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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2025年人教A版選修3化學(xué)上冊階段測試試卷669考試試卷考試范圍:全部知識點;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9題,共18分)1、下列說法中正確的是()A.電子云通常是用小黑點來表示電子的多少B.1s22s12p1表示原子的激發(fā)態(tài)C.s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀相同D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時才會產(chǎn)生原子光譜2、已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ·mol-1。請根據(jù)下表所列數(shù)據(jù)判斷;下列說法錯誤的是()
。元素。
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素X的常見化合價是+1價B.元素Y是第ⅢA族元素C.元素X與氯形成化合物時,化學(xué)式可能是XClD.若元素Y處于第三周期,則它可與冷水劇烈反應(yīng)3、若X、Y兩種粒子之間可形成配位鍵,則下列說法正確的是A.X、Y只能是離子B.若X提供空軌道,則配位鍵表示為X→YC.X、Y分別為Ag+、NH3時形成配位鍵,Ag+作配體D.若X提供空軌道,則Y至少要提供一對孤電子對4、下列描述正確的是。
①CS2為V形的極性分子②ClO3-的立體構(gòu)型為平面三角形。
③SF6中有6對完全相同的成鍵電子對④SiF4和SO32-的中心原子均采用sp3雜化A.①③B.②④C.①②D.③④5、類比推理是化學(xué)中常用的思維方法。下列推理正確的是A.Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,推測Fe與I2反應(yīng)生成FeI3B.CO2與Ba(NO3)2溶液不反應(yīng),SO2與Ba(NO3)2溶液也不反應(yīng)C.CO2是直線型分子,推測CS2也是直線型分子D.NaCl與濃H2SO4加熱可制HCl,推測NaBr與濃H2SO4加熱可制HBr6、有關(guān)晶體的敘述中正確的是A.在SiO2晶體中,由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個原子B.在28g晶體硅中,含Si-Si共價鍵個數(shù)為4NAC.金剛石的熔沸點高于晶體硅,是因為C-C鍵鍵能小于Si-Si鍵D.鎂型和銅型金屬晶體的配位數(shù)均為127、下列說法錯誤的是()A.分子的許多性質(zhì)與分子的對稱性有關(guān)B.石墨晶體具有金屬鍵的特性C.離子晶體中的化學(xué)鍵可能有方向性和飽和性D.氯化鈉晶體中與Na+距離最近且相等的Na+有6個8、實驗室常用氟化鈣固體和濃硫酸混合加熱制HF:CaF2+H2SO4(濃)CaSO4+2HF↑。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法錯誤的是A.該反應(yīng)利用了濃硫酸的酸性和難揮發(fā)性B.CaF2晶體中Ca2+和F-的配位數(shù)之比為1:2C.影響H2SO4和CaSO4熔點的作用力不同D.HF是極性分子且分子極性強(qiáng)于HC19、下列對一些實驗事實的理論解釋正確的是。
。選項。
實驗事實。
理論解釋。
A
N原子的第一電離能大于O原子。
N原子半徑更小。
B
C的電負(fù)性比Si大。
C-C共價鍵強(qiáng)。
C
金剛石的熔點高于鈉。
金剛石的原子化熱大。
D
Al2O3的熔點高。
晶格能大。
A.AB.BC.CD.D評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)10、按要求完成下表:。元素符號核電荷數(shù)原子簡化的電子排布式P15______K19______Ge32______Zn30______Cr24______11、I.將少量CuSO4粉末溶于盛有水的試管中得到一種天藍(lán)色溶液;先向試管里的溶液中滴加氨水,首先形成藍(lán)色沉淀。繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色溶液;再加入乙醇溶劑,將析出深藍(lán)色的晶體。
(1)溶液中呈天藍(lán)色微粒的化學(xué)式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)寫出藍(lán)色沉淀溶解成深藍(lán)色溶液的離子方程式______________。
(4)得到的深藍(lán)色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶體中Cu2+與NH3之間的化學(xué)鍵類型為_____________,該晶體中配體分子的空間構(gòu)型為_______________________。(用文字描述)
II.含F(xiàn)e元素的物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要的用途。回答下列問題:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心離子是________,配體是_________,配位數(shù)是_________。
(2)某個(Ⅱ)有機(jī)配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示:
①該分子中N原子的雜化方式為________、________。
②請在圖中用“”標(biāo)出的配位鍵。_____
(3)Ge,As,Se元素處于同一周期,三種元素原子的第一電離能由大到小的順序為__________________。
(4)的酸性強(qiáng)于的原因是_________________________________________。12、水是生命之源;它與我們的生活密切相關(guān)。在化學(xué)實驗和科學(xué)研究中,水也是一種常用的試劑。
(1)水分子中氧原子在基態(tài)時核外電子排布式為_________
(2)寫出與H2O分子互為等電子體的微粒______(填2種)。
(3)水分子在特定條件下容易得到一個H+,形成水合氫離子(H3O+)。
下列對上述過程的描述不合理的是______
A.氧原子的雜化類型發(fā)生了改變。
B.微粒的形狀發(fā)生了改變。
C.微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變。
D.微粒中的鍵角發(fā)生了改變。
(4)下列是鈉;碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞圖(未按順序排序)。
與冰的晶體類型相同的是______(請用相應(yīng)的編號填寫)
(5)將白色的無水CuSO4溶解于水中;溶液呈藍(lán)色,是因為生成了一種呈藍(lán)。
色的配合離子。請寫出生成此配合離子的離子方程式:_______。13、(1)將等徑圓球在二維空間里進(jìn)行排列;可形成密置層和非密置層,在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中,A屬于________層,配位數(shù)是________;B屬于________層,配位數(shù)是________。
(2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積;得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞,它被稱為簡單立方堆積,在這種晶體中,金屬原子的配位數(shù)是________,平均每個晶胞所占有的原子數(shù)目是________。
