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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年湘教版選修3化學(xué)上冊(cè)月考試卷723考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、下列敘述中,正確的是A.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,可以有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子B.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,不可能有兩個(gè)能量完全相同的電子C.如果某一基態(tài)原子3p軌道上僅有2個(gè)電子,它們自旋方向必然相反D.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,M層上的電子能量肯定比L層上的電子能量高2、下列說(shuō)法或化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)正確的是A.s能級(jí)的原子軌道呈球形,處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)B.p能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形,隨著能層的增加,p能級(jí)原子軌道也在增多C.某原子的電子排布式為屬于激發(fā)態(tài)D.的電子排布式為3、關(guān)于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的下列說(shuō)法正確的是A.中心原子的化合價(jià)是+1B.配位體是Cl-和H2O,配位數(shù)是6C.氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵D.在1mol該配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3molAgCl沉淀4、鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+等。Ni(CO)4常溫下為液態(tài),易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑。下列說(shuō)法正確的是A.NH3的鍵角大于CCl4B.固態(tài)Ni(CO)4屬于離子晶體C.Ni(CO)4和[Ni(CN)4]2-中,鎳元素均是sp3雜化D.Ni(CO)4分子內(nèi)σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)之比為1∶15、下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序不正確的是A.F2<Cl2<Br2<I2B.CF4>CCl4>CBr4>CI4C.HCl<HBr<HI<HFD.CH4<SiH4<GeH4<SnH46、最近科學(xué)家成功制成了一種新型的碳氧化合物,該化合物晶體中每個(gè)碳原子均以四個(gè)共價(jià)單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無(wú)限伸展結(jié)構(gòu),下列對(duì)該晶體敘述錯(cuò)誤的是A.該晶體類型是原子晶體B.該晶體中碳原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為1∶2C.晶體中碳原子數(shù)與C—O化學(xué)鍵數(shù)之比為1∶2D.晶體的空間最小環(huán)共有12個(gè)原子構(gòu)成7、金屬原子在二維平面里放置有如圖所示的兩種方式;下列說(shuō)法正確的是。
A.圖1為非密置層,配位數(shù)為6B.圖2為密置層,配位數(shù)為4C.圖1在三維空間里堆積可得A3型和A1型兩種堆積模型D.圖2在三維空間里堆積可得A3型堆積模型評(píng)卷人得分二、填空題(共8題,共16分)8、下面是s能級(jí);p能級(jí)的原子軌道圖;試回答問(wèn)題:
(1)s能級(jí)的原子軌道呈____________形,每個(gè)s能級(jí)有_______個(gè)原子軌道;p能級(jí)的原子軌道呈____________形,每個(gè)p能級(jí)有_____個(gè)原子軌道。
(2)s能級(jí)原子軌道的半徑與什么因素有關(guān)?是什么關(guān)系_____。9、Cr電子排布式從3d54s1→3d6是__________能量(填“吸收”或“放出”);Co3+核外電子有_____個(gè)未成對(duì)電子數(shù),Zn2+的價(jià)電子軌道表示式為_______________;V原子結(jié)構(gòu)示意圖為:_____________。10、(1)下列原子或離子的電子排布的表示方法中,正確的是___,違反了能量最低原理的是___,違反洪特規(guī)則的是__。
①Ca2+:1s22s22p63s23p6
②F-:1s22s23p6
③P:
④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦C:
綠柱石被國(guó)際珠寶界公認(rèn)為四大名貴寶石之一。主要成分為Be3Al2[Si6O18],因含適量的Cr2O3(0.15~0.6%);而形成祖母綠。試回答下列問(wèn)題:
(2)基態(tài)Al原子中,電子填充的最高能級(jí)是___,基態(tài)Cr原子的價(jià)電子排布式是___。
(3)用“>”或“<”填空:。第一電離能沸點(diǎn)離子半徑Be___BH2S___H2OAl3+___O2-
(4)卟啉與Fe2+合即可形成血紅素,F(xiàn)e2+的電子排布式為___,鐵在周期表中的位置為__。11、X;Y、Z、W是元素周期表中前36號(hào)元素;且原子序數(shù)依次增大。其相關(guān)信息如下表:
。元素編號(hào)。
元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)。
X
X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍。
Y
Y的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為nsnnpn+2
Z
最外層中只有兩對(duì)成對(duì)電子。
W
前四周期基態(tài)原子中;W元素的未成對(duì)電子數(shù)最多。
(1)元素X最高價(jià)氧化物分子的空間構(gòu)型是__________________,是_________(填“極性”或“非極性”)分子。
(2)Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)比Z的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)高,原因是____________________________________
(3)基態(tài)Z原子中,電子占據(jù)的最高電子層符號(hào)為_________,該電子層具有的原子軌道數(shù)為________________
(4)元素W位于元素周期表的第________族。12、銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途;如金屬銅用來(lái)制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑。
(1)Cu位于元素周期表第IB族。Cu2+的核外電子排布式為__________。
(2)下圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為_____。
(3)往硫酸銅溶液中加入過(guò)量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是_______________。
(4)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的_________(填“高”或“低”)。13、請(qǐng)完成下列各題:
