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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年鲁教版选修3化学下册月考试卷744考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共6题,共12分)1、下列说法正确的是A.因为p轨道是哑铃形的,所以p轨道上的电子也是哑铃形的B.能层序数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道C.氢原子中只有一个电子,故氢原子核外只有一个轨道D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的2、下列常见分子的立体构型最相近的是A.和B.和C.和D.和3、下列叙述中正确的有。
①该原子的电子排布图;最外层违背了洪特规则。
②处于最低能量状态原子叫基态原子,过程中形成的是发射光谱。
③运用价层电子对互斥理论,离子的空间构型为三角锥型。
④具有相同核外电子排布的粒子;化学性质相同。
⑤NCl3中N-Cl键的键长比CCl4中C-Cl键的键长短A.1个B.2个C.3个D.4个4、对下列图形解释的说法错误的是()A.晶体金红石的晶胞如图1所示,推知化学式为TiO2(注:氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部)B.配合物(如图2)分子中含有分子内氢键C.某手性分子如图3:可通过酯化反应让其失去手性D.可以表示氯化钠晶体,是氯化钠的晶胞5、阿伏加德罗常数约为6.02×1023mol-1;下列说法中一定正确的是。
A.14g两种烯烃CnH2n和CmH2m的混合物,含有共用电子对数目为3×6.02×1023B.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如上图1),则0.12g石墨烯中含有6.02×1022个碳原子C.720gC60晶体(如图2)中含有6.02×1023个晶胞结构单元D.60gSiO2晶体中含有2×6.02×1023个Si—O键6、N4分子结构如图所示;已知断裂1molN-N键吸收167kJ热量,生成1molN≡N放出945kJ热量。根据以上信息和数据,下列说法正确的是()
A.N4属于由非极性键构成的极性分子B.氮元素非金属性比磷强,可知N4沸点比P4(白磷)高C.1molN4气体转变为N2气体放出888kJ热量D.N4和N2互为同位素评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)7、有关元素X、Y、Z、W的信息如下:。元素信息X所在主族序数与所在周期序数之差为4Y最高氧化物对应的水化物为强电解质,能电离出电子数相等的阴、阳离子Z单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子
下列说法不正确的是()A.原子半径:Y>W>XB.Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5C.Y的单质在X2气体中燃烧,所得生成物的阴、阳离子个数比为1:1D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂1.8克8、下列说法中正确的是A.所有的电子在同一区域里运动B.能量高的电子在离核远的区域运动,能量低的电子在离核近的区域运动C.处于最低能量的原子叫基态原子D.同一原子中,1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多9、如图是元素周期表的一部分;所列字母分别代表一种化学元素。下列说法正确的是()
A.b的第一电离能小于c的第一电离能B.d在c的常见单质中燃烧,产物中既含有离子键也含有共价键C.e与a组成的化合物沸点比水低,原因是水分子之间可形成氢键D.f元素的基态原子失去4s能级上的所有电子后所形成的离子最稳定10、已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X是周期表中的原子半径最小的元素,Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,Z的核电荷数是Y的2倍,W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍。下列说法不正确的是A.原子半径:Z>W>RB.W、R对应的简单氢化物的稳定性前者大于后者C.W与X、W与Z形成的化合物的化学键类型完全相同D.电负性R>Y、X11、碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图:下列有关说法不正确的是A.分子式为C3H4O3B.分子中σ键与π键个数之比为3:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式全部为sp2杂化12、下列说法正确的是()A.抗坏血酸分子的结构为分子中碳原子的杂化方式为sp2和sp3B.氯化铝在177.8℃时升华,因此AlCl3为分子晶体,是非电解质C.碳元素和硅元素同主族,因此CO2和SiO2互为等电子体D.一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。该晶胞中碳原子的原子坐标为()
13、短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,Z是地壳中含量最高的元素。下列叙述正确的是A.W的氧化物的水化物一定是强酸B.XW2的结构式为:W=X=WC.WZ3分子中所有原子处于同一平面D.Z与R形成的化合物中只含有离子键14、四硼酸钠的阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。下列说法不正确的是()