(3)有資料表明,只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式,釙位于元素周期表的第________周期第__________族,元素符號是________,最外電子層的電子排布式是________。14、(15分)周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序數(shù)依次增大。X的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,Y基態(tài)原子的p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個,Z基態(tài)原子的價電子層中有2個未成對電子,T與Z同主族,W基態(tài)原子的M層全充滿,N層只有一個電子?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Y、Z、T中第一電離能最大的是____(填元素符號,下同),原子半徑最小的是____。
(2)T的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____,W基態(tài)原子的電子排布式為____。
(3)X和上述其他元素中的一種形成的化合物中,分子呈三角錐形的是____(填化學(xué)式);分子中既含有極性共價鍵,又含有非極性共價鍵的化合物是____(填化學(xué)式;寫一種)。
(4)T與Z形成的化合物中,屬于非極性分子的是____(填化學(xué)式)。
(5)這5種元素形成的一種陰陽離子個數(shù)比為1:1型的配合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),陽離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。該配合物的化學(xué)式為____,陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有____。
評卷人得分三、原理綜合題(共5題,共10分)15、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的沸點低于BI3,原因是____________。16、碳是地球上組成生命的最基本元素之一;與其他元素結(jié)合成不計其數(shù)的無機(jī)物和有機(jī)化合物,構(gòu)成了豐富多彩的世界。碳及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途?;卮鹣铝袉栴}:
(1)冠醚是由多個二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。X;Y、Z是常見的三種冠醚;其結(jié)構(gòu)如圖所示。它們能與堿金屬離子作用,并且隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。
①Li+與X的空腔大小相近,恰好能進(jìn)入到X的環(huán)內(nèi),且與氧原子的一對孤電子對作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)W(如圖)?;鶓B(tài)碳原子核外有___種運動狀態(tài)不同的電子,其外圍電子軌道表示式為___。W中Li+與孤對電子之間的作用屬于___(填標(biāo)號)。
A.離子鍵B.共價鍵C.氫鍵D.配位鍵E.以上都不是。
②冠醚Y能與K+形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但不能與Li+形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),理由是___。
③冠醚分子中氧的雜化軌道的空間構(gòu)型是___,C—O—C的鍵角___(填“>”“<”或“=”)109°28′。
(2)碳的一種同素異形體——石墨,其晶體結(jié)構(gòu)及晶胞如圖1、圖2所示。則石墨晶胞含碳原子個數(shù)為___個。已知石墨的密度為ρg·cm-3,C—C鍵鍵長為rcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,計算石墨晶體的層間距d為___cm。
(3)碳的另一種同素異形體——金剛石,其晶胞如圖3所示。已知金屬鈉的晶胞(體心立方堆積)沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示,則金剛石晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)該是圖___(從A~D圖中選填)。
17、碳族元素的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn);生活中是一類重要物質(zhì)。請回答下列問題。
(1)碳原子核外有__種不同運動狀態(tài)的電子,第一電離能介于硼和碳之間的元素的名稱為__,碳族元素外圍電子排布的通式為__。
(2)青蒿素(C15H22O5)的結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中數(shù)字標(biāo)識的五個碳原子的雜化軌道類型為__,組成青蒿素的三種元素電負(fù)性由大到小排序是__。
(3)青蒿素分子中,氧元素的成鍵方式有___;從青蒿中提取青蒿素的最佳溶劑是___。
a.乙醇b.乙醚c.水。
(4)SnO2是一種重要的半導(dǎo)體傳感器材料,用來制備靈敏度高的氣敏傳感器,SnO2與熔融NaOH反應(yīng)生成Na2SnO3,Na2SnO3中陰離子空間構(gòu)型為__。
(5)第三代太陽能電池利用有機(jī)金屬鹵化物碘化鉛甲胺(CH3NH3PbI3,相對分子質(zhì)量為Mr)半導(dǎo)體作為吸光材料,CH3NH3PbI3具有鈣鈦礦(AMX3)的立方結(jié)構(gòu),其晶胞如圖所示。AMX3晶胞中與金屬陽離子(M)距離最近的鹵素陰離子(X)形成正八面體結(jié)構(gòu),則X處于__位置。CH3NH3PbI3晶體的晶胞參數(shù)為anm,其晶體密度為dg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的值NA的計算表達(dá)式為__。
18、Ⅰ.某離子晶體特征結(jié)構(gòu)如圖A所示。X●位于立方體部分頂點;Y○位于立方體中心。試分析:
(1)每個Y同時吸引著_______個X,該晶體的化學(xué)式為______________。
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有__________個。
(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX是___________。
(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,晶體密度為g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中兩個距離最近的X中心間距為__________cm。
Ⅱ.B4Cl4是一種淡黃色并具有揮發(fā)性的固體化合物,在70℃以下,它存在于真空中。結(jié)構(gòu)測定表明:該化合物中每個氯原子均結(jié)合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵。根據(jù)上述性質(zhì)和參數(shù)畫出B4Cl4分子空間構(gòu)型的示意圖______________________。19、硫及其化合物有許多用途。請回答下列問題。
(1)基態(tài)硫離子價層電子的軌道表達(dá)式為___________,其電子填充的最高能級的軌道數(shù)為___________。
(2)常見含硫的物質(zhì)有單質(zhì)硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等,四種物質(zhì)的熔點由高到低的順序依次為___________,原因是___________。
(3)方鉛礦(即硫化鉛)是一種比較常見的礦物,酸溶反應(yīng)為:PbS+4HCl(濃)=H2[PbCl4]+H2S↑,則H2[PbCl4]中配位原子是_________,第一電離能I1(Cl)___________I1(S)(填“>”、“<”或¨=”),H2S中硫的雜化方式為_______,下列分子空間的構(gòu)型與H2S相同的有___________。
A.H2OB.SO3C.O3D.CH4
(4)方鉛礦的立方晶胞如圖所示,硫離子采取面心立方堆積,鉛離子填在由硫離子形成的___________空隙中。已知晶體密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為___________nm。
