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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年外研版2024選修3化學(xué)下冊月考試卷222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、在d軌道中電子排布成而不排布成其直接的依據(jù)是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子軌道能級圖D.洪特規(guī)則2、在元素周期表中,一稀有氣體元素原子的最外層電子構(gòu)型為4s24p6,與其同周期的A、B、C、D四種元素,它們的原子的最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7,其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8,B、D兩元素原子的次外層電子數(shù)為18,E、D兩元素處于同族,且在該族元素中,E的氣態(tài)氫化物的沸點最高。下列說法錯誤的是()A.元素C核外電子占據(jù)10個原子軌道B.B元素在周期表中的d區(qū)C.E的氣態(tài)氫化物沸點最高的原因是HE分子間形成氫鍵D.元素D的電子排布式為[Ar]3d104s24p53、下列分子中所有原子均滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是()A.LiClB.BF3C.PCl5D.NCl34、水是生命之源;2014年我國科學(xué)家首次拍攝到水分子團簇的空間取向圖像,模型如圖。下列關(guān)于水的說法正確的是。
A.水是弱電解質(zhì)B.可燃冰是可以燃燒的水C.氫氧兩種元素只能組成水D.0℃時冰的密度比液態(tài)水的密度大5、下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與分子間作用力無關(guān)的是()A.在相同條件下,NH3在水中的溶解度大于CH4B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸點逐漸升高6、報道稱某種合金材料有較大的儲氫容量;其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如圖。則這種合金的化學(xué)式為。
A.LaNi3B.LaNi4C.LaNi5D.LaNi67、下列大小關(guān)系正確的是A.熔點:NaI>NaBrB.硬度:MgO>CaOC.晶格能:NaCl<NaBrD.熔沸點:CO2>NaCl8、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的電負性比Si大。
C-C共價鍵強。
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.D9、NaF;Nal,MgO均為離子化合物,根據(jù)下列數(shù)據(jù),這三種化合物的熔點高低順序是()
。物質(zhì)。
①NaF
②NaI
③MgO
離子電荷數(shù)。
1
1
3
m
2.31
3.18
2.10
A.①>②>③B.③>①>②C.③>②>①D.②>①>③評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)10、下面是s能級與p能級的原子軌道圖:
請回答下列問題:
(1)s電子的原子軌道呈_____形,每個s能級有_____個原子軌道;
(2)p電子的原子軌道呈_____形,每個p能級有_____個原子軌道.11、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(xué)元素。試回答下列問題:
(1)基態(tài)o原子的外圍電子排布圖________________________;基態(tài)p3+的最外層電子排布式___________________;n的原子結(jié)構(gòu)示意圖____________________。在以上元素中,沒有未成對電子的元素有______種。
(2)原子序數(shù)為52的元素x在元素周期表中與以上________________元素在同一族(填寫以上表中字母對應(yīng)的元素符號)。
(3)上表中o、p兩個字母表示的元素的第三電離能分別為I3(o)和I3(p),則I3(o)__I3(p)(填“>”或“<”)。理由是_________________________________________________。
(4)將以上周期表中g(shù)、h、i、j四種元素的電負性由大到小排序____________________(用元素符號表示),第一電離能由大到小排序________________________(用元素符號表示)。12、C;N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。
(1)Si位于元素周期表第____周期第_____族。
(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為_____;Cu的基態(tài)原子最外層有___個電子。
(3)用“>”或“<”填空:。原子半徑電負性熔點沸點Al_____SiN____O金剛石_____晶體硅CH4____SiH413、A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C;D為同周期元素;C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個未成對電子?;卮鹣铝袉栴}:
(1)四種元素中電負性最大的是______(填元素符號),其中C原子的核外電子排布式為__________。
(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為______和______。
(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物E,E的立體構(gòu)型為______,中心原子的雜化軌道類型為______。
(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為___,中心原子的價層電子對數(shù)為______,單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為_________。
(5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù),a=0.566nm,F(xiàn)的化學(xué)式為______:晶胞中A原子的配位數(shù)為_________;列式計算晶體F的密度(g.cm-3)_____。
14、與鈾氮化物是重要的核燃料,已知某溫度下三碳酸鈾酰銨可發(fā)生如下分解反應(yīng):阿伏加德羅常數(shù)的值為
回答下列問題:
(1)發(fā)生裂變反應(yīng):凈產(chǎn)生的中子()數(shù)為________。基態(tài)原子的外圍電子排布式為則處于下列狀態(tài)的鈾原子或離子失去一個電子所需的能量最高的為________(填序號)。
ABCD
(2)和中,沸點較高的為________,與形成的配離子穩(wěn)定性較高的為________。
(3)中存在大鍵,形成該大鍵的電子數(shù)為________。
(4)某種鈾氮化物的晶體結(jié)構(gòu)與相同。的Bom-Haber循環(huán)如圖所示。
①晶格能為________
②的第二電離能大于的第二電離能,是由于的半徑較小、的核電荷更高以及_______。
(5)另一種鈾氮化物的晶胞如下圖所示,“原子”作面心立方最密堆積。
①鈾元素的化合價為________,“原子”的配位數(shù)為________。
②已知晶胞參數(shù)為則晶體的密度為________(列出計算式)。15、如圖為一個金屬銅的晶胞;請完成以下各題。
①該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是___個。
②該晶胞稱為___(填序號).