A.阴离子中三种元素的第一电离能:O>B>HB.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有sp2和sp3C.配位键存在于4、5原子之间和4、6原子之间D.m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)415、工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3为原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是A.H2O分子VSEPR模型为V形B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为sp3C.在上述涉及的4种物质中,沸点从低到高的顺序为H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)16、写出下列元素基态原子的电子排布式:
(1)Ca________
(2)Kr________
(3)Co________
(4)Ge________17、下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是____________(填序号,下同),违反能量最低____________,违反洪特规则的是____________,违反泡利不相容原理的是____________。
①
②
③P:
④
⑤
⑥
⑦O:18、根据有关知识;回答下列问题。
(1)化学元素(0族和放射性元素除外)中,第一电离能最小的元素是___(填元素符号,下同),第一电离能最大的元素是___,电负性最大的元素是___。
(2)铜的原子序数是29,其价电子排布式为___。
(3)元素的电负性越大,则在形成化合物时此元素___越强。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能,这是因为___。19、砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料;可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:
(1)写出基态As原子的核外电子排布式_____________。
(2)根据元素周期律,原子半径Ga_____________As(填“>”或“<”,下同),第一电离能Ga_____________As。
(3)AsCl3分子的立体构型为_____________。
(4)锗(Ge)是典型的半导体元素,比较下表中锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_____________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃−49.526146沸点/℃83.1186约40020、(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________________。
(2)下图1是采用NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池。电池工作过程中负极反应式为__________________________。
(3)一种含锰磁性材料的单晶胞结构为立方晶胞,如图2所示。A、B位置的Sn原子坐标如图所示,则该晶胞中碳原子的原子坐标为___________。
21、BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其与AlCl3化学性质相似。由此可推断BeCl2的化学键是_______(填“离子键”或“共价键”),其在固态时属于______(填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。评卷人得分四、原理综合题(共4题,共28分)22、碳是地球上组成生命的最基本元素之一;与其他元素结合成不计其数的无机物和有机化合物,构成了丰富多彩的世界。碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X;Y、Z是常见的三种冠醚;其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并且随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
①Li+与X的空腔大小相近,恰好能进入到X的环内,且与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态碳原子核外有___种运动状态不同的电子,其外围电子轨道表示式为___。W中Li+与孤对电子之间的作用属于___(填标号)。
A.离子键B.共价键C.氢键D.配位键E.以上都不是。
②冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构,理由是___。
③冠醚分子中氧的杂化轨道的空间构型是___,C—O—C的键角___(填“>”“<”或“=”)109°28′。
(2)碳的一种同素异形体——石墨,其晶体结构及晶胞如图1、图2所示。则石墨晶胞含碳原子个数为___个。已知石墨的密度为ρg·cm-3,C—C键键长为rcm,阿伏加德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距d为___cm。
(3)碳的另一种同素异形体——金刚石,其晶胞如图3所示。已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图A所示,则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图___(从A~D图中选填)。
23、黄铜是人类最早使用的合金之一;主要由锌和铜组成。回答下列问题:
(1)铜原子核外电子共有__种不同运动状态,基态铜原子的核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为__。