(1)前4周期元素中,基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。
(2)第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似。在GaN晶體中,每個(gè)Ga原子與________個(gè)N原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為____________。在四個(gè)晶體類型中,GaN屬于________晶體。
(3)在極性分子NCl3(遇水強(qiáng)烈水解)中,N原子的化合價(jià)為-3價(jià),Cl原子的化合價(jià)為+1價(jià),請(qǐng)推測(cè)NCl3水解的主要產(chǎn)物是________________(填化學(xué)式)。14、已知NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶體的熔點(diǎn)依次為801℃、714℃、190℃、2000℃,其中屬于分子晶體的一種晶體應(yīng)是________,它不適宜用作金屬冶煉的電解原料。工業(yè)上這種金屬的冶煉過(guò)程必須使用一種助熔劑___________。15、現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)的數(shù)據(jù):
據(jù)此回答下列問(wèn)題:
(1)A組屬于___________晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是__________________。
(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是___________________(填序號(hào))。
①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性。
(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于_______________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是_________________(填序號(hào))。
①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電。
(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解釋為_______________________________。評(píng)卷人得分三、計(jì)算題(共9題,共18分)16、(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(wèn)題:圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè),碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______。
(2)2001年報(bào)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(gè)鎂原子,6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為_______。17、鐵有δ;γ、α三種同素異形體;三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。
(1)δ、γ、α三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。
(2)若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半徑為rpm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則γ-Fe單質(zhì)的密度為_______g/cm3(用含r的表達(dá)式表示;列出算式即可)
(4)三氯化鐵在常溫下為固體,熔點(diǎn)為282℃,沸點(diǎn)為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。18、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(duì)β—SiC回答下列問(wèn)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(jì)算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)19、用X射線研究某金屬晶體,測(cè)得在邊長(zhǎng)為360pm的立方晶胞中含有4個(gè)金屬原子,此時(shí)金屬的密度為9.0g/cm3。試回答下列問(wèn)題:
(1)此金屬晶胞屬于哪一種類型?_______
(2)求每個(gè)晶胞的質(zhì)量。_______
(3)求此金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。_______
(4)求此金屬原子的原子半徑(pm)。_______20、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(zhǎng)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(jì)算式)。
21、如圖是金屬鎢晶體中的一個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)模型(原子間實(shí)際是相互接觸的)。它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對(duì)原子質(zhì)量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請(qǐng)回答以下各題:
(1)每一個(gè)晶胞中分?jǐn)偟絖_________個(gè)鎢原子。
(2)計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)a。_____________
(3)計(jì)算鎢的原子半徑r(提示:只有體對(duì)角線上的各個(gè)球才是彼此接觸的)。___________
(4)計(jì)算金屬鎢原子采取的體心立方密堆積的空間利用率。____________22、NaCl是重要的化工原料?;卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈_______色。價(jià)電子被激發(fā)到相鄰高能級(jí)后形成的激發(fā)態(tài)Na原子,其價(jià)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(diǎn)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?yàn)镃l,小球?yàn)镹a)。
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(gè)三角形的面,與Cl緊鄰的Na個(gè)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(jì)算式)。23、NaCl晶體中Na+與Cl-都是等距離交錯(cuò)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(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離是多少?_______24、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(gè),在NaCl的晶胞中有Na+_____個(gè),Cl-____個(gè)。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過(guò)_________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(dá)式為____nm(用含NA的代數(shù)式表示)評(píng)卷人得分四、原理綜合題(共1題,共4分)25、高氯酸三碳酰肼合鎳{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一種新型的起爆藥。