A.六方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞.16、如圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu);請回答下列問題:
(1)代表金剛石的是(填編號字母,下同)___,其中每個碳原子與____個碳原子最近且距離相等。金剛石屬于____晶體。
(2)代表石墨的是____,每個正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為____個。
(3)代表NaCl的是___,每個Na+周圍與它最近且距離相等的Na+有___個。
(4)代表CsCl的是___,它屬于____晶體,每個Cs+與____個Cl-緊鄰。
(5)代表干冰的是___,它屬于___晶體,每個CO2分子與___個CO2分子緊鄰。
(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長比金剛石中碳碳鍵的鍵長短,則上述五種物質(zhì)熔點由高到低的排列順序為____。17、晶體具有規(guī)則的幾何外形,晶體中最基本的重復(fù)單位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x值小于1,測知FexO晶體密度ρ=5.71g·cm-3,晶胞邊長為4.28×10-10m。
(1)FexO中x值(精確至0.01)為________。
(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+,在Fe2+和Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分數(shù)(用小數(shù)表示,精確至0.001)為________。
(3)此晶體的化學(xué)式為________。
(4)與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是________。
(5)在晶體中,鐵離子間最短距離為________cm。評卷人得分三、有機推斷題(共5題,共10分)18、Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知:①Z的原子序數(shù)為29,其余的均為短周期主族元素;Y原子的價電子(外圍電子)排布為msnmpn;②R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù);③Q;X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4.請回答下列問題:
(1)Z2+的核外電子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+離子中,Z2+的空軌道接受NH3分子提供的________形成配位鍵。
(3)Q與Y形成的最簡單氣態(tài)氫化物分別為甲;乙;下列判斷正確的是________。
a.穩(wěn)定性:甲>乙,沸點:甲>乙。
b.穩(wěn)定性:甲>乙,沸點:甲<乙。
c.穩(wěn)定性:甲<乙,沸點:甲<乙。
d.穩(wěn)定性:甲<乙,沸點:甲>乙。
(4)Q;R、Y三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為________(用元素符號作答)。
(5)Q的一種氫化物相對分子質(zhì)量為26;其中分子中的σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為________,其中心原子的雜化類型是________。
(6)若電子由3d能級躍遷至4p能級時,可通過光譜儀直接攝取________。A.電子的運動軌跡圖像B.原子的吸收光譜C.電子體積大小的圖像D.原子的發(fā)射光譜(7)某元素原子的價電子構(gòu)型為3d54s1,該元素屬于________區(qū)元素,元素符號是________。19、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(xué)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(yīng)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(yīng)的離子方程式:_________________。20、已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3;Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題:
(1)X元素原子基態(tài)時的電子排布式為__________,該元素的符號是__________。X與同周期鹵族元素的第一電離能比較,較大的是____________________(填元素符號)。
(2)Y元素原子的價層電子的電子排布圖為________,該元素的名稱是__________。
(3)X與Z可形成化合物XZ3,XZ3分子的VSEPR模型為____________________。
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3,產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________。
(5)XY43-的空間構(gòu)型為__________,與其互為等電子體的一種分子__________。
(6)X的某氧化物的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
該化合物的化學(xué)式為___________,X原子采取___________雜化。21、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________。22、周期表中的五種元素A、B、D、E、F,原子序數(shù)依次增大,A的基態(tài)原子價層電子排布為nsnnpn;B的基態(tài)原子2p能級有3個單電子;D是一種富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位;E2+的3d軌道中有10個電子;F位于第六周期;與Cu同族,其單質(zhì)在金屬活動性順序表中排在末位。
(1)寫出E的基態(tài)原子的價層電子排布式___________。
(2)A、B形成的AB﹣常作為配位化合物中的配體,其A原子的雜化方式為________,AB﹣中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為________。
(3)FD3是一種褐紅色晶體,吸濕性極強,易溶于水和乙醇,無論是固態(tài)、還是氣態(tài),它都是以二聚體F2D6的形式存在,依據(jù)以上信息判斷FD3,晶體的結(jié)構(gòu)屬于____晶體,寫出F2D6的結(jié)構(gòu)式________。
(4)E、F均能與AB﹣形成配離子,已知E與AB﹣形成的配離子為正四面體形。F(+1價)與AB形成的配離子為直線形,工業(yè)上常用F和AB﹣形成的配離子與E反應(yīng)來提取F單質(zhì),寫出E置換F的離子方程式_________________。