(2)根据铜、锌原子结构可知第二电离能I2(Zn)__I2(Cu)填“大于”或“小于”。
(3)向蓝色硫酸铜溶液[Cu(H2O)4]2+中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色[Cu(NH3)4]2+。
①H2O分子中心原子的杂化类型为__;分子中的键角:H2O__NH3(填“大于”或“小于”)。
②通过上述实验现象可知,与Cu2+的配位能力:H2O__NH3(填“大于”或“小于”)。
③氨硼烷(BH3—NH3)可以作为机动车使用的备选氢来源或氢储存的材料。
下列与氨硼烷是等电子体的有__(填编号)。
A.乙烷B.H2O2C.H3PO4D.S8
④写出BH3—NH3的结构式结构中若含配位键用→表示__。
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①其化学式为__。
②若晶体密度为8.82g/cm3,最近的Cu原子核间距为__cm(用NA表示阿伏加德罗常数,用M表示该晶体的摩尔质量)。24、月球土壤中含有H;Ne、Na、Mg、Si、S、Cl、Cu等多种元素;是人类未来的资源宝库,回答下列问题:
(1)在下列电子构型中,属于Na原子的激发态构型的是______。A.1s22s22p63s1B.1s2s22p63p1C.1s22s22p63s13p1D.1s22s22p43s3(2)基态Na、Na+;O、Ne电离最外层一个电子所需能量从小到大的顺序为_________
(3)三氯化碘常以二聚体I2Cl6的形式存在,经电导仪测定知,它能发生部分电离,其电离方程式为I2C16ICl2++ICl4-。ICl2+离子的立体构型为______;中心原子的杂化类型是_____。
(4)在[Cu(NH3)4]2+中∠HNH比游离的氨气分子中∠HNH______;(填“大”“小”或“相等"),原因是_______
(5)已知MgO晶体结构与NaCl类似,Mg2+周围最近的O2-组成的多面体的形状为_____,MgO的熔点高于Na2O的原因是_________
(6)硅的晶体结构属于金刚石型,晶胞如图所示。已知其密度为ρg∙cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a=_____nm,晶体中Si—Si键的键长为_______nm(用含p、NA的代数式表示)。25、国家航天局计划2020年实施火星探测任务。据了解火星上存在大量的含氮化合物;科学家推测火星生命可能主要以氮;碳、硅、铜为基体构成。
请回答下列问题:
(1)邻氨基吡啶()的铜配台物在有机不对称合成中起催化诱导效应。
①邻氨基吡啶中所有元素的电负性出小到大的顺序为__(填元素符号)。设NA为阿伏加德罗常数的值,1mol中含有σ键的数目为__。
②一定条件下-NH2可以被氧化成-NO2,-NO2中N原子的杂化方式为__杂化。
(2)第四周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图所示,则该元素的基态原子电子排布式为___。
(3)元素周期表中的第IVA族~第VIIA族中部分元素的最简单氢化物的沸点变化趋势线如图,其中一个小黑点代表-种氢化物,则趋势线a代表第__族元素的最简单氢化物的沸点变化趋势,判断依据是__。
(4)干冰是常见的分子晶体,而CO2在高温高压下能形成另一种晶体其晶胞如图所示,该CO2晶体的熔点__(填“>”“<”或“=”)SiO2晶体的熔点。
(5)一种嘌呤和一种吡啶的结构如图。
①嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,原因是__。
②分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。则该吡啶中的大π键可表示为__。
(6)火星岩石中存在大量的氮化镓,氮化镓为六方晶胞,结构如图所示。若该晶体密度为dg·cm-3,晶胞参数a=b≠c(单位:nm),a、b夹角为120°,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数c=___nm(写出代数式)。
评卷人得分五、计算题(共3题,共18分)26、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________27、NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列,若食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少?_______28、通常情况下;氯化钠;氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示。
(1)在NaCl的晶胞中,与Na+最近且等距的Na+有_____个,在NaCl的晶胞中有Na+_____个,Cl-____个。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过_________结合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧键。
(4)设二氧化碳的晶胞密度为ag/cm3,写出二氧化碳的晶胞参数的表达式为____nm(用含NA的代数式表示)评卷人得分六、元素或物质推断题(共5题,共30分)29、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。化合物AC2为一种常见的温室气体。B;C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24。请根据以上情况;回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)基态E原子的核外电子排布式是________,在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同还有_______(填元素符号)。