(1)Ni能與CO形成配合物Ni(CO)4,配體CO中提供孤電子對(duì)的是C原子,其理由可能是__;該配合物分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為__。
(2)①ClO4-的空間構(gòu)型是___。
②寫出與ClO4-互為等電子體的一種分子和一種離子:__、__。(填化學(xué)式)
(3)化學(xué)式中CHZ為碳酰肼,其結(jié)構(gòu)為它是一種新型的環(huán)保鍋爐水除氧劑。
①碳酰肼中氮元素的化合價(jià)為__,碳原子的雜化軌道類型為__。
②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反應(yīng)制得,有關(guān)的化學(xué)方程式為__。
(4)高氯酸三碳酰肼合鎳可由NiO;高氯酸及碳酰肼化合而成。
①比較次氯酸和高氯酸的酸性,并說(shuō)明理由:___。
②如圖為NiO晶胞,若晶胞中含有的Ni2+數(shù)目為a,Ni2+的配位數(shù)為b,NiO晶體中每個(gè)Ni2+距離最近的Ni2+數(shù)目為c,則a:b:c=__。
評(píng)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(huì)導(dǎo)致砷中毒,金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測(cè)。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(guò)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(shuō)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(jí)沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級(jí)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(lái)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(shí)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(píng)卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共45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。化合物DC為離子化合物,D的二價(jià)陽(yáng)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(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24。請(qǐng)根據(jù)以上情況;回答下列問(wèn)題:(答題時(shí),A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)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(hào))。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)開___________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質(zhì)在AC2中點(diǎn)燃可生成A的單質(zhì)與一種熔點(diǎn)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),B被還原到最低價(jià),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(jià)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(gè)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(jià)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(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)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?yàn)開______(用元素符號(hào)表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號(hào)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____。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(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子,R單質(zhì)占空氣體積的1/5;W的原子序數(shù)為29。回答下列問(wèn)題:
(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(diǎn)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(jià)電子排布式為________。30、下表為長(zhǎng)式周期表的一部分;其中的編號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)表中⑨號(hào)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(jiǎn)單分子X(jué)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(jià)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(qǐng)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(zhǎng)式周期表的一部分;其中的序號(hào)代表對(duì)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(qǐng)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物稀溶液與元素⑦的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),元素④被還原到最低價(jià),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(shí)心球表示元素⑩原子,則一個(gè)晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為__________。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、D【分析】【詳解】
在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中;不可能有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子,A錯(cuò)誤;
在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中;當(dāng)電子處于同一電子層的不同亞層時(shí),電子的能量相同,B錯(cuò)誤;
如果某一基態(tài)原子3p軌道上僅有2個(gè)電子;它們處于不同的軌道上,而且自旋方向相同,這樣的排布使原子的能量最低,處于穩(wěn)定狀態(tài),C錯(cuò)誤;
在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中;根據(jù)電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí),離核的遠(yuǎn)近及能量的高低,將原子核外電子運(yùn)動(dòng)的空間分成不同的層次,從內(nèi)到外依次是K;L、M、N、O、P、Q,M層上的電子能量肯定比L層上的電子能量高,D正確;