(5)F單質(zhì)的晶體為面心立方最密堆積,若F的原子半徑為anm,F(xiàn)單質(zhì)的摩爾的的質(zhì)量為Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求F單質(zhì)的密度為______g/cm3。(用a、NA、M的代數(shù)式表示)評卷人得分四、計算題(共4題,共12分)23、(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)(如圖a),試回答下列問題:圖中平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為____個、占有的碳碳鍵數(shù)為____個,碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______。
(2)2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖b所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元:鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子,6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為_______。24、NaCl是重要的化工原料?;卮鹣铝袉栴}。
(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的原子坐標為(0,0,0),B的原子坐標為(0,),則C的原子坐標為_______。
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)。25、NaCl晶體中Na+與Cl-都是等距離交錯排列,若食鹽的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023mol-1,食鹽的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1。則食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離是多少?_______26、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、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)27、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)?;衔顰C2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____________。28、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____。29、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________。30、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的電負性________元素④的電負性(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:____________________。31、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、工業(yè)流程題(共1題,共3分)32、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)致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、D【分析】【詳解】
A.能量最低原理是指在不違反保里原理的條件下;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,A不合題意;
B.泡利原理是指每個軌道(例如1s軌道;2p軌道中的px)最多只能容納兩個自旋相反的電子,B不合題意;
C.原子軌道能級圖與題干無關(guān);也不合題意;
D.洪特規(guī)則是指在相同能量的軌道上,電子在排布的時候優(yōu)先進入空軌道,每個軌道中的單電子取得相同自旋;故在d軌道中電子排布成而不排布成顯然是根據(jù)洪特規(guī)則,故D符合題意;
故選:D。2、B【分析】【分析】
在元素周期表中,某稀有氣體元素原子的最外層電子構(gòu)型為4s24p6,處于第四周期,與其同周期的A、B、C、D四種元素,它們的原子最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7,其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8,則A為Ca、C為K;B、D兩元素原子的次外層電子數(shù)為18,則B為Zn、D為Br;E;D兩元素處于同族,且在該族元素中,E的氣態(tài)氫化物的沸點最高,則E為F
【詳解】
A、元素C為鉀,核電荷數(shù)為19,核外電子排布為1s22s22p63s23p64s1;核外電子占據(jù)10個原子軌道,A正確;
B、B為Zn元素,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s2;處于周期表中第四周期ⅡB族,屬于ds區(qū),B錯誤;
C;E的氣態(tài)氫化物為氟化氫;分子間存在氫鍵,沸點最高,C正確;
D、元素D為溴,核電荷數(shù)為35,電子排布式為[Ar]3d104s24p5;D正確;
正確選項B。3、D【分析】【詳解】
A.Li原子的最外層有1個電子,與Cl-形成離子化合物,而Li+的最外層有2個電子;選項A錯誤;
B.BF3中B元素化合價為+3;B原子最外層電子數(shù)為3,所以3+3=6,B原子不滿足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,F(xiàn)原子滿足8電子結(jié)構(gòu),選項B錯誤;
C.PCl5中P元素化合價為+5;P原子最外層電子數(shù)為5,所以5+5=10,P原子不滿足8電子結(jié)構(gòu);Cl元素化合價為-1,Cl原子最外層電子數(shù)為7,所以1+7=8,Cl原子滿足8電子結(jié)構(gòu),選項C錯誤;
D.NCl3中;N元素位于第ⅤA族,則5+3=8,滿足分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu),選項D正確;
答案選D。
【點睛】
本題考查8電子結(jié)構(gòu)的判斷,難度不大,清楚元素化合價絕對值+元素原子的最外層電子層=8,則該元素原子滿足8電子結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵,注意離子化合物不適合,對于ABn型共價化合物元素化合價絕對值+元素原子的最外層電子層=8,則該元素原子滿足8電子結(jié)構(gòu),據(jù)此判斷。4、A【分析】【詳解】
A;水部分電離屬于弱電解質(zhì);A正確;
B;可燃冰不是水;是甲烷和水組成的水合物,B不正確;