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为____________。
(3)写出化合物AC2的电子式_____________。
(4)D的单质在AC2中点燃可生成A的单质与一种熔点较高的固体产物,写出其化学反应方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。此后,等电子原理又有发展,例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体。一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为_____。
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是____________。30、现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满;N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为_______(用元素符号表示)。
(2)C元素的电子排布图为_______;E3+的离子符号为_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______区,其基态原子的电子排布式为_______
(4)G元素可能的性质_______。
A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷。
C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒。
(5)活泼性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。31、原子序数小于36的X;Y、Z、R、W五种元素;其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y是形成化合物种类最多的元素,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,R单质占空气体积的1/5;W的原子序数为29。回答下列问题:
(1)Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1molZ2X4含有σ键的数目为________。
(2)化合物ZX3与化合物X2R的VSEPR构型相同,但立体构型不同,ZX3的立体构型为________,两种化合物分子中化学键的键角较小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)与R同主族的三种非金属元素与X可形成结构相似的三种物质,三者的沸点由高到低的顺序是________。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的单质互为等电子体,元素Y的这种氧化物的结构式是________。
(5)W元素原子的价电子排布式为________。32、下表为长式周期表的一部分;其中的编号代表对应的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)表中⑨号属于______区元素。
(2)③和⑧形成的一种常见溶剂,其分子立体空间构型为________。
(3)元素①和⑥形成的最简单分子X属于________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)元素⑥的第一电离能________元素⑦的第一电离能;元素②的电负性________元素④的电负性(选填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基态原子核外价电子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的电子式为________。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如表中元素⑩与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素⑩的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:____________________。33、下表为长式周期表的一部分;其中的序号代表对应的元素。
(1)写出上表中元素⑨原子的基态原子核外电子排布式为___________________。
(2)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为_____杂化;元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是___________。
(3)元素④的第一电离能______⑤(填写“>”、“=”或“<”)的第一电离能;元素④与元素①形成的X分子的空间构型为__________。请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式______________________(各写一种)。
(4)④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,元素④被还原到最低价,该反应的化学方程式为_______________。
(5)元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示,其中实心球表示元素⑩原子,则一个晶胞中所包含的氧原子数目为__________。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、D【分析】【详解】
A.p轨道是哑铃形;但是任何原子轨道上运动的电子的形状都是相同的,电子的形状不会随着原子轨道的变化而变化,A错误;
B能层数为3时;有3s;3p、3d三个能级,共9个轨道,B错误;