故合理選項(xiàng)是D。2、D【分析】【詳解】
A.s能級(jí)的原子軌道呈球形;處在該軌道上的電子不只在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng),還在球殼外運(yùn)動(dòng),只是在球殼外運(yùn)動(dòng)概率較小,故A錯(cuò)誤;
B.p能級(jí)含有3個(gè)原子軌道;不同能層上的p能級(jí)含有的軌道數(shù)相同,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)軌道中的電子處于半滿或全滿狀態(tài)時(shí),能量較低,屬于穩(wěn)定狀態(tài),所以某原子的電子排布式為處于低能態(tài);故C錯(cuò)誤;
D.Fe為26號(hào)元素,原子核外有26個(gè)電子,F(xiàn)e原子的電子排布式為失去2個(gè)電子形成則的電子排布式為故D正確。
答案為D。3、B【分析】【詳解】
A.中心原子的化合價(jià)是+3;A錯(cuò)誤;
B.配離子是[TiCl(H2O)5]2+,故配位體是Cl-和H2O;配位數(shù)是6,B正確;
C.氫鍵不是化學(xué)鍵;C錯(cuò)誤;
D.在1mol該配合物中加入足量AgNO3溶液;可以得到2molAgCl沉淀,D錯(cuò)誤;
答案選B。4、D【分析】【詳解】
A.孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力大于成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力,導(dǎo)致鍵角減小,則NH3的鍵角小于CCl4的鍵角;故A錯(cuò)誤;
B.因?yàn)镹i(CO)4常溫下為液態(tài),易溶于CCl4、苯等有機(jī)溶劑,根據(jù)相似相溶原理知,固態(tài)Ni(CO)4屬于分子晶體;故B錯(cuò)誤;
C.Ni(CO)4和[Ni(CN)4]2-中;鎳元素提供了空軌道,不存在雜化,故C錯(cuò)誤;
D.CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),共價(jià)三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,配位鍵屬于σ鍵,所以Ni(CO)4分子內(nèi)σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)之比為(4+4)∶(2×4)=1∶1;故D正確;
故選D。5、B【分析】【詳解】
A.對(duì)應(yīng)的晶體都為分子晶體;相對(duì)分子質(zhì)量越大,則熔沸點(diǎn)越高,A正確;
B.根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高,應(yīng)為CF4<CCl4<CBr4<CI4;B錯(cuò)誤;
C.HF含有氫鍵,沸點(diǎn)最高,HCl、HBr;HI相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大;分子間作用力逐漸增強(qiáng),物質(zhì)的熔沸點(diǎn)逐漸增高,C正確;
D.都不含氫鍵;相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔沸點(diǎn)越高,D正確;
答案選B。
【點(diǎn)晴】
注意同種晶體和不同晶體熔沸點(diǎn)高低比較的方法和角度,不同類型晶體熔沸點(diǎn)高低的比較:一般來(lái)說(shuō),原子晶體>離子晶體>分子晶體;分子晶體中含有氫鍵的熔沸點(diǎn)較高;同種類型的分子晶體相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔沸點(diǎn)越高,解答時(shí)注意靈活應(yīng)用。6、C【分析】【分析】
根據(jù)題意知;該化合物晶體中以C-O結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無(wú)限延伸結(jié)構(gòu),所以該化合物屬于原子晶體,和晶體二氧化硅的結(jié)構(gòu)相似,利用均攤法確定其化學(xué)式,根據(jù)原子晶體的性質(zhì)分析解答。
【詳解】
A.該化合物晶體中每個(gè)碳原子均以四個(gè)共價(jià)單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無(wú)限伸展結(jié)構(gòu);不存在分子,屬于原子晶體,故A敘述正確;
B.晶體中每個(gè)碳原子均以四個(gè)共價(jià)單鍵與氧原子結(jié)合;每個(gè)氧原子和2個(gè)碳原子以共價(jià)單鍵相結(jié)合,所以碳氧原子個(gè)數(shù)比=1:2,故B敘述正確;
C.該晶體中;每個(gè)碳原子含有4個(gè)C-O共價(jià)鍵,所以C原子與C-0化學(xué)鍵數(shù)目之比為1:4,故C敘述錯(cuò)誤;
D.該晶體的空間最小環(huán)由6個(gè)碳原子和6個(gè)氧原子構(gòu)成;故晶體的空間最小環(huán)共有12個(gè)原子構(gòu)成,D敘述正確;
故選C。7、C【分析】金屬原子在二維空間里有兩種排列方式;一種是密置層排列,一種是非密置層排列,圖1為密置層,圖2為非密置層,據(jù)此可分析解答。
【詳解】
A.根據(jù)上述分析;圖1為密置層,原子的配位數(shù)為6,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.圖2為非密置層;非密置層的配位數(shù)較密置層小,配位數(shù)為4,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.圖1為密置層,密置層在三維空間堆積可得到鎂型(A3型)和銅型(A1型)兩種堆積模型;C選項(xiàng)正確;
D.圖2為非密置層,非密置層在三維空間堆積可得簡(jiǎn)單立方和鉀型(A2型)兩種堆積模型;D選項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選C。二、填空題(共8題,共16分)8、略
【分析】【詳解】
(1)s能級(jí)的原子軌道呈球形;每個(gè)s能級(jí)有1個(gè)原子軌道;p能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形,每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道。
(2)s能級(jí)原子軌道的半徑與與主量子數(shù)n有關(guān),s能級(jí)原子軌道的半徑隨主量子數(shù)n的增大而增大?!窘馕觥竣?球②.1③.啞鈴④.3⑤.與主量子數(shù)n(或電子層序數(shù))有關(guān);隨主量子數(shù)n(或電子層序數(shù))的增大而增大9、略
【分析】【詳解】
Cr電子排布式從3d54s1→3d6是由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài),吸收能量;Co3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,核外電子有4個(gè)未成對(duì)電子數(shù),Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,價(jià)電子軌道表示式為V原子的質(zhì)子數(shù)是23,原子結(jié)構(gòu)示意圖為【解析】①.吸收②.4③.④.10、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理確定核外電子排布式是否正確;能量最低原理:原子核外電子先占有能量較低的軌道.然后依次進(jìn)入能量較高的軌道;泡利不相容原理:每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子;洪特規(guī)則:在等價(jià)軌道(相同電子層;電子亞層上的各個(gè)軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道,且自旋方向相同。