C;氫氧兩種元素既能組成水;也能組成雙氧水,C不正確;
D;0℃時冰的密度比液態(tài)水的密度小;D不正確;
答案選A。5、B【分析】【詳解】
A.NH3與水分子間易形成氫鍵,而CH4與水之間不能形成氫鍵,則在相同條件下,NH3在水中的溶解度大于CH4;與分子間作用力有關(guān),故A正確;
B.非金屬性F>Cl>Br>I,則HF、HCl、HBr;HI熱穩(wěn)定性依次減弱;與共價鍵有關(guān),與分子間作用力無關(guān),故B錯誤;
C.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,沸點越高,則F2、Cl2、Br2、I2的熔;沸點逐漸升高;與分子間作用力有關(guān),故C正確;
D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3均為烷烴,結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間的作用力越強,沸點越高,其中(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3是同分異構(gòu)體,支鏈越多,分子間作用力越小,沸點越低,則CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸點逐漸升高;與分子間作用力有關(guān),故D正確;
故答案為B。6、C【分析】【詳解】
根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖并依據(jù)均攤法可知可知,晶胞中鑭(La)原子數(shù)目為12×+2×=3,鎳(Ni)的原子數(shù)目為12×+6×+6=15,所以該晶體的化學(xué)式為LaNi5或Ni5La;答案選C。
【點睛】
在六棱柱中,位于頂點上的原子被6個晶胞共用,每個晶胞占該原子的位于面上的原子被兩個晶胞共用,每個晶胞占該原子的側(cè)棱上的原子被三個晶胞共用,每個晶胞占該原子的上下面的棱上的原子被4個晶胞共用,每個晶胞占該原子的晶胞內(nèi)部的屬于該晶胞,不與其他晶胞共用。7、B【分析】【詳解】
A.NaI、NaBr都形成離子晶體,由于離子半徑I->Br-,所以NaBr的晶格能大,熔點:NaI
B.由于離子半徑Mg2+2+;所以晶格能MgO>CaO,硬度MgO>CaO,B正確;
C.NaCl和NaBr都形成離子晶體,離子半徑Cl-
-,所以晶格能:NaCl>NaBr;C不正確;
D.CO2形成分子晶體,NaCl形成離子晶體,所以熔沸點:CO2
故選B。8、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;自上而下元素電負性遞減,C的電負性比Si大,與C-C鍵強弱無關(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。9、B【分析】NaF、NaI、MgO均為離子晶體,它們的熔點高低由離子鍵的強弱決定,而離子鍵的強弱與離子半徑、離子所帶電荷數(shù)有關(guān),NaF、NaI、MgO中,MgO的離子半徑最短,離子所帶電荷數(shù)最多,故其離子鍵最強,熔點最高。NaF的離子半徑短于NaI的,NaF的離子鍵強于NaI的,因此NaF的熔點高于NaI的。二、填空題(共8題,共16分)10、略
【分析】【分析】
【詳解】
根據(jù)圖片分析,(1)s電子的原子軌道呈球形,只有一個原子軌道;(2)p電子的原子軌道呈紡錘形,每個p能級有3個原子軌道,且這三個軌道相互垂直。【解析】球1紡錘311、略
【分析】【分析】
(1)o、p、n元素分別為錳、鐵和鉀,原子序數(shù)分別為為25、26和19,按電子排布規(guī)律寫基態(tài)o原子的外圍電子排布圖、基態(tài)p3+的最外層電子排布式及n的原子結(jié)構(gòu)示意圖;
(2)參照原子序數(shù)為54的元素在元素周期表是第5周期0族元素;則可推知原子序數(shù)為52的元素x的位置并據(jù)此回答;
(3)按電離能的性質(zhì)和規(guī)律回答上表中o、p兩個字母表示的元素的第三電離能分別為I3(o)和I3(p)的相對大小及理由;
(4)按電負性規(guī)律和電離能的規(guī)律回答g;h、i、j四種元素的電負性由大到小排序及第一電離能由大到小排序;
【詳解】
根據(jù)元素周期表知,a-p各元素分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar;K、Mn、Fe。
(1)基態(tài)o原子為錳,核電荷數(shù)為25,其電子排布簡式為[Ar]3d54s2,則外圍電子排布圖基態(tài)p3+為Fe3+,最外層電子排布式3s23p63d5;n原子為鉀,核電荷數(shù)19,原子結(jié)構(gòu)示意圖在以上元素中,沒有未成對電子的元素有Mg、Ar兩種元素;共計2種;
答案為:3s23p63d5;2;
(2)稀有氣體氙;原子序數(shù)為54,位于0族,依次前推,53號元素為碘,52號元素銻,位于VIA族,與O或S同族;
答案為:O或S;
(3)o、p分別表示錳和鐵元素,由于Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以第三電離能分別為I3(o)>I3(p);
答案為:>;Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài);比較穩(wěn)定;
(4)g、h、i、j四種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅,同一周期從左到右電負性增大,因此電負性由大到小排序:Si>Al>Mg>Na;同一周期第一電離能從左到右增大,但是IIA、VA電離能大于鄰近元素的電離能,因此第一電離能由大到小排序Si>Mg>Al>Na;
答案為:Si>Al>Mg>Na;Si>Mg>Al>Na?!窘馕觥竣?②.3s23p63d5③.④.2⑤.O或S⑥.>⑦.Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定⑧.Si>Al>Mg>Na⑨.Si>Mg>Al>Na12、略
【分析】【分析】
(1)硅原子序數(shù)為14;按相關(guān)知識點填空即可;
(2)按N和Cu的原子核外電子排布式回答;
(3)按原子半徑規(guī)律;電負性規(guī)律填寫;熔點按原子晶體中影響熔點的因素填寫,沸點按分子晶體中影響沸點的規(guī)律填寫;
【詳解】
(1)硅原子序數(shù)為14;核外14個電子,分3層排布,最外層4個電子,則硅位于元素周期表第三周期第IVA族;
答案為:三;IVA;
(2)N和Cu的原子序數(shù)分別為7和29,N原子核外電子排布式為1s22s22p3,銅原子外圍電子構(gòu)型為3d34s1;則銅原子最外層有1個電子;
答案為:1s22s22p3;1;
(3)Al和Si同周期,原子序數(shù)大者原子半徑小,故原子半徑Al>Si;氮和氧是同周期非金屬元素,原子序數(shù)大者電負性大,故電負性N<O;金剛石和晶體硅都是原子晶體,原子晶體中熔點由共價鍵牢固程度決定,碳碳單鍵比硅硅單鍵牢固,故熔點:金剛石>硅晶體,CH4和SiH4都是分子晶體,沸點由分子間作用力決定,CH4和SiH4組成結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量大者分子間作用力大,則沸點高,故沸點:CH4<SiH4;