評卷人得分四、工業(yè)流程題(共1題,共10分)20、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______________。評卷人得分五、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共35分)21、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。化合物AC2為一種常見的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數(shù)為24。請根據(jù)以上情況;回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示)
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是________,在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同還有_______(填元素符號)。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為____________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質(zhì)在AC2中點燃可生成A的單質(zhì)與一種熔點較高的固體產(chǎn)物,寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數(shù)相同、電子數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。此后,等電子原理又有發(fā)展,例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體。一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學(xué)式為_____。
(6)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時,B被還原到最低價,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。22、現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的價電子構(gòu)型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿;N層沒有成對電子,只有一個未成對電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。
(1)A元素的第一電離能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負(fù)性由小到大的順序為_______(用元素符號表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號為_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為_______
(4)G元素可能的性質(zhì)_______。
A.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B.其電負(fù)性大于磷。
C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒。
(5)活潑性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。23、原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、R、W五種元素;其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y是形成化合物種類最多的元素,Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,R單質(zhì)占空氣體積的1/5;W的原子序數(shù)為29?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molZ2X4含有σ鍵的數(shù)目為________。
(2)化合物ZX3與化合物X2R的VSEPR構(gòu)型相同,但立體構(gòu)型不同,ZX3的立體構(gòu)型為________,兩種化合物分子中化學(xué)鍵的鍵角較小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)與R同主族的三種非金屬元素與X可形成結(jié)構(gòu)相似的三種物質(zhì),三者的沸點由高到低的順序是________。
(4)元素Y的一種氧化物與元素Z的單質(zhì)互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結(jié)構(gòu)式是________。
(5)W元素原子的價電子排布式為________。24、下表為長式周期表的一部分;其中的編號代表對應(yīng)的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請回答下列問題:
(1)表中⑨號屬于______區(qū)元素。
(2)③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構(gòu)型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)
(4)元素⑥的第一電離能________元素⑦的第一電離能;元素②的電負(fù)性________元素④的電負(fù)性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態(tài)原子核外價電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為________。
(7)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性,如表中元素⑩與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。25、下表為長式周期表的一部分;其中的序號代表對應(yīng)的元素。
(1)寫出上表中元素⑨原子的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為_____雜化;元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是___________。
(3)元素④的第一電離能______⑤(填寫“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素④與元素①形成的X分子的空間構(gòu)型為__________。請寫出與元素④的單質(zhì)互為等電子體分子、離子的化學(xué)式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價氧化物對應(yīng)的水化物稀溶液與元素⑦的單質(zhì)反應(yīng)時,元素④被還原到最低價,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中實心球表示元素⑩原子,則一個晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為__________。評卷人得分六、計算題(共4題,共32分)26、SiC有兩種晶態(tài)變體:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞;結(jié)構(gòu)與金剛石相似,晶胞參數(shù)為434pm。針對β—SiC回答下列問題:
⑴C的配位數(shù)為__________。
⑵C和Si的最短距離為___________pm。
⑶假設(shè)C的原子半徑為r,列式并計算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)27、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)。_______28、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)。
29、NaCl是重要的化工原料。回答下列問題。