(2)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出價(jià)電子排布式;根據(jù)充滿和半充滿狀態(tài)能量最低也是最穩(wěn)定的狀態(tài)進(jìn)行分析;
(3)Be;B同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì);ⅡA族反常;水分子間含有氫鍵;核外電子數(shù)相同的,原子序數(shù)越大,半徑越?。?/p>
(4)Fe是26號(hào)元素;其原子核外有26個(gè)電子,失去兩個(gè)最外層電子生成亞鐵離子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式;
【詳解】
(1)①正確;②違反了能力最低原子;③違反了洪特規(guī)則;④違反了洪特原則;⑤正確;⑥正確;⑦違反了洪特規(guī)則;故答案為:①⑤⑥;②;③④⑦;
(2)Al為13號(hào)元素,其電子排布式為1s22s22p63s23p1,最高能級(jí)為3p,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以寫出基態(tài)鉻價(jià)電子排布式為1s22s22p63s23p63s23p63d54s1,所以基態(tài)鉻(Cr)原子的價(jià)電子排布式是3d54s1,故答案為:3p;3d54s1;
(3)同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì),但ⅡA族最外層為ns能級(jí)容納2個(gè)電子,為全滿確定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能B<Be;水分子間含有氫鍵,使得水的分子間作用力大于硫化氫分子的,故水的沸點(diǎn)大;電子層數(shù)越多半徑越大,核外電子數(shù)相同的,原子序數(shù)越大,半徑越小,O2-、Al3+有2個(gè)電子層,O的原子序數(shù)小所以O(shè)2-半徑比Al3+大,所以離子半徑O2->Al3+;故答案為:>;<;<;
(4)Fe是26號(hào)元素,其原子核外有26個(gè)電子,失去兩個(gè)最外層電子生成亞鐵離子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,鐵元素在元素周期表的位置為第四周期第Ⅷ族,故答案為:1s22s22p63s23p63d6;第四周期第Ⅷ族?!窘馕觥竣?①⑤⑥②.②③.③④⑦④.3p⑤.3d54s1⑥.>⑦.<⑧.<⑨.1s22s22p63s23p63d6⑩.第四周期第Ⅷ族11、略
【分析】【詳解】
試題分析:本題考查元素的推斷,分子空間構(gòu)型和分子極性的判斷,物質(zhì)沸點(diǎn)高低的比較,元素在周期表中的位置。X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,X為C元素;Y的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為nsnnpn+2,由于np能級(jí)排有電子,則ns上排有2個(gè)電子即n=2,Y的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4,Y為O元素;X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,Z的最外層中只有兩對(duì)成對(duì)電子,Z為S元素;W為前四周期基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的元素,W為Cr元素。
(1)元素X的最高價(jià)氧化物為CO2,CO2中中心原子C上的孤電子對(duì)數(shù)=(4-22)=0,成鍵電子對(duì)數(shù)為2,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+2=2,VSEPR模型為直線型,由于C上沒(méi)有孤電子對(duì),CO2分子的空間構(gòu)型為直線型。CO2分子為直線型,鍵角為180o,正電中心和負(fù)電中心重合,CO2為非極性分子。
(2)Y的最簡(jiǎn)單氫化物為H2O,Z的最簡(jiǎn)單氫化物為H2S,H2O的沸點(diǎn)比H2S高的原因是:H2O分子間能形成氫鍵,H2S分子間不能形成氫鍵。
(3)基態(tài)Z原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,電子占據(jù)的最高電子層為第三電子層,第三電子層的符號(hào)為M。第三電子層具有的原子軌道數(shù)為32=9。
(4)W為Cr元素,基態(tài)Cr原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,Cr位于元素周期表中第四周期第VIB族。【解析】直線型非極性H2O分子間能形成氫鍵M9ⅥB12、略
【分析】【詳解】
(1)Cu電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1,在形成Cu2+的過(guò)程中,參與反應(yīng)的電子是最外層的4s及3d上各一個(gè)電子,故Cu2+離子的電子排布式是為:1s22s22p63s23p63d9;本題正確答案是:1s22s22p63s23p63d9。
(2)從圖中可以看出陰離子在晶胞有四類:頂點(diǎn)(8個(gè))、棱上(4個(gè))、面上(2個(gè))、體心(1個(gè)),根據(jù)立方體的分?jǐn)偡?可以知道該晶胞中陰離子數(shù)目為:,8+4+1=4,本題正確答案是:4;
(3)因?yàn)镹、F、H三種元素的電負(fù)性:F>N>H,所以N-F成鍵電子對(duì)向F偏移,導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配位鍵。答案:F電負(fù)性比N大,N-F成鍵電子對(duì)向F偏移,導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配位鍵。
(4)因?yàn)檠蹼x子的離子半徑小于硫離子的離子半徑,所帶電荷數(shù)又相同,所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵,所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高.因此,本題正確答案是:高。【解析】1s22s22p63s23p63d94F電負(fù)性比N大,N-F成鍵電子對(duì)向F偏移,導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配位鍵高13、略
【分析】【詳解】
(1)第一周期中,有一個(gè)未成對(duì)電子的是氫原子,其電子排布為1s1;第二周期中,未成對(duì)電子是兩個(gè)的有兩種——C:1s22s22p2和O:1s22s22p4;第三周期中,未成對(duì)電子是三個(gè)的是P:1s22s22p63s23p3;第四周期中未成對(duì)電子是四個(gè)的是Fe:1s22s22p63s23p64s23d6
(2)Ga在元素周期表中是第四周期、第ⅢA族,原子序數(shù)是31,即其原子核外電子數(shù)是31,根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可以寫出該原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1;根據(jù)題目所給信息;GaN的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,晶體結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個(gè)Ga原子與四個(gè)N相連,這四個(gè)N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型是正四面體型,屬于原子晶體。