答案為:>;<;>;<?!窘馕觥竣?三②.IVA③.1s22s22p3④.1個⑤.)>⑥.<⑦.>⑧.<13、略
【分析】【分析】
C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,應(yīng)為P元素,C、D為同周期元素,則應(yīng)為第三周期元素,D元素最外層有一個未成對電子,應(yīng)為Cl元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素,B為Na元素。
【詳解】
(1)四種元素分別為O、Na、O、Cl,電負性最大的為O元素,C為P元素,核外電子排布為1s22s22p63s23p3;
(2)A為O元素,有O2、O3兩種同素異形體,二者對應(yīng)的晶體都為分子晶體,因O3相對原子質(zhì)量較大;則范德華力較大,沸點較高,A的氫化物為水,為分子晶體,B的氫化物為NaH,為離子晶體;
(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物為PCl3,P形成3個δ鍵,孤電子對數(shù)為(5-3×1)/2=1,則為sp3雜化;立體構(gòu)型為為三角錐形;
(4)化合物D2A為Cl2O,O為中心原子,形成2個δ鍵,孤電子對數(shù)為(6-2×1)/2=2,則中心原子的價層電子對數(shù)為4,立體構(gòu)型為V形,氯氣與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備Cl2O,反應(yīng)的方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能夠形成化合物F為離子化合物,陰離子位于晶胞的頂點和面心,陽離子位于晶胞的體心,則Na的個數(shù)為8,O的個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,N(Na):N(O)=2:1,則形成的化合物為Na2O,晶胞中O位于頂點,Na位于體心,每個晶胞中有1個Na與O的距離最近,每個定點為8個晶胞共有,則晶胞中O原子的配位數(shù)為8,晶胞的質(zhì)量為(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的體積為(0.566×10-7)cm3,則晶體F的密度為=2.27g?cm-3?!窘馕觥縊1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)O3O3相對分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體離子晶體三角錐形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)Na2O8=2.27g?cm-314、略
【分析】【分析】
根據(jù)裂變反應(yīng):中凈產(chǎn)生的中子()數(shù)和的物質(zhì)的量判斷;核外電子排布軌道處于半充滿和全充滿時相對穩(wěn)定;根據(jù)電離能的遞變性和變化規(guī)律判斷;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析晶體的化學(xué)式并進行相關(guān)計算。
【詳解】
(1)的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)裂變反應(yīng):可知凈產(chǎn)生的中子()的物質(zhì)的量為2mol,數(shù)目為2NA;基態(tài)U原子的外圍電子排布式為5f36d17s2,和均為其基態(tài)原子的激發(fā)態(tài),為U+,由第二電離明顯高于第一電離可知,再失去1個電子所需要的能量最高;故答案為B;
(2)NH3常溫下為氣態(tài),而H2O常溫下為液態(tài),則沸點較高的為H2O;NH3結(jié)合質(zhì)子的能力強于H2O,則NH3與Cu2+形成的配離子穩(wěn)定性強于H2O與Cu2+形成的配離子穩(wěn)定性;
(3)CO32-中存在大π鍵,C原子孤對電子數(shù)為=0,則其路易斯結(jié)構(gòu)式為形成的大π鍵為該大π鍵的電子數(shù)為6;
(4)①MgO的晶格能為Mg2+(g)和O2-(g)生成MgO(s)放出的能量,則MgO的晶格能為3845kJ?mol-1;
②Al+的電子排布式為1s22s22p63s2,Mg+的電子排布式為1s22s22p63s1,可見Al的第二電離能大于Mg的第二電離能,是由于Al+的半徑較Mg+小、Al+的核電荷更高以及Al+為3s2相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu);破壞需要額外提供能量;
(5)另一種鈾氮化物的晶胞是U“原子”作面心立方最密堆積,其中含有U的原子數(shù)目為8×+6×=4,N原子數(shù)為8,其化學(xué)式為UN2;
①晶胞化學(xué)式為UN2;其中N為-3價,則鈾元素的化合價為+6價;晶胞中頂點U原子最靠近的N原子數(shù)是1,頂點U為8個晶胞共用,則U原子的配位數(shù)為8;
②已知晶胞參數(shù)為anm,晶胞的體積為(a×10-7cm)3,晶胞的質(zhì)量為g,則晶體的密度為=g/cm3。
【點睛】
本題涉及電離能的大小判斷,可依據(jù)電離能的一般變化規(guī)律分析,其中判斷電離能大小的關(guān)鍵要點是當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空(p0,d0,f0)、半滿(p3,d5,f7)或全滿(p6,d10,f14)結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,元素的第一電離能較大?!窘馕觥緽63845為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu),破壞需要額外提供能量815、略
【分析】【分析】
根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu);銅在頂點和面心上。
【詳解】
①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu),銅在頂點和面心上,因此該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是個;故答案為:4。
②根據(jù)銅在頂點和面心上,則為面心立方晶胞;故答案為C。【解析】①.4②.C16、略
【分析】【詳解】
(1)在金剛石晶胞中;每個碳原子連接4個碳原子,原子間以共價鍵相結(jié)合,將這4個碳原子連接后形成四面體,體心有一個碳原子,因此D為金剛石,每個原子與4個碳原子最近且距離相等,金剛石是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬于原子晶體;
(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,在層內(nèi)碳與碳之間以共價鍵相互作用,形成六邊形,因此E為石墨的結(jié)構(gòu),每個正六邊形的碳原子數(shù)平均為6×=2;