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈_______色。價電子被激發(fā)到相鄰高能級后形成的激發(fā)態(tài)Na原子,其價電子軌道表示式為_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu),但其熔點比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Cl2反應(yīng);可以形成一種晶體,其立方晶胞如圖所示(大球為Cl,小球為Na)。
①若A的原子坐標(biāo)為(0,0,0),B的原子坐標(biāo)為(0,),則C的原子坐標(biāo)為_______。
②晶體中,Cl構(gòu)成的多面體包含______個三角形的面,與Cl緊鄰的Na個數(shù)為_______。
③已知晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為_________g·cm-3(列出計算式)。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【詳解】
A.電子云圖中的小黑點表示電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會的多少;而不表示具體的原子;原子的個數(shù)及電子的運動軌跡,故A錯誤;
B.1s22s12p1不符合能量最低原理;表示原子的激發(fā)態(tài),故B正確;
C.s能級電子云是球形;p能級電子云是啞鈴型,所以s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀不同,故C錯誤;
D.電子無論從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài);還是從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時都會產(chǎn)生原子光譜,故D錯誤;
故選B。2、D【分析】【分析】
觀察表中的數(shù)據(jù),X元素的I1和I2相差很大,而I2、I3、I4的差距相差較小,則X易形成X+,即X位于IA族;同理,Y元素的I3和I4相差極大,則Y易形成Y3+;Y位于IIIA族。
【詳解】
A.由電離能的數(shù)據(jù)可以推出X易形成+1價的化合物;A正確;
B.由電離能的數(shù)據(jù)可以推出Y易形成+3價的化合物;則Y位于IIIA族,B正確;
C.X位于IA族;則其與氯形成化合物時,化學(xué)式可能是XCl,C正確;
D.Y位于IIIA族;若Y在第三周期,則Y為Al,它和沸水反應(yīng)緩慢,不和冷水反應(yīng),D錯誤;
故合理選項為D。
【點睛】
對于元素的電離能而言,In和In+1的兩個數(shù)據(jù)發(fā)生突變時,該元素易形成+n價的化合物,從而可以判斷該元素在周期表中的族位置。3、D【分析】【詳解】
A.形成配位鍵可以是離子;也可以是分子或原子,故A錯誤;
B.若X提供空軌道;則應(yīng)該是提供孤對電子指向空軌道,因此配位鍵表示為Y→X,故B錯誤;
C.X、Y分別為Ag+、NH3時形成配位鍵,含有孤對電子的離子或分子作配體,因此NH3作配體;故C錯誤;
D.若X提供空軌道;則Y至少要提供一對孤電子對,故D正確。
綜上所述;答案為D。
【點睛】
配位鍵表示方法是:提供孤對電子的原子→提供空軌道的原子或離子。4、D【分析】【詳解】
①CS2和CO2的分子構(gòu)型相同;為直線形,①錯誤;
②ClO3-的中心原子Cl有一對孤電子對,所以ClO3-的立體構(gòu)型為三角錐形;②錯誤;
③S原子最外層有6個電子;正好與6個F原子形成6個共價鍵,③正確;
④SiF4中Si形成4個σ鍵,SO32-中S有一對孤電子對,價層電子對數(shù)為4,所以Si、S均采用sp3雜化;④正確;
故選D。5、C【分析】【詳解】
A.氯氣具有強(qiáng)氧化性,能將變價金屬氧化為最高價態(tài),碘單質(zhì)氧化性較弱,將變價金屬氧化為較低價態(tài),所以Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3、Fe與I2反應(yīng)生成FeI2,故A錯誤;B.碳酸酸性小于硝酸,所以二氧化碳不能和硝酸鋇溶液反應(yīng),二氧化硫和硝酸鋇發(fā)生氧化還原反應(yīng)而生成硫酸鋇沉淀,故B錯誤;C.二氧化碳和二硫化碳中C原子價層電子對個數(shù)都是2且不含孤電子對,根據(jù)價層電子對互斥理論確定兩種分子空間構(gòu)型都是直線形,故C正確;D.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能氧化HBr,所以不能用濃硫酸和NaBr制取HBr;故D錯誤;故選C。
【點睛】
本題考查了化學(xué)規(guī)律的探究,明確元素化合物性質(zhì)及性質(zhì)差異性是解本題關(guān)鍵。本題的易錯點為B,注意規(guī)律中的異?,F(xiàn)象,如二氧化硫的還原性,硝酸的強(qiáng)氧化性等。6、D【分析】【詳解】
A;在二氧化硅晶體中;由Si、O原子構(gòu)成的最小單元環(huán)為6個Si原子、6個O原子的12元環(huán),A錯誤;
B、28gSi的物質(zhì)的量是1mol,每個Si原子與4個Si原子形成4個共價鍵,屬于該Si原子的只有2個,所以1molSi晶體中只有2NA共價鍵;B錯誤;
C;金剛石中的C-C鍵鍵長小于Si-Si鍵;所以C-C鍵鍵能大于Si-Si鍵,則金剛石的熔沸點高,C錯誤;
D;Mg與Cu的晶體堆積方式都是最密堆積;其配位數(shù)都是12,D正確;
答案選D。7、D【分析】【詳解】
A.分子的許多性質(zhì)與分子的對稱性有關(guān);如極性;旋光性、化學(xué)性質(zhì)等都與分子的化學(xué)性質(zhì)有關(guān),故A正確;
B.石墨晶體碳原子中由于所有的p軌道相互平衡而且相互重疊;使p軌道中的電子可以在整個碳原子平面中運動,所以石墨像金屬一樣具有導(dǎo)電性,故B正確;
C.離子鍵是沒有方向性和飽和性的;只要空間允許,一個陽離子周圍都盡可能多地排列陰離子,共價鍵具有飽和性和方向性,離子晶體中可能還有共價鍵,離子晶體中的化學(xué)鍵可能有方向性和飽和性,故C正確;
D.氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離最近且相等的Na+個數(shù)=3×8÷2=12;故D錯誤;
答案選D。
【點睛】
共價鍵就具有飽和性和方向性,在金屬晶體、離子晶體和分子晶體中的金屬鍵、離子鍵和分子間力,都沒有方向性和飽和性。8、B【分析】【詳解】
A.硫酸與CaF2的反應(yīng)體現(xiàn)了濃硫酸的酸性;且該反應(yīng)屬于難揮發(fā)酸制易揮發(fā)酸,也體現(xiàn)了濃硫酸的難揮發(fā)性,故A正確;
B.CaF2晶體中Ca2+和F-的配位數(shù)分別是8和4;配位數(shù)之比為2:1,故B錯誤;
C.H2SO4是分子晶體,影響熔點的是分子間作用力,CaSO4是離子晶體,影響CaSO4熔點的是離子鍵的強(qiáng)度;故C正確;
D.HF和HC1均為極性分子;H和F的電負(fù)性之差較大,則HF分子極性強(qiáng)于HC1,故D正確;
故選B。
【點睛】
CaF2晶胞中擁有4個Ca2+和8個F-,Ca2+和F-的個數(shù)比為1:2,CaF2晶體中Ca2+和F-的配位數(shù)分別是8和4,配位數(shù)之比為2:1是解答關(guān)鍵。9、D【分析】【詳解】
A.原子軌道處于半滿;全滿或全空時原子最穩(wěn)定;N原子2p軌道電子半充滿,所以N原子不容易失去電子,所以N原子的第一電離能大于O原子,故A錯誤;
B.同一主族;自上而下元素電負(fù)性遞減,C的電負(fù)性比Si大,與C-C鍵強(qiáng)弱無關(guān),故B錯誤;
C.金剛石為原子晶體;金屬鈉為金屬晶體,原子化熱是指1mol金屬變成氣態(tài)原子所需吸收的能量,可用來衡量金屬鍵的強(qiáng)度,故C錯誤;
D.Al2O3為離子晶體;晶格能越大,晶體的熔點越高,所以D選項是正確的。
故答案選D。二、填空題(共5題,共10分)10、略
【分析】【詳解】
P是15號元素,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為:1s22s22p63s23p3,簡化的電子排布式為:[Ne]3s23p3;
K是19號元素,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為:1s22s22p63s23p64s1,簡化的電子排布式為:[Ar]4s1;