(3)水解即該物質(zhì)中的帶正電的原子或原子團(tuán)與水電離出的OH-結(jié)合成弱電解質(zhì),帶負(fù)電的原子或原子團(tuán)與水電離出的H+結(jié)合成弱電解質(zhì)的過(guò)程,水解反應(yīng)前后各元素的化合價(jià)不變,類似于復(fù)分解反應(yīng),由題意知NCl3中N的化合價(jià)為-3價(jià),Cl的化合價(jià)為+1價(jià),則在NCl3水解的產(chǎn)物中N的化合價(jià)也是-3價(jià),Cl的化合價(jià)是+1價(jià),分析可知其水解產(chǎn)物是HClO和NH3·H2O。【解析】54正四面體形原子HClO、NH314、略
【分析】【分析】
根據(jù)離子晶體和分子晶體的熔點(diǎn)關(guān)系分析判斷;根據(jù)分子晶體在熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電分析判斷冶煉的金屬;再分析判斷。
【詳解】
根據(jù)NaCl、MgCl2、AlCl3、Al2O3晶體的熔點(diǎn)依次為801℃、714℃、190℃、2000℃,分子晶體的熔點(diǎn)一般較低,離子晶體的熔點(diǎn)較高,所以AlCl3為分子晶體;氧化鋁的熔點(diǎn)很高,直接電解熔融的氧化鋁冶煉鋁時(shí)會(huì)消耗大量的能量,因此常用冰晶石作助熔劑,在故答案為:AlCl3;冰晶石。【解析】①.AlCl3②.冰晶石15、略
【分析】【詳解】
(1)A組熔點(diǎn)最高;屬于原子晶體,原子晶體的構(gòu)成微粒為原子,微粒間作用力為共價(jià)鍵;
故答案為原子;共價(jià)鍵;
(2)B組物質(zhì)為金屬;具有金屬光澤;導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性,故答案為①②③④;
(3)由于HF分子間存在氫鍵;導(dǎo)致HF的沸點(diǎn)比其它氫化物的沸點(diǎn)高,故答案為HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多;
(4)D組物質(zhì)為離子晶體;離子晶體具有硬而脆;水溶液能導(dǎo)電、固體不能導(dǎo)電而熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的性質(zhì),故答案為②④;
(5)離子晶體中,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+);在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高;
故答案為D組晶體都為離子晶體,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高?!窘馕觥吭庸矁r(jià)鍵①②③④HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)②④D組晶體都為離子晶體,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點(diǎn)就越高三、計(jì)算題(共9題,共18分)16、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Mg原子和B原子的個(gè)數(shù);進(jìn)而確定化學(xué)式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用,則平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個(gè);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(diǎn)上的鎂原子被6個(gè)六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個(gè)六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個(gè)數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個(gè)數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個(gè)數(shù)比為3:6=1:2,所以化學(xué)式為MgB2?!窘馕觥?32:3MgB217、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)各種晶體結(jié)構(gòu)中微粒的空間位置確定三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù);然后得到其比值;
(2)先計(jì)算出兩種晶體中Fe原子個(gè)數(shù)比;然后根據(jù)密度定義計(jì)算出其密度比,就得到其空間利用率之比;
(3)先計(jì)算γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù),根據(jù)Fe原子半徑計(jì)算晶胞的體積,然后根據(jù)計(jì)算晶體的密度;
(4)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn);溶解性等物理性質(zhì)分析判斷。
【詳解】
(1)δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點(diǎn)的Fe異種;個(gè)數(shù)是8個(gè);
γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子個(gè)數(shù)=3××8=12;
α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上鐵原子;鐵原子個(gè)數(shù)=2×3=6;
則三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)的比為8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶體中鐵原子個(gè)數(shù)之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶體的密度比等于物質(zhì)的空間利用率之比,所以兩種晶體晶胞空間利用率之比為2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4,F(xiàn)e原子半徑為rpm,假設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為L(zhǎng),則L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,則晶胞的體積V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe單質(zhì)的密度
(4)FeCl3晶體的熔沸點(diǎn)低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有機(jī)溶劑,根據(jù)相似相溶原理,結(jié)合分子晶體熔沸點(diǎn)較低,該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體。
【點(diǎn)睛】
本題考查了Fe的晶體類型的比較、晶體空間利用率和密度的計(jì)算、鐵元素化合物晶體類型的判斷。學(xué)會(huì)利用均攤方法分析判斷晶胞中鐵原子數(shù)目,熟練掌握各種類型晶體的特點(diǎn),清楚晶體密度計(jì)算公式是解答本題的關(guān)鍵。【解析】4:6:32b3:a3分子晶體18、略
【分析】【分析】
每個(gè)C周圍有4個(gè)硅,C和Si的最短距離為體對(duì)角線的四分之一,先計(jì)算金剛石晶胞中碳的個(gè)數(shù),再根據(jù)公式計(jì)算空間利用率。
【詳解】