(3)在NaCl晶胞中,每個Na+周圍有6個Cl-,每個Cl-周圍也有6個Na+,所以A圖為NaCl的結(jié)構(gòu);根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu),每個Na+周圍距離最近的Na+在小立方體的面對角線上,每個Na+周圍有8個這樣的立方體,所以,每個Na+周圍與它距離相等的Na+有12個;
(4)CsCl的晶胞中Cs+和Cl-的配位數(shù)都是8,即每個Cs+周圍有8個Cl-,每個Cl-的周圍也有8個Cs+;所以C圖為CsCl的晶胞,屬于離子晶體;
(5)干冰屬于分子晶體,CO2位于立方體的頂點和面心上,以頂點上的CO2為例,與它距離最近的CO2位于與該頂點相連的12個面的面心上;因此B圖為干冰晶體;
(6)熔點:原子晶體>離子晶體>分子晶體,石墨的熔點大于金剛石,在離子晶體中,半徑越大,晶格能越小,熔點越低,由于Cs+半徑大于Na+,因此熔點由高到低的順序為:石墨>金剛石>NaCl>CsCl>干冰?!窘馕觥竣?D②.4③.原子④.E⑤.2⑥.A⑦.12⑧.C⑨.離子⑩.8?.B?.分子?.12?.石墨>金剛石>NaCl>CsCl>干冰17、略
【分析】【詳解】
(1)由氯化鈉晶胞可知在此晶胞中應(yīng)有4個FexO,根據(jù)密度公式可得(56x+16)×4/NA=5.71×(4.28×10-8)3;解得x≈0.92。
(2)設(shè)晶體中的Fe2+個數(shù)為y,根據(jù)化合物中電荷守恒的原則,即正電荷總數(shù)等于負電荷總數(shù)可得:2y+3×(0.92-y)=2,解得y=0.76,所以可得Fe2+所占分數(shù)=≈0.826。
(3)含F(xiàn)e3+個數(shù)為0.92-0.76=0.16,此晶體的化學(xué)式為
(4)根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)可知與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-位于面心處;圍成的空間幾何形狀是正八面體;
(5)由FexO晶體晶胞的結(jié)構(gòu)及晶胞的邊長可知,鐵離子間最短距離為面對角線的一半,即為×4.28×10-10m≈3.03×10-10m=3.03×10-8cm。【解析】0.920.826正八面體3.03×10-8三、有機推斷題(共5題,共10分)18、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知:①Z的原子序數(shù)為29,Z為銅元素,其余的均為短周期主族元素;Y原子的價電子(外圍電子)排布為msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù);③Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4,因此Q為碳元素,則R為氮元素,X為氧元素,Y為硅元素。(1)Z為銅,其核外電子排布式為[Ar]3d104s1,失去2個電子,即為銅離子,其核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位鍵形成時,銅離子提供空軌道,氨分子中的氮原子提供孤電子對。(3)甲為甲烷,乙為硅烷,同主族元素對應(yīng)氫化物越向上越穩(wěn)定,沸點越向下越高(不含分子間氫鍵時),所以b選項正確。(4)第一電離能氮比碳高,因為氮元素原子核外電子p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),硅的第一電離能最小,即第一電離能大小順序是Si54s1,該元素是24號元素,為Cr,屬于d區(qū)元素。【解析】1s22s22p63s23p63d9孤電子對bSi19、略
【分析】【分析】
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,A原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子,則A為碳元素;E基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,則E為Al元素;D原子半徑在同周期元素中最大,且原子序數(shù)小于Al,大于碳,故處于第三周期ⅠA族,則D為Na元素;C基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,原子序數(shù)小于Na,原子核外電子排布為1s22s22p4,則C為O元素;B的原子序數(shù)介于碳、氧之間,則B為N元素;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,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則G為Fe元素;F基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反,外圍電子排布為ns2np5;結(jié)合原子序數(shù)可知,F(xiàn)為Cl元素;H是我國使用最早的合金中的最主要元素,則H為Cu元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;A為碳元素,B為N元素;C為O元素;D為Na元素;E為Al元素;F為Cl元素;G為Fe元素;H為Cu元素。
(1)A為碳元素;位于元素周期表第二周期ⅣA族,N元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于O元素;O與Cl形成的化合物中O元素表現(xiàn)負價,對鍵合電子的吸引能力更強,故Cl的電負性較小,故答案為二;ⅣA;N;Cl;
(2)N元素與宇宙中含量最豐富的元素形成的最簡單化合物為NH3;分子構(gòu)型為三角錐形,N元素所形成的單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)式為N≡N,分子σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2,故答案為三角錐形;1∶2;
(3)G為Fe元素,其低價陽離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖是F為Cl元素,其原子的價電子軌道表示式為H為Cu元素,其基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,故答案為1s22s22p63s23p63d104s1;
(4)鐵離子與Cu反應(yīng)生成亞鐵離子與銅離子,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;與E(Al)元素成對角關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,該元素為Be,其最高價氧化物為Be(OH)2,與氫氧化鈉反應(yīng)方程式為:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,故答案為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【點睛】