Ge是32號元素,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s24p2,簡化的電子排布式為:[Ar]3d104s24p2;
Zn是30號元素,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s2,簡化的電子排布式為:[Ar]3d104s2;
Cr是24號元素,根據(jù)構(gòu)造原理,電子排布式為:1s22s22p63s23p63d54s1,簡化的電子排布式為:[Ar]3d54s1。
【點睛】
Cr價電子為3d54s1,處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定?!窘馕觥竣?[Ne]3s23p3②.[Ar]4s1③.[Ar]3d104s24p2④.[Ar]3d104s2⑤.[Ar]3d54s111、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水發(fā)生Cu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶劑,將析出深藍(lán)色的晶體為Cu(NH3)4SO4?H2O。
II.(1)根據(jù)配合物K3[Fe(CN)6結(jié)構(gòu)分析;含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,有孤對電子的原子或離子為配體,配位數(shù)就是配體的個數(shù);
(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知,N原子價電子對數(shù)為3、4,所以雜化方式為sp2、sp3;N;O提供孤電子對;
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,第一電離能最大,據(jù)此判斷第一電離能大?。?/p>
(4)分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原子數(shù)比多或分子中As價態(tài)更高,導(dǎo)致中的O的電子向As偏移;據(jù)此判斷酸性強(qiáng)弱。
【詳解】
I.(1)溶液中呈天藍(lán)色微粒的化學(xué)式是[Cu(NH3)4]2+,故答案為:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度,故答案為:降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度;
(3)藍(lán)色沉淀溶解成深藍(lán)色溶液的離子方程式為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4?H2O中Cu2+與NH3之間的化學(xué)鍵由Cu2+提供空軌道;N原子提供電子對,為配位鍵(或共價健);配體分子為氨氣,空間構(gòu)型為三角錐形,故答案為:配位鍵(或共價健);三角錐形。
II.(1)根據(jù)配合物K3[Fe(CN)6結(jié)構(gòu)分析,含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,所以中心離子為Fe3+、有孤對電子的原子或離子為配體,所以配體為CN?、配位數(shù)就是配體的個數(shù),所以配位數(shù)為6,故答案為:Fe3+;CN?;6;
(2)①價電子對數(shù)=鍵+孤電子對數(shù),根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知,N原子的價電子對數(shù)為:3、4,其雜化方式為sp2、sp3,故答案為:sp2;sp3;
②N、O提供孤電子對,所以故答案為:
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,第一電離能最大,則第一電離能為:As>Se>Ge,故答案為:As>Se>Ge;
(4)分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原子數(shù)比多,所以的酸性強(qiáng)或分子中As價態(tài)更高,導(dǎo)致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強(qiáng),故答案為:分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原子數(shù)比多,所以的酸性強(qiáng).或分子中As價態(tài)更高,導(dǎo)致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強(qiáng)。
【點睛】
配位鍵是指由提供孤電子對的原子與接受孤電子對的原子之間形成的一種特殊的共價鍵,可表示為:A→B,箭頭指向接受孤電子對的原子;通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物,一般配合物由內(nèi)界和外界兩部分組成,內(nèi)界是配合物中心原子或離子和一定數(shù)目的配位體,是配合物的特征部分,外界是內(nèi)界以外的其他離子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶劑的極性,減小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位鍵(或共價健)⑤.三角錐形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.?.?.As>Se>Ge?.分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原子數(shù)比多,所以的酸性強(qiáng).或分子中As價態(tài)更高,導(dǎo)致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強(qiáng)12、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律,水分子中氧原子在基態(tài)時核外電子排布式為:1s22s22p4;
(2)原子總數(shù)相同,價電子總數(shù)相同的物質(zhì)互為等電子體,與H2O分子互為等電子體的微粒:H2S和NH
(3)水分子在特定條件下容易得到一個H+,形成水合氫離子(H3O+):
A.水中氧原子采取sp3雜化,水合氫離子通過計算可得:也sp3雜化;故氧原子的雜化類型不變,A不合理;
B.水是V型;水合氫離子是三角錐型,形狀發(fā)生了改變,B合理;
C.微粒本身發(fā)生了改變;保持物質(zhì)性質(zhì)的微粒變化,則微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變,C合理;
D.微粒由V型變成三角錐型;鍵角發(fā)生了改變,D合理;
故答案為A;
(4)冰是分子晶體;A是氯化鈉是離子晶體;B是干冰,是分子晶體;C是碘,是分子晶體;D是金剛石,是原子晶體;E是鈉,是金屬晶體;與冰的晶體類型相同的是:BC;
(5)白色的無水CuSO4溶解于水中,溶液呈藍(lán)色,是因為生成了一種呈藍(lán)色的配合離子[Cu(H2O)4]2+,生成此配合離子的離子方程式為:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+?!窘馕觥?s22s22p4H2S和NHABCCu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+13、略
【分析】【分析】
密置層的排列最緊密;靠的最近,空隙最少,每一層中,一個原子與周圍三個原子相互接觸,據(jù)此分析;根據(jù)配位數(shù)為中心原子直接接觸的原子的個數(shù)分析;金屬原子周圍直接接觸的原子數(shù)目有六個,每個晶胞有8個原子,一個原子被8個晶胞所共有,據(jù)此分析;根據(jù)釙元素是氧族元素解答。
【詳解】
(1)密置層的排列最緊密;靠的最近,空隙最少,在圖1所示的半徑相等的圓球的排列中,A中的排布不是最緊密,A屬于非密置層,一個中心圓球周圍有四個圓球,配位數(shù)是4;B中排布是最緊密的結(jié)構(gòu),B屬于密置層,一個中心圓球周圍有六個圓球,配位數(shù)是6;答案:非密置;4;密置;6。