⑴每個(gè)C周圍有4個(gè)硅,因此C的配位數(shù)為4;故答案為:4。⑵C和Si的最短距離為體對(duì)角線的四分之一,因此故答案為:188。⑶金剛石晶胞中有個(gè)碳,假設(shè)C的原子半徑為r,則金剛石晶胞參數(shù)為金剛石晶體中原子的空間利用率故答案為:34%?!窘馕觥?18834%19、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)金屬晶體的堆積方式進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)晶胞的邊長(zhǎng)可計(jì)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(gè)原子的質(zhì)量可計(jì)算金屬的摩爾質(zhì)量;再根據(jù)相對(duì)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(duì)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(zhǎng)的關(guān)系,晶胞的邊長(zhǎng)=可計(jì)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(gè)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(zhǎng)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(gè)原子的質(zhì)量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相對(duì)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(zhǎng)=因此,金屬原子的原子半徑為=×360pm≈127.26pm;
故答案為127.26pm;
【點(diǎn)睛】
第(2)問(wèn)在計(jì)算晶胞質(zhì)量時(shí)單位的換算時(shí)學(xué)生們的易錯(cuò)點(diǎn),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?!窘馕觥棵嫘牧⒎骄О?.2×10-22g63.21127.26pm20、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(gè)數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對(duì)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?!窘馕觥苛阶蠲芏逊e(A3型)21、略
【分析】【詳解】
(1)晶胞中每個(gè)頂點(diǎn)的鎢原子為8個(gè)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(gè)數(shù)為故答案為:2;
(2)已知金屬鎢的密度為ρ,鎢的相對(duì)原子質(zhì)量是M,每個(gè)晶胞中含有2個(gè)鎢原子,則每個(gè)晶胞的質(zhì)量為又因?yàn)槊總€(gè)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(duì)角線的長(zhǎng)度為鎢原子半徑的4倍,則計(jì)算得出鎢原子半徑為故答案為:0.137nm;
(4)每個(gè)晶胞中含2個(gè)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%22、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(jià)電子由3s能級(jí)激發(fā)到3p能級(jí),其價(jià)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的坐標(biāo)可知;C的原子坐標(biāo)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(gè)三角形的面;與Cl緊鄰的Na個(gè)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(gè)Na和6個(gè)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)23、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個(gè)小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長(zhǎng),d代表兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離,利用“均攤法”計(jì)算小立方體中Na+、Cl-的數(shù)目,進(jìn)而計(jì)算小立方體的質(zhì)量,根據(jù)公式密度計(jì)算出小立方體的邊長(zhǎng);進(jìn)而計(jì)算兩個(gè)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(gè)小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長(zhǎng),d代表兩個(gè)Na+中心間的距離。由此不難想象出小立方體頂點(diǎn)上的每個(gè)離子均為8個(gè)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(gè)小立方體含有1/2個(gè)(Na+-Cl-)離子對(duì);
每個(gè)小立方體的質(zhì)量
解得:a≈2.81×10-8cm,兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離d=a≈4.0×10-8cm;
故答案為兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離為4.0×10-8cm?!窘馕觥?jī)蓚€(gè)距離最近的Na+中心間的距離d=a=4.0×10-8cm。24、略
【分析】【分析】
(1)氯化鈉晶體中氯離子位于定點(diǎn)和面心;鈉離子位于邊和體心;
(2)陰;陽(yáng)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(gè)硅原子與4個(gè)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(gè)Na+;晶胞中Na+的個(gè)數(shù)為1+12=4,Na+的個(gè)數(shù)為8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過(guò)離子鍵結(jié)合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個(gè)硅原子與4個(gè)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(diǎn)睛】
均攤法確定立方晶胞中粒子數(shù)目的方法是:①頂點(diǎn):每個(gè)頂點(diǎn)的原子被8個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)原子只占份額;②棱:每條棱的原子被4個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)原子只占份額;③面上:每個(gè)面的原子被2個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)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4四、原理綜合題(共1題,共4分)25、略
【分析】【分析】
⑴電負(fù)性越大,原子越不易提供孤電子對(duì);Ni原子形成的4個(gè)配位鍵屬于σ鍵,CO與N2互為等電子體;CO分子結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),CO分子中含有1個(gè)σ鍵;2個(gè)π鍵。
⑵①ClO4?的中心原子Cl原子孤電子對(duì)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)=0+4=4,微??臻g構(gòu)型與它的VSEPR模型相同;②原子總數(shù)相等;價(jià)電子總數(shù)也相等的微?;榈入娮芋w。
⑶①N—N鍵使N元素表現(xiàn)0價(jià),N—H價(jià)使N元素表現(xiàn)-1價(jià),N—C鍵使N元素表現(xiàn)-1價(jià);分子中碳原子形成3個(gè)σ鍵,雜化軌道數(shù)目為3;②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反應(yīng)制得;該反應(yīng)屬于取代反應(yīng),同時(shí)還有甲醇生成.
