,Mg原子位于晶胞的棱上和體心,數(shù)目為12×+1=4,X的化學(xué)式為Na2MgPb;在(b)型晶胞中,體對角線處的Na距離Pb最短,共有4個,棱長為apm,面對角線長為apm,則體對角線的長度為apm,距離Pb最短的Na的長度為體對角線長度的則長度為apm;在(b)型晶胞中,Na填充了晶胞中鉛原子構(gòu)成的四面體有8個,其中只有4個四面體中填充了Na,Na填充了晶胞中鉛原子構(gòu)成四面體空隙的百分比為50%;鉛原子構(gòu)成八面體只有一個,且Na原子在八面體的體心,Na填充了晶胞中鉛原子構(gòu)成四面體空隙的百分比為100%;(a)型晶胞的邊長為770pm,則晶胞的體積V=(770pm)3=(7.70×10-8)3cm3,在(a)型晶胞中,Pb位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,數(shù)目為8×+6×=4,Na位于晶胞的體內(nèi),數(shù)目為8,Mg原子位于晶胞的棱上和體心,數(shù)目為12×+1=4,則一個晶胞中含有4個Na2MgPb;根據(jù)晶胞密度計算公式ρ==
②α-X是一種六方晶系的晶體,而在α-X中,鎂和鉛按1:1的比例形成類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu),鈉填在層間,則層內(nèi)只有鎂和鉛,層內(nèi)α-X的結(jié)構(gòu)為【解析】bc基態(tài)氦原子具有唯一全充滿的1s電子層,半徑較小,具有較高的第一電離能,所以難以形成化合物聯(lián)氨分子間能形成較多氫鍵Na2MgPb4a50%100%21、略
【分析】【詳解】
(1)在金剛石晶胞中;每個碳可與周圍四個碳原子形成共價鍵,將這四個碳原子連結(jié)起來后可以形成正四面體,體心有一個碳原子,所以圖D為金剛石,故答案為:D;
(2)石墨是層狀結(jié)構(gòu);在層與層之間以范德華力相互作用,有分子晶體的特點(diǎn),在層內(nèi)碳與碳以共價鍵相互作用,形成六邊形,所以圖E為石墨的結(jié)構(gòu),故答案為:E;
(3)氯化鈉是離子晶體;其構(gòu)成微粒是陰陽離子,NaCl晶胞是簡單的立方單元,所以圖A為氯化鈉結(jié)構(gòu),故答案為:A;
(4)氯化銫也是離子晶體;陰陽離子的配位數(shù)均是8,即每個銫離子與8個氯離子緊鄰,所以C圖為氯化銫的結(jié)構(gòu),故答案為:C;
(5)干冰是分子晶體,CO2分子位于立方體的頂點(diǎn)和面心上,以頂點(diǎn)上的CO2分子為例,與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點(diǎn)相連的12個面的面心上,所以圖B為干冰晶體,故答案為:B。【解析】①.D②.E③.A④.C⑤.B22、略
【分析】【詳解】
(1)基態(tài)Mg原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2,1s22s22p63p2屬于激發(fā)態(tài)的鎂原子的電子排布式;由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)需要吸收能量,(1)錯誤;
(2)基態(tài)原子價電子排布式為5s25p1的元素是In元素;位于周期表的第五周期ⅢA,屬于p區(qū)元素,(2)錯誤;
(3)BF3是AB3型共價化合物,B原子形成3個價層電子對,采用的是sp2雜化方式;(3)錯誤;
(4)基態(tài)Cr原子的價電子排布式為3d54s1;采取這種方式,可以使3d軌道和4s軌道呈現(xiàn)半充滿的狀態(tài),原子處于更穩(wěn)定的狀態(tài),(4)錯誤;
(5)金屬銅屬于面心立方最密堆積;金屬鎂屬于六方最密堆積,(5)錯誤;
(6)如果去除NaCl的晶胞中的Cl-,那么Na+在晶胞中的排列類似于面心立方的堆積形式你,因此每個Na+周圍最近的Na+有12個;(6)正確;
(7)金剛石是由C原子通過共價鍵形成的原子晶體;每個碳原子均與4個碳原子形成共價鍵,在金剛石的結(jié)構(gòu)中,最小環(huán)是六元環(huán),由6個碳原子構(gòu)成,(7)正確;
(8)s電子的電子云輪廓圖都是球形的;能層數(shù)越大,對應(yīng)的半徑就越大,(8)正確;
(9)干冰的晶胞中CO2的堆積方式類似于面心立方最密堆積,其出現(xiàn)在晶胞的頂點(diǎn)和各個面心上,因此一個CO2周圍最近有12個CO2;(9)正確;