(2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積;得到如圖2所示的一種金屬晶體的晶胞,它被稱為簡單立方堆積,在這種晶體中,金屬原子周圍直接接觸的原子數(shù)目有六個,金屬原子的配位數(shù)是6,每個晶胞有8個原子,一個原子被8個晶胞所共有,平均每個晶胞所占有的原子數(shù)目是8×1/8=1;答案:6;1。
(3)有資料表明,只有釙的晶體中的原子具有如圖2所示的堆積方式,釙位于元素周期表的第六周期ⅥA族,元素符號是Po,最外層電子排布式是6s26p4。答案:六;ⅥA;Po;6s26p4?!窘馕觥糠敲苤?密置661六ⅥAPo6s26p414、略
【分析】試題分析:周期表前四周期的元素X;Y、Z、T、W;原子序數(shù)依次增大。X的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,則X是氫元素。Y基態(tài)原子的p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個,則Y應(yīng)該是氮元素。Z基態(tài)原子的價電子層中有2個未成對電子,所以Z是氧元素。T與Z同主族,則T是S元素。W基態(tài)原子的M層全充滿,N層只有一個電子,則W是Cu元素。
(1)非金屬性越強(qiáng);第一電離能越大。但氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),則氮元素的第一電離能大于氧元素的。同周期自左向右原子半徑逐漸減小,同主族自上而下原子半徑逐漸增大,則原子半徑最小的是O。
(2)S的原子序數(shù)是16,原子結(jié)構(gòu)示意圖為根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知W基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1。
(3)X和上述其他元素中的一種形成的化合物中,分子呈三角錐形的是NH3。分子中既含有極性共價鍵,又含有非極性共價鍵的化合物是H2O2或N2H4。
(4)T與Z形成的化合物中,SO2是V形結(jié)構(gòu),三氧化硫是平面三角形,則屬于非極性分子的是SO3。
(5)這5種元素形成的一種陰陽離子個數(shù)比為1:1型的配合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),則為硫酸根。陽離子的結(jié)構(gòu)如右圖所示,即為氨氣和銅離子形成的配位健,則該配合物的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4;陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有配位健及氮元素與氫原子之間的共價鍵。
考點:考查元素推斷、第一電離能、空間構(gòu)型、原子半徑、化學(xué)鍵、核外電子排布等【解析】(1)NO(各1分)(2)(1分)[Ar]3d104s1(2分)
(3)NH3(2分)H2O2或N2H4(2分)(4)SO3(2分)
(5)[Cu(NH3)4]SO4(2分)共價鍵、配位鍵(2分)三、原理綜合題(共5題,共10分)15、略
【分析】【詳解】
(1)a、反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比,ν(HCl)正=2ν(Cl2)逆,說明氯氣的正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),但2ν(HCl)正=ν(Cl2)逆不能說明正逆反應(yīng)速率相同,故a錯誤;b、反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化,體系壓強(qiáng)不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b正確;c、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變,混合氣體密度始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯誤;d、溫度一定時,=K說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),但溫度不知不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d錯誤;故答案為b;
(2)S2Cl2的分子結(jié)構(gòu)與H2O2相似,所以S2Cl2的分子結(jié)構(gòu)與H2O2相似,結(jié)構(gòu)式為Cl-S-S-Cl,所以分子中有3對共用電子對,S2Cl2分子中有硫硫非極性,S2Cl2分子中,S為+1價,Cl為-1,S2C12分子中各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故選ab。
(3)①由圖象可知;升高溫度平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),Q>0;
②同一溫度時,a曲線的K值最大,說明鹵素單質(zhì)與氫氣化合的能力最強(qiáng),Cl2、Br2中Cl2的氧化性最強(qiáng),所以最易與氫氣化合的是氯氣,所以b曲線表示Br2與H2反應(yīng)時K與t的關(guān)系。平衡常數(shù)等于生成物與反應(yīng)物的濃度冪之積,K=
(4)在氯水中存在反應(yīng)Cl2+H2O?H++Cl-+HClO;若消耗氫離子使反應(yīng)向右進(jìn)行,使溶液中次氯酸濃度增大,則溶液漂白性會增強(qiáng)。
A.加入氯化鈣溶液不發(fā)生反應(yīng);溶液對氯水起到稀釋作用,平衡正向進(jìn)行但次氯酸濃度減小,漂白性減弱,故A錯誤;
B.由于酸性HCl>H2CO3>HClO,向溶液中加入碳酸鈣粉末反應(yīng)反應(yīng)2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O;使化學(xué)平衡正向進(jìn)行,導(dǎo)致次氯酸濃度增大,溶液漂白性增強(qiáng),故B正確;
C.加入二氧化硫的水溶液;二氧化硫有還原性,能被氯氣氧化,平衡逆向進(jìn)行,次氯酸濃度減小,漂白性減弱,故C錯誤;
D.加入稀硫酸使溶液中氫離子濃度增大平衡逆向進(jìn)行;次氯酸濃度減小,溶液漂白性減弱,故D錯誤;
故選B。
(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,原因是:氯化銀懸濁液中存在AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq),AgBr的溶解平衡常數(shù)小于AgCl,因此滴入HBr的過程中,Ag++Br-→AgBr↓,Ag+濃度降低,AgCl溶解平衡正向移動,AgCl不斷溶解,最終生成了AgBr淡黃色沉淀;
(6)已知BBr3與BI3的空間構(gòu)型是平面三角形結(jié)構(gòu),分子為非極性分子,兩者同屬于分子晶體,且結(jié)構(gòu)相似,BBr3相對分子質(zhì)量小于BI3,因此BI3的分子間作用力更大;沸點更高。
【點睛】
可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)是:同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率?!窘馕觥縝ab>B氯化銀懸濁液中存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl—(aq),AgBr的溶解平衡常數(shù)小于AgCl,因此滴入HBr的過程中,Ag++Br—=AgBr↓,Ag+濃度降低,AgCl溶解平衡正向移動,AgCl不斷溶解,最終生成了AgBr淡黃色沉淀非極性兩者同屬于分子晶體,且結(jié)構(gòu)相似,BBr3相對分子質(zhì)量小于BI3,因此BI3的分子間作用力更大,沸點更高16、略
【分析】【詳解】
(1)①碳原子為6號元素,原子核外有6個電子,每個電子的運動狀態(tài)各不相同,所以有6種運動狀態(tài)不同的電子,核外電子排布為1s22s22p2,外圍電子排布式為2s22p2,所以外圍電子軌道表示式為W中Li+提供空軌道;O原子提供孤對電子,形成配位鍵,所以選D;
②Li+半徑比Y的空腔小很多;不易與空腔內(nèi)氧原子的孤電子對形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu);