⑷①非羥基氧數(shù)目越多,中心元素的正電性越高,越容易電離出離子;②如均攤法計(jì)算晶胞中含有的Ni2+數(shù)目。以頂點(diǎn)Ni2+研究,其周圍最近的氧離子處于棱心且關(guān)于鎳離子對(duì)稱,可知Ni2+的配位數(shù)為6.以頂點(diǎn)Ni2+研究,與之距離最近的Ni2+處于面心;共有12個(gè)。
【詳解】
(1)電負(fù)性O(shè)>C,O原子不易給出孤電子對(duì),配體CO中提供孤電子對(duì)的是C原子。Ni原子形成的4個(gè)配位鍵屬于σ鍵,CO與N2互為等電子體,CO分子結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),CO分子中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,故Ni(CO)4中含有8個(gè)σ鍵、8個(gè)π鍵,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為8:8=1:1;故答案為:電負(fù)性O(shè)>C;O原子不易給出孤電子對(duì);1:1。
(2)①ClO4?的中心原子Cl原子孤電子對(duì)價(jià)層電子對(duì)數(shù)=0+4=4,微??臻g構(gòu)型與它的VSEPR模型相同為正四面體形;故答案為:正四面體形。
②原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體。與ClO4?互為等電子體的一種分子和一種離子可以是:CCl4、SO42?等;故答案為:CCl4、SO42?。
(3)①N?N鍵使N元素表現(xiàn)0價(jià),N?H價(jià)使N元素表現(xiàn)?1價(jià),N?C鍵使N元素表現(xiàn)?1價(jià),故碳酰肼中氮元素的化合價(jià)為?2價(jià);分子中碳原子形成3個(gè)σ鍵,雜化軌道數(shù)目為3,故碳原子采取sp2雜化;故答案為:?2;sp2。
②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反應(yīng)制得,該反應(yīng)屬于取代反應(yīng),同時(shí)還有甲醇生成,反應(yīng)方程式為:故答案為:
(4)①HClO4中非羥基氧數(shù)目比HClO的多,HClO4中Cl的正電性更高,導(dǎo)致Cl?O?H中O的電子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易電離出H+,故酸性:HClO4>HClO;故答案為:HClO4的酸性比HClO的強(qiáng),HClO4中非羥基氧數(shù)目比HClO的多,HClO4中Cl的正電性更高,導(dǎo)致Cl?O?H中O的電子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易電離出H+。
②晶胞中含有的Ni2+數(shù)目以頂點(diǎn)Ni2+研究,其周圍最近的氧離子處于棱心且關(guān)于鎳離子對(duì)稱,可知Ni2+的配位數(shù)為6,以頂點(diǎn)Ni2+研究,與之距離最近的Ni2+處于面心,頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用、面心為2個(gè)晶胞共用,故共有3×82=12個(gè),則a:b:c=4:6:12=2:3:6;故答案為:2:3:6?!窘馕觥侩娯?fù)性O(shè)>C,O原子不易給出孤電子對(duì)1:1正四面體形CCl4SO42??2sp2HClO4的酸性比HClO的強(qiáng),HClO4中非羥基氧數(shù)目比HClO的多,HClO4中Cl的正電性更高,導(dǎo)致Cl?O?H中O的電子向Cl的偏移程度比HClO的大,HClO4更易電離出H+2:3:6五、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(guò)量的硫離子,過(guò)濾得到As2S3和FeS,濾液中加入過(guò)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(hào)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(jià)化合物,砷原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)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(jià)氧化物對(duì)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(jià)氧化物對(duì)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(cuò)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(jí)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(cuò)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(guò)量的S2-存在反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq),所以需要加入FeSO4除去過(guò)量的硫離子;使平衡逆向移動(dòng),一級(jí)沉砷更完全;
(5)含砷物質(zhì)物質(zhì)為H3AsO3,加入過(guò)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(jià)升高15價(jià),一個(gè)O2降低4價(jià),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(shì)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(shí),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(guò)量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq)平衡逆向移動(dòng),使一級(jí)沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共45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(jià)陽(yáng)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(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)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(gè),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(shì);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?yàn)镃<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(diǎn)燃可生成碳和一種熔點(diǎn)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),NHO3被還原到最低價(jià)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。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(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(jià)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(gè)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(jià)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(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)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(hào)為
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