正確判斷元素的種類是解答本題的關(guān)鍵。本題的易錯點為(1)中第一電離能的判斷,要注意電離能突躍的原因;(4)中方程式的書寫,要注意呈兩性的物質(zhì)是氫氧化鈹,可以模仿氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)書寫方程式,注意鋁和鈹?shù)幕蟽r的不同?!窘馕觥慷鬉NCl三角錐1∶21s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s12Fe3++3Cu=2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O20、略
【分析】【分析】
X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,X元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,處于第四周期第ⅤA族,故X為As元素;Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子,Y的2p軌道上有2個電子或4個電子,所以Y為碳元素或氧元素,X跟Y可形成化合物X2Y3;故Y為氧元素;X;Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42,則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1,則Z為氫元素,氫原子可以形成負一價離子,符合題意,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;X為As元素,Y為O元素,Z為H元素。
(1)根據(jù)上述分析可知,X為As;X元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3;與X同周期鹵族元素為Br,第一電離能較大的是Br,故答案為1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;Br;
(2)Y為O元素,O原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子,價層電子的電子排布圖為故答案為氧;
(3)X為As元素,Z為H元素,X與Z可形成化合物AsH3;As的價層電子對數(shù)=3+1=4,VSEPR模型為四面體,故答案為四面體;
(4)X為As元素,Y為O元素,Z為H元素,化合物X2Y3為As2O3,XZ3為AsH3,As2O3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH3,產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O,反應(yīng)中Zn元素化合價由0價升高為+2價,As元素化合價由+3價降低為-3價,參加反應(yīng)的Zn與As2O3的物質(zhì)的量之比為6×2∶2=6∶1,反應(yīng)方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O;
(5)X為As元素,Y為O元素,AsO43-中As的價層電子對數(shù)=4+=4,As采用sp3雜化,空間構(gòu)型為四面體,AsO43-的原子數(shù)=5,價電子數(shù)=5+4×6+3=32,與其互為等電子體的一種分子為CCl4,故答案為四面體;CCl4;
(6)X為As元素,根據(jù)As的某氧化物的分子結(jié)構(gòu)圖可知,分子中含有4個As原子和6個O原子,化學(xué)式為As4O6,As原子與3個O原子形成鍵,含有1個孤電子對,采取sp3雜化,故答案為As4O6;sp3。
【點睛】
本題的易錯點為(3),要注意區(qū)分VSEPR模型和空間構(gòu)型的區(qū)別,微粒的價層電子對互斥模型略去孤電子對就是該分子的空間構(gòu)型?!窘馕觥縖Ar]4s24p3AsBr氧四面體As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O四面體CCl4As4O6sp321、略
【分析】【分析】
X的最外層電子數(shù)是次外層的2倍;則次外層只能是K層,容納2個電子,最外層是L層,有4個電子,X為C元素。地殼中Z的含量最大,則Z為O元素,X;Y、Z原子序數(shù)依次增大,則Y為N元素。W是短周期元素中原子半徑最大的主族元素,W為Na。Q的最外層比次外層少2個電子,Q的次外層為L層,有8個電子,Q的最外層為M層,有6個電子,Q為S元素。
【詳解】
(1)X為C元素,核外電子排布為1s22s22p2,價層電子排布式為2s22p2;Q為S元素,16號元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)Y為N元素;Z為O元素,第一電離能大的是N元素,原因是N原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),能量低穩(wěn)定;
(3)Z、W、Q形成的離子分別為O2-、Na+、S2-。O2-和Na+具有相同的核外電子排布,核電荷數(shù)越大,半徑越小,則有r(Na+)<r(O2-)。O和S同主族,同主族元素形成的簡單離子半徑從上到小依次增大,有r(O2-)<r(S2-),則排序為r(Na+)<r(O2-)<r(S2-);
(4)Y為N,Z為O,Q為S;
A.Y的2p軌道上有3個電子;根據(jù)洪特原則,電子排布在能量相同的各個軌道時,電子總是盡可能分占不同的原子軌道,且自旋狀態(tài)相同,2p軌道上的3個電子,應(yīng)該分別在3個不同的軌道;A項錯誤;
B.O的氫化物H2O的穩(wěn)定性比S的氫化物H2S的穩(wěn)定性強;因為O非金屬性比S的強;B項正確;
C.O的氫化物H2O的沸點比S的氫化物H2S的沸點高;原因是水分子間存在氫鍵;C項錯誤;
D.Y的單質(zhì)為N2;N和N原子之間有3對共用電子對,其中σ鍵有1個,π鍵有2個,比例為1:2,D項正確;
本題答案選BD;
(5)QZ2為SO2,中心原子S的價電子有6個,配位原子O不提供電子,對于SO2,VP=BP+LP=2+=3,中心S原子為sp2雜化;根據(jù)相似相溶的原理,SO2易溶于水是由于SO2是極性分子,H2O是極性溶劑,相似相溶;另外SO2與H2O反應(yīng)生成易溶于水的H2SO3?!窘馕觥?s22p2NN原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),能量低穩(wěn)定r(Na+)<r(O2-)<r(S2-)BDsp2雜化SO2是極性分子,H2O是極性溶劑,相似相溶;SO2與H2O反應(yīng)生成易溶于水的H2SO322、略
【分析】【分析】
周期表中的五種元素A、B、D、E、F,原子序數(shù)依次增大。A的基態(tài)原子價層電子排布為nsnnpn,那么n只能為2,則A的基態(tài)原子價層電子排布為2s2p2,A為C元素;B的基態(tài)原子2p能級有3個單電子,那么B的價層電子排布式為2s22p3,B是N元素;D是一種富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位,那么D是Cl元素;E2+的3d軌道中有10個電子;E是Zn元素;F位于第六周期,與Cu同族,其單質(zhì)在金屬活動性順序表中排在末位,F(xiàn)是Au。可在此基礎(chǔ)上利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識解各小題。