③冠醚分子中O原子形成2個σ鍵,根據(jù)氧原子的最外層電子數(shù)可知O原子價層還有2對孤電子對,所以O(shè)原子的價層電子對數(shù)為4,為sp3雜化;雜化軌道的空間構(gòu)型是四面體形;由于孤電子對成鍵電子的排斥作用較大,所以C—O—C的鍵角<109°28′;
(2)根據(jù)均攤法,石墨晶胞中碳原子分別位于頂點(8個)、棱心(4個)、面心(2個)、內(nèi)部(1個),所以個數(shù)為=4;晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的底面圖為則有=r×sin60°,可得a=則底面菱形的高為=r,所以底面積為×r,晶胞的高為2d,所以晶胞的體積為V=×r×2d=3r2dcm3,晶胞的密度解得d=cm;
(3)體對角線上的原子投影重合;投影在在正六邊形中心,另外6個頂點原子投影形成正六邊形,面心上6個C原子投影也形成小的正六邊形,位于內(nèi)部的4個C原子的投影,或與六邊形中心重合,或與面心C原子的投影重疊,所以D選項符合。
【點睛】
晶胞的相關(guān)計算為本題難點,要注意石墨晶胞的底面不是正方形,而是菱形,然后根據(jù)幾何關(guān)系計算出底面積?!窘馕觥?DLi+半徑比Y的空腔小很多,不易與空腔內(nèi)氧原子的孤電子對形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)四面體<4D17、略
【分析】【分析】
在原子的核外電子中,沒有運動狀態(tài)完全相同的兩個電子存在,所以原子核外有多少個電子,就有多少種運動狀態(tài);一般來說,元素的非金屬性越強(qiáng),元素的電負(fù)性大,總的來說第一電離能越大,但當(dāng)原子核外價電子處于半滿、全滿狀態(tài)時,能量低,第一電離能反常,但僅比原子序數(shù)比它大1的元素大;原子核外參與雜化的軌道為形成σ鍵電子所在的軌道和孤對電子所在的軌道;有機(jī)物通常易溶于與它結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物;判斷微粒的結(jié)構(gòu)時,需看中心原子的價層電子對數(shù)及孤電子對數(shù)。在AMX3的晶胞中,所含黑球個數(shù)為8×=1,所含白球的個數(shù)為6×=3;二者的個數(shù)比為1:3,對照化學(xué)式,可確定黑球為M離子,白球為X離子,白球位于各個面的面心。
【詳解】
(1)碳為6號元素,原子核外有6個電子,有6種不同運動狀態(tài)的電子,鈹?shù)?s能級上有2個電子,處于全滿狀態(tài),第一電離能比硼大,所以第一電離能介于硼和碳之間的元素的名稱為鈹,碳原子的外圍電子排布為2s22p2,所以碳族元素外圍電子排布的通式為ns2np2。答案為:6;鈹;ns2np2;
(2)圖中數(shù)字標(biāo)識的五個碳原子中,只有3號碳原子的價電子對數(shù)為3,其它碳原子的價層電子對數(shù)都為4,所以雜化軌道類型為sp2、sp3,組成青蒿素的三種元素分別為C、H、O,非金屬性O(shè)>C>H,所以電負(fù)性由大到小排序是O>C>H。答案為:sp2、sp3;O>C>H;
(3)青蒿素分子中,4個O原子形成單鍵,1個O原子形成雙鍵,所以氧元素的成鍵方式有σ鍵和π鍵;青蒿素分子中含有2個醚鍵,它屬于醚類,所以從青蒿中提取青蒿素的最佳溶劑是乙醚,故選b。答案為:σ鍵和π鍵;b;
(4)在Na2SnO3中;陰離子的價電子對數(shù)為3,不存在孤電子對,所以其空間構(gòu)型為平面三角形。答案為:平面三角形;
(5)從分析可知,圖中AMX3晶胞中黑球為金屬陽離子(M),白球為鹵素陰離子(X),形成正八面體結(jié)構(gòu),則X處于面心位置。從晶胞結(jié)構(gòu)看,1個晶胞中,只含有1個“AMX3”,則CH3NH3PbI3的晶胞中也只含有1個“CH3NH3PbI3”。CH3NH3PbI3晶體的晶胞參數(shù)為anm,其晶體密度為dg·cm-3,則dg·cm-3=阿伏加德羅常數(shù)的值NA的計算表達(dá)式為NA=答案為:面心;
【點睛】
分析晶胞結(jié)構(gòu)時,在各球表示原子未知的情況下,解題不能魯莽,應(yīng)從物質(zhì)組成與晶胞結(jié)構(gòu)圖的對比中尋找突破,不能簡單地認(rèn)為半徑小的球就表示金屬陽離子?!窘馕觥竣?6②.鈹③.ns2np2④.sp2,sp3⑤.O>C>H⑥.σ鍵和π鍵⑦.b⑧.平面三角形⑨.面心⑩.18、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)晶體中每個Y同時吸引著4個X;利用均攤法確定化學(xué)式;
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X個數(shù)=3×8×
(3)該晶胞中四個X和一個Y原子形成正四面體結(jié)構(gòu);
(4)設(shè)晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為acm,則晶胞的棱長=acm,體積=cm3,根據(jù)ρ=計算;
Ⅱ.B4Cl4中每個氯原子均結(jié)合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵,則說明每個B原子只形成一個B-Cl鍵,形成3個B-B鍵,借助P4的結(jié)構(gòu)分析。
【詳解】
Ⅰ.(1)根據(jù)圖象知,晶體中每個Y同時吸引著4個X,每個X同時吸引著8個Y,該晶胞中X原子個數(shù)=4×=Y(jié)原子個數(shù)=1,所以X和Y原子個數(shù)之比為1:2,其化學(xué)式為XY2或Y2X;
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X個數(shù)=3×8×=12;
(3)該晶胞中四個X和一個Y原子形成正四面體結(jié)構(gòu);所以其鍵角是109°28′;
(4)設(shè)晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為acm,則晶胞的棱長=acm,體積=cm3,根據(jù)ρ===ρ,所以a=
Ⅱ.B4Cl4中每個氯原子均結(jié)合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵,則說明每個B原子只形成一個B-Cl鍵,形成3個B-B鍵,說明B4類似P4的結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu),則B4Cl4的結(jié)構(gòu)為【解析】4XY2或Y2X12109°28′19、略
【分析】【分析】
(1)硫為16號元素;硫離子核外有18個電子,據(jù)此書寫基態(tài)硫離子價層電子的軌道表達(dá)式,并判斷最高能級的原子軌道數(shù);
(2)Na2S、K2S均為離子晶體,S8、SO2均為分子晶體;根據(jù)熔沸點的判斷方法分析解答;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期;從左到右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢;根據(jù)價層電子對數(shù)的計算公式計算判斷;
(4)根據(jù)方鉛礦的立方晶胞圖,計算出一個晶胞中含有的鉛離子和硫離子的數(shù)目,計算出晶胞的質(zhì)量,從而計算晶胞的棱長,晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為晶胞體對角線的據(jù)此解答。
【詳解】
(1)硫為16號元素,硫離子核外有18個電子,基態(tài)硫離子價層電子的軌道表達(dá)式為其電子填充的最高能級為3p,含有3個相互垂直的原子軌道,故答案為3;
(2)Na2S、K2S均為離子晶體,熔點較高,Na+半徑比K+半徑小,故Na2S熔點高;S8、SO2均為分子晶體,熔點較低,因S8的相對分子質(zhì)量比SO2大,故S8熔點比SO2高,因此四種物質(zhì)的熔點由高到低的順序依次為Na2S>K2S>S8>SO2,故答案為Na2S>K2S>S8>SO2;Na2S、K2S均為離子晶體,熔點較高,Na+半徑比K+半徑小,故Na2S熔點高;S8、SO2均為分子晶體,熔點較低,因S8的相對分子質(zhì)量比SO2大,故S8熔點比SO2高;