(10)電子云即概率密度的形象化描述,小黑點(diǎn)的疏密程度即表示電子在核外空間各處的概率密度,(10)正確;【解析】①.×②.×③.×④.×⑤.×⑥.√⑦.√⑧.√⑨.√⑩.√四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共12分)23、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,A原子核外電子分占3個不同能級,且每個能級上排布的電子數(shù)相同,則A核外電子排布是1s22s22p2,所以A是C元素;C在周期表所有元素中電負(fù)性最大,則C是F元素;B原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同,原子序數(shù)比C大,比F小,則B是N元素;D位于周期表中第4縱列,則D為22號Ti元素;基態(tài)E原子M層全充滿,N層只有一個電子,則E核外電子排布是1s22s22p63s23p63d104s1;E是29號Cu元素,然后根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析可知A是C;B是N,C是F,D是Ti,E是Cu元素。
(1)A是C元素,C的最高價氧化物CO2分子高度對稱,正負(fù)電荷重心重合,因此CO2分子屬于非極性分子;
(2)B是N元素,與其同周期相鄰元素有C、O。一般情況下,同一周期元素原子序數(shù)越大,元素的第一電離能越大。但由于N原子最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能大于同一周期相鄰元素,故C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘>O>C;氣態(tài)氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形,則該分子的中心原子的雜化軌道類型為sp3雜化;
(3)C是F元素;由于F元素非金屬性很強(qiáng),原子半徑小,所以HF分子之間除存在分子間作用力外,還存在氫鍵,增加了分子之間的吸引力,使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)增大,而同族其它元素的氫化物分子之間只有分子間作用力,因此HF的沸點(diǎn)在是同族元素氫化物沸點(diǎn)中最高的;
(4)同一周期元素;原子序數(shù)越大,原子半徑越小。A是C,B是N,C是F,所以原子半徑由大到小的順序?yàn)椋篊>N>F;
(5)D是Ti元素,屬于元素周期表d區(qū)元素;根據(jù)構(gòu)造原理可知其核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,則其基態(tài)原子的價電子排布圖為
(6)E是Cu元素,基態(tài)Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或?qū)憺閇Ar]3d104s1)?!窘馕觥竣?非極性②.N>O>C③.sp3④.分子間有氫鍵⑤.C>N>F⑥.d⑦.⑧.1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)24、略
【分析】【分析】
(1)基態(tài)S原子最外層有6個電子;排布在3s;3p能級上;離原子核越遠(yuǎn)能量越高;
(2)根據(jù)價電子對數(shù)判斷S原子軌道雜化方式;根據(jù)價電子理論判斷SO42-空間構(gòu)型;等電子體是指具有相同價電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子;
(3)氨氣分子間有氫鍵;
(4)N原子2p軌道為半充滿狀態(tài);所以第一電離能大于相鄰的O原子;同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,所以第一電離能O大于S原子;
(5)Cu和N之間是配位鍵;N和H之間是共價鍵;單鍵都是σ鍵;(6)根據(jù)均攤法計算化學(xué)式;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析氮原子在新晶胞中的位置。
【詳解】
(1)基態(tài)S原子最外層有6個電子,排布在3s、3p能級上,所以基態(tài)S原子的價電子排布式為3s23p4;離原子核越遠(yuǎn)能量越高;能量最高的電子所處的能層是第三層,符號為M;
(2)S原子的價電子對數(shù)是孤對電子為0,所以SO42-空間構(gòu)型正四面體;S原子軌道雜化方式為sp3;等電子體是指具有相同價電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子,所以與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式是CCl4或SiF4;
(3)氨氣分子間有氫鍵,H2S分子間沒有氫鍵;所以氨氣的沸點(diǎn)高于硫化氫的沸點(diǎn);