【詳解】
根據(jù)分析;A;B、D、E、F分別為C、N、Cl、Zn、Au。
(1)E是鋅元素,核電荷數(shù)為30,在元素周期表中的位置為第四周期ⅡB族,E的基態(tài)原子的價層電子排布式3d104s2,答案為:3d104s2
(2)A、B形成的AB-,即CN-中C原子的價層電子對數(shù)為1+(4+1-1×3)/2=2,為sp雜化,CN-含有一個叁鍵;其中一個為σ鍵,另外2個為π鍵,σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1:2。答案為:sp;1:2
(3)AuCl3是一種褐紅色晶體,吸濕性極強,易溶于水和乙醇,以二聚體Au2Cl6的形式存在,則2個AuCl3應(yīng)通過配位鍵結(jié)合,Au為中心原子,Cl為配位原子,形成的二聚體Au2Cl6為分子,所以可判斷AuCl3晶體屬于分子晶體,結(jié)構(gòu)式為:答案為:分子;
(4)Au(+1價)與CN-形成的直線形配離子為[Au(CN)2]-,Zn與CN-形成的正四面體形配離子為[Zn(CN)4]2-,用Zn提取Au單質(zhì)的反應(yīng)是置換反應(yīng),離子方程式為:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-。答案為:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-
(5)F是Au,其單質(zhì)的晶體為面心立方最密堆積,每一個Au的晶胞中含有4個Au原子,每一個晶胞的質(zhì)量為根據(jù)=g?cm-3。答案為:
【點睛】
1.價層電子對的一種計算方法是:價層電子對數(shù)=配位原子數(shù)+孤對電子對數(shù)。孤對電子對數(shù)=中心原子價電子數(shù)±電荷數(shù)-中心原子提供給配位原子的共用電子數(shù);當上述公式中電荷數(shù)為正值時取“-”,電荷數(shù)為負值時取“+”;
2.晶體密度的計算:選取1個晶胞作為計算對象,一方面,根據(jù)題給信息,利用均攤法計算該晶胞所含各種粒子的個數(shù),并計算出這個晶胞的質(zhì)量,晶胞質(zhì)量等于該晶胞所含原子摩爾質(zhì)量的總和除以NA;另一方面,根據(jù)題給信息,結(jié)合晶胞的結(jié)構(gòu),利用幾何知識計算該晶胞的體積。【解析】3d104s2sp1:2分子Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-四、計算題(共4題,共12分)23、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個碳原子由3個正六邊形共用,每個碳碳鍵由2個正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計算晶胞中Mg原子和B原子的個數(shù);進而確定化學(xué)式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個碳原子由3個正六邊形共用,每個碳碳鍵由2個正六邊形共用,則平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個;碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為2:3;
(2)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)單元可知,在六棱柱頂點上的鎂原子被6個六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個數(shù)比為3:6=1:2,所以化學(xué)式為MgB2?!窘馕觥?32:3MgB224、略
【分析】【詳解】
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈黃色;激發(fā)態(tài)Na原子,價電子由3s能級激發(fā)到3p能級,其價電了軌道表示式為答案:黃;
(2)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu),都屬于離子晶體。但其熔點比NaCl低,原因是K+半徑Na+大,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低,所以KBr熔點比NaCl低。答案:K+的半徑大于Na+,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低。
(3)①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)及A;B兩點的坐標可知;C的原子坐標為(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶體中Cl構(gòu)成的多面體包含20個三角形的面;與Cl緊鄰的Na個數(shù)為4;答案:20;4。
③根據(jù)均攤法可知,該晶體中含有2個Na和6個Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黃K+的半徑大于Na+,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低。(1,0.75,0.5)204259/(NAa310-30)25、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長,d代表兩個距離最近的Na+中心間的距離,利用“均攤法”計算小立方體中Na+、Cl-的數(shù)目,進而計算小立方體的質(zhì)量,根據(jù)公式密度計算出小立方體的邊長;進而計算兩個距離最近的鈉離子中心間的距離。
【詳解】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長,d代表兩個Na+中心間的距離。由此不難想象出小立方體頂點上的每個離子均為8個小立方體所共有。因此小立方體含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每個小立方體含有1/2個(Na+-Cl-)離子對;
每個小立方體的質(zhì)量
解得:a≈2.81×10-8cm,兩個距離最近的Na+中心間的距離d=a≈4.0×10-8cm;
故答案為兩個距離最近的Na+中心間的距離為4.0×10-8cm?!窘馕觥績蓚€距離最近的Na+中心間的距離d=a=4.0×10-8cm。26、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、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)27、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+3H2O28、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性逐漸增強,故元素的電負性: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.
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