(3)H2[PbCl4]中配位原子是Cl,中心原子是Pb;同一周期,從左到右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢,I1(Cl)>I1(S);H2S中硫的價層電子對數(shù)=2+=4,采用sp3雜化,為V形分子;A.H2O中O的價層電子對數(shù)=2+=4,采用sp3雜化,為V形分子;B.SO3中硫的價層電子對數(shù)=3+=3,采用sp2雜化,為平面三角形分子;C.O3中O的價層電子對數(shù)=2+=3,采用sp2雜化,為V形分子;D.CH4中C的價層電子對數(shù)=4+=4,采用sp3雜化,為正四面體形分子;空間的構(gòu)型與H2S相同的有AC,故答案為Cl;>;sp3;AC;
(4)根據(jù)方鉛礦的立方晶胞圖,硫離子采取面心立方堆積,鉛離子填在由硫離子形成的四面體空隙中。一個晶胞中含有4個鉛離子,硫離子的數(shù)目=8×+6×=4,晶胞的質(zhì)量=g=g,則晶胞的棱長=cm,晶胞中硫離子與鉛離子最近的距離為晶胞體對角線的=×cm=××107nm,故答案為四面體;××107?!窘馕觥?Na2S>K2S>S8>SO2Na2S、K2S均為離子晶體,熔點較高,Na+半徑比K+半徑小,故Na2S熔點高;S8、SO2均為分子晶體,熔點較低,因S8的相對分子質(zhì)量比SO2大,故S8熔點比SO2高Cl>sp3AC四面體××107四、工業(yè)流程題(共1題,共10分)20、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。【解析】第四周期第VA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+五、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共35分)21、略
【分析】【分析】
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),化合物AC2為一種常見的溫室氣體,則A為C,C為O,B為N,D為Mg。B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數(shù)為24,E為Cr。
【詳解】
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同即最外層電子數(shù)只有一個,還有K、Cu;故答案為:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期從左到右電離能有增大趨勢;但第IIA族元素電離能大于第IIIA族元素電離能,第VA族元素電離能大于第VIA族元素電離能,因此A;B、C的第一電離能由小到大的順序為C<O<N;故答案為:C<O<N;
(3)化合物AC2為CO2,其電子式故答案為:
(4)Mg的單質(zhì)在CO2中點燃可生成碳和一種熔點較高的固體產(chǎn)物MgO,其化學(xué)反應(yīng)方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案為:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根據(jù)CO與N2互為等電子體,一種由N、O組成的化合物與CO2互為等電子體,其化學(xué)式為N2O;故答案為:N2O;
(6)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質(zhì)反應(yīng)時,NHO3被還原到最低價即NH4NO3,其反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O22、略
【分析】【分析】
A元素的價電子構(gòu)型為nsnnpn+1,則n=2,故A為N元素;C元素為最活潑的非金屬元素,則C為F元素;B原子序數(shù)介于氮、氟之間,故B為O元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的最外層電子數(shù)為2,故D為Mg元素;E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,則原子序數(shù)為26,為Fe元素;F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1;故F為Cu元素;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G為As元素,據(jù)此解答。
【詳解】
(1)N原子最外層為半充滿狀態(tài);性質(zhì)穩(wěn)定,難以失去電子,第一電離能大于O元素;同一周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng),故元素的電負(fù)性:N<O<F;
(2)C為F元素,電子排布圖為E3+的離子符號為Fe3+;
(3)F為Cu,位于周期表ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G為As元素;與Si位于周期表對角線位置,則其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料,A正確;
B.同主族從上到下元素的電負(fù)性依次減??;則電負(fù)性:As<P,B錯誤;
C.同一周期從左到右原子半徑依次減??;As與Ge元素同一周期,位于Ge的右側(cè),則其原子半徑小于鍺,C錯誤;
D.As與硒元素同一周期;由于其最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故其第一電離能大于硒元素的,D錯誤;
故合理選項是A;
(5)D為Mg元素,其金屬活潑性大于Al的活潑性;Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去,故Mg元素第一電離能大于Al元素的第一電離能,即I1(Mg)>I1(Al)。【解析】>N<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去23、略
【分析】【分析】
原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、W四種元素;其中X是周期表中半徑最小的元素,則X是H元素;Y是形成化合物種類最多的元素,則Y是C元素;Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,則Z是N元素;R單質(zhì)占空氣體積的1/5,則R為O元素;W的原子序數(shù)為29,則W是Cu元素;再結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析解答。
【詳解】
(1)C2H4分子中每個碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對,所以采取sp2雜化;一個乙烯分子中含有5個σ鍵,則1molC2H4含有σ鍵的數(shù)目為5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型為正四面體形;但氨氣中的中心原子上含有1對孤對電子,所以其實際構(gòu)型是三角錐形;
由于水分子中O的孤電子對數(shù)比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以H2O的鍵角更??;
(3)H2O可形成分子間氫鍵,沸點最高;H2Se相對分子質(zhì)量比H2S大,分子間作用力大,沸點比H2S高,三者的沸點由高到低的順序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一種氧化物與元素N的一種氧化物互為等電子體,CO2和N2O互為等電子體,所以元素C的這種氧化物CO2的結(jié)構(gòu)式是O=C=O;
(5)銅是29號元素,其原子核外有29個電子,其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,價電子排布式為3d104s1。【解析】sp25NA三角錐形H2O水分子中O的孤電子對數(shù)比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以鍵角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s124、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的銅元素;為過渡元素,屬于ds區(qū)元素,故答案:ds;
(2)根據(jù)元素周期表可知:③為碳元素,⑧
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