(4)N原子2p軌道為半充滿狀態(tài),所以第一電離能大于相鄰的O原子,同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小,所以第一電離能O大于S原子,所以O(shè)、N、S的第一電離能從大到小的順序是N>O>S;
(5)Cu和N之間是配位鍵、N和H之間是共價鍵,單鍵都是σ鍵,所以1mol的[Cu(NH3)4]2+中σ鍵的個數(shù)為16NA;
(6)原子數(shù)是N原子數(shù)是C原子數(shù)是化學(xué)式是Ti4CN3;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu);若碳原子位于新晶胞的上下面心,則氮原子在新晶胞中的位置是頂點(diǎn)和前后左右面心。
【點(diǎn)睛】
根據(jù)均攤原則,晶胞頂點(diǎn)的原子被8個晶胞占用,每個晶胞占用晶胞面心的原子被2個晶胞占用,每個晶胞占用晶胞楞上的原子被4個晶胞占用,每個晶胞占用【解析】①.3s23p4②.M③.正四面體④.sp3⑤.CCl4或SiF4等⑥.均為分子晶體,而氨氣分子間有氫鍵,H2S分子間沒有氫鍵⑦.N>O>S⑧.16NA⑨.Ti4CN3⑩.頂點(diǎn)和前后左右面心25、略
【分析】【分析】
Cu是29號元素,Cu原子失去最外層1個4s電子和次外層的1個3d電子形成Cu2+。根據(jù)構(gòu)造原理可得Cu2+的核外電子排布式;元素的非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大;
(2)①[Cu(NH3)4]SO4中[Cu(NH3)4]2+與SO42-形成離子鍵,[Cu(NH3)4]2+中銅離子與氨分子之間形成配位鍵,氨分子中N原子與H原子之間形成共價鍵;先計算SO42-中心原子S的孤電子對數(shù)和雜化軌道數(shù)目;然后利用價層電子對數(shù)目判斷;
②分子之間形成氫鍵會使其沸點(diǎn)升高;
(3)鐵銅合金晶體屬于金屬晶體;Fe原子失去3個電子形成3d5半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu);再失去1個電子需要的能量較多;
(4)①均攤法計算晶胞中Au;Cu原子數(shù)目;確定化學(xué)式;
②根據(jù)晶胞中含有的各種元素的原子個數(shù)計算晶胞質(zhì)量,再根據(jù)ρ=計算;求晶胞參數(shù)。
【詳解】
(1)Cu2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9,3d軌道上有1個未成對電子,其余電子均形成了電子對,因此Cu2+核外只有1個未成對電子;元素的非金屬性越強(qiáng);其電負(fù)性越大,由于元素的非金屬性:O>S>H,故元素的電負(fù)性由大到小順序?yàn)椋篛>S>H;
(2)①[Cu(NH3)4]SO4中[Cu(NH3)4]2+與SO42-形成離子鍵,[Cu(NH3)4]2+中銅離子與氨分子之間形成配位鍵,氨分子中N原子與H原子之間形成共價鍵,所以[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價鍵、配位鍵;[Cu(NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)簡式為:
SO42-中心原子S的孤電子對數(shù)==0,雜化軌道數(shù)目=0+4=4,所以S原子采取sp3雜化;
②NH3、H2O、HF分子之間都存在氫鍵,氫鍵的產(chǎn)生,增加了分子之間的吸引力,使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高。由于H2O分子之間氫鍵數(shù)目多、氫鍵強(qiáng),其熔沸點(diǎn)最高,HF分子之間的氫鍵比NH3分子間的氫鍵強(qiáng),則NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)由高到低為:H2O>HF>NH3;
(3)鐵銅合金晶體屬于金屬晶體;Fe是26號元素,基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2,F(xiàn)e的第三電離能是失去3d6的1個電子需要的能量,而第四電離能是失去3d5的1個電子需要的能力,由于3d5為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去1個電子需要的能量較多,故鐵的第四(I4)電離能遠(yuǎn)大于第三(I3)電離能;
(4)①晶胞中Au原子數(shù)目=8×=1,Cu原子數(shù)目=6×=3,故化學(xué)式為AuCu3或?qū)憺镃u3Au;
②晶胞質(zhì)量m=g,晶胞密度為dg/cm3,則晶胞參數(shù)L=cm=×107nm。
【點(diǎn)睛】
本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),涉及核外電子排布、電負(fù)性、配合物、氫鍵、電離能、晶胞計算等,(4)中計算為易錯點(diǎn)、難點(diǎn),關(guān)鍵是理解晶胞結(jié)構(gòu),理解晶胞參數(shù)與晶胞體積的關(guān)系,注意長度單位的變換關(guān)系?!窘馕觥?O>S>H共價鍵、配位鍵、離子鍵sp3雜化H2O>HF>NH3金屬晶體基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2,失去3個電子后核外電子呈半充滿穩(wěn)定狀態(tài),因此I4遠(yuǎn)大于I3AuCu3或Cu3Au×107五、工業(yè)流程題(共1題,共4分)26、略
【分析】【分析】
廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化鈉生成As2S3沉淀,為防止As2S3與硫離子反應(yīng)再次溶解,所以再加入硫酸亞鐵除去過量的硫離子,過濾得到As2S3和FeS,濾液中加入過氧化氫將亞砷酸氧化成砷酸,亞鐵離子氧化成鐵離子,再加入CaO沉淀砷酸根、鐵離子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低濃度含砷廢水。
【詳解】
(1)As元素為33號元素,與N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨氣分子結(jié)構(gòu)相同為共價化合物,砷原子和三個氫原子形成三個As-H鍵,電子式為:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金屬性增強(qiáng),最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性增強(qiáng),同主族自上而下非金屬性減弱,最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性減弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正確;
b.同周期主族元素自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑依次增大,原子半徑:As>P>S,故b錯誤;
c.同主族元素自上而下第一電離能減小,P和S同周期,但是P原子3p能級為半滿狀態(tài),更穩(wěn)定,第一電離能更大,所以第一電離能P>S>As;故c錯誤;
綜上所述選a;
(3)根據(jù)分析可知沉淀為微溶物CaSO4;
(4)As2S3與過量的S2-存在反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq),所以需要加入FeSO4除去過量的硫離子;使平衡逆向移動,一級沉砷更完全;
(5)含砷物質(zhì)物質(zhì)為H3AsO3,加入過氧化氫可以將其氧化成H3AsO4,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得化學(xué)方程式為H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根據(jù)題意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根據(jù)元素守恒可知反應(yīng)物應(yīng)該還有H2O,F(xiàn)eS2整體化合價升高15價,一個O2降低4價,所以二者的系數(shù)比為4:15,再根據(jù)元素守恒可得離子方程式為4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【點(diǎn)睛】
同一周期元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折,當(dāng)外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,元素的第一電離能大于相鄰元素?!窘馕觥康谒闹芷诘赩A族aCaSO4沉淀過量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq)平衡逆向移動,使一級沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+六、原理綜合題(共3題,共18分)27、略
【分析】【詳解】
(1)
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