C.氢原子中只有一个电子;基态氢原子的电子主要在1s轨道范围内运动,但是氢原子核外有多个轨道,C错误;
D.电子运动路径无规律;只能利用概率方式来描述,则原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的,D正确。
答案选D。
【点睛】
本题考查原子核外电子的运动及排布,解题关键:明确轨道、能层、能级、电子云等概念及关系,易错点A,理解电子云的概念,是电子运动的空间区域,不是电子的形状。2、C【分析】【详解】
A.CO2和SO2的立体构型分别为直线形和V形;A项错误;
B.CH4和NH3的立体构型分别为正四面体形和三角锥形;B项错误;
C.CH2O和BBr3的立体构型均为平面三角形;其中后者为正三角形,C项正确;
D.H2O和BeCl2的立体构型分别为V形和直线形;D项错误;
故选C。3、B【分析】【详解】
①洪特规则内容是电子在能量相同的轨道上排布时;总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,该轨道式违背了洪特规则,①说法正确;
②处于最低能量状态原子叫基态原子,排布式为1s22s22px1和1s22s22py1电子能量相同,1s22s22px1→1s22s22py1过程中没有能量释放;②说法错误;
③CO32-的中心原子为C原子,价层电子对个数为==3,C原子sp2杂化;轨道构型为平面三角形,成键原子有三个,分子空间构型为平面三角形,③说法错误;
④具有相同核外电子排布的粒子如O2-、Mg2+核外都有10个电子;其电子层结构相同,前者具有还原性,后者具有氧化性,化学性质不同,④说法错误;
⑤N原子的半径小于C原子的半径,所以NCl3中N-Cl键的键长比CCl4中C-Cl键的键长短;⑤说法正确;
答案选B。
【点睛】
本题考查核外电子排布,掌握相关的物质结构知识是解答此题的关键。4、D【分析】【详解】
A.晶体金红石的晶胞如图1所示,Ti为8×+1=2,O为4×+2=4,推知化学式为TiO2(注:氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部);故A正确;
B.配合物(如图2)分子中含有分子内氢键故B正确;
C.某手性分子可通过酯化反应让其失去手性,由变成故C正确;
D.不可以表示氯化钠晶体,是氯化钠的晶胞的故D错误;
故选D。5、A【分析】【详解】
A.烯烃中,1molC平均可以形成1mol碳碳共用电子对、1molH可以形成1molC-H共用电子对;烯烃的最简式为:CH2,14g混合物中含有1molCH2,能够形成1mol碳碳共用电子对和2molC-H共用电子对,总共形成3mol共用电子对,含有共用电子对数目为3×6.02×1023;故A正确;
B.0.12g石墨烯中含有0.12g碳原子,含有0.01molC,即含有6.02×1021个碳原子;故B错误;
C.由均摊法可知一个晶胞中C60的个数为=4,720gC60晶体含有1molC60,1molC60分子可以形成0.25mol晶胞结构单元,即含有1.505×1023个晶胞结构单元;故C错误;
D.60g二氧化硅的物质的量为1mol,含有1mol硅原子,形成了4molSi—O键,含有4×6.02×1023个Si-O键;故D错误;
综上所述答案为A。6、C【分析】【分析】
【详解】
A.N4属于由非极性键构成的非极性分子;故A错误;
B.氮相对原子质量比磷小,N4的相对分子质量比P4(白磷)小,可知N4沸点比P4(白磷)低;故B错误;
C.1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为6×167kJ=1002kJ;形成化学键放出的热量为1884kJ,所以反应放热,放出的热量为1884kJ-1002kJ=882kJ,故放出882kJ热量,故C正确;
D.质子数相同,中子数不同的两种核素之间互为同位素,N4与N2互称为同素异形体;故D错误;
故选C。二、多选题(共9题,共18分)7、CD【分析】【分析】
X所在主族序数与所在周期序数之差为4,则为第2周期时,在ⅥA族,即X为O元素,或为第3周期时,在ⅤⅡA族,即X为Cl元素;Y的最高价氧化物对应的水化物,能电离出电子数相等的阴、阳离子,则由NaOH═Na++OH-,所以Y为Na元素;Z的单质是生活中常见物质,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏,则Z为Fe元素;W基态原子核外5个能级上有电子,且最后的能级上只有1个电子1s22s22p3;则W为Al,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析;X为O元素或Cl元素,Y为Na元素,Z为Fe元素,W为Al元素。
A.一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,原子半径:Y>W>X;故A正确;
B.铁为26号元素,Z3+离子的最外层电子排布式为3s23p63d5;故B正确;
C.钠的单质在氧气或氯气中燃烧;所得生成物为过氧化钠或氯化钠,其中过氧化钠的阴;阳离子个数比为1:2,故C错误;
D.W的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的水溶液中,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,该反应的氧化剂为水,若反应中转移0.3mol电子,则消耗氧化剂H2O0.3mol;质量为5.4g,故D错误;
故选CD。
【点睛】
正确判断元素是解题的关键。本题的难点为X的不确定性,易错点为D,要注意铝与氢氧化钠溶液的反应中铝为还原剂,水为氧化剂。8、BC【分析】【详解】
A.电子在核外的排布是分层的;不同的电子在不同的能级运动,故A错误;
B.离核越远的电子能量越大;离核越近的电子能量越小,故B正确;
C.处于最低能量的原子叫基态原子;故C正确;
D.s能层最多只能容纳2个电子;与所在能层无关,故D错误;
故答案选BC。9、BC【分析】【详解】
由元素在周期表中位置可知,a为H、b为N;c为O、d为Na、e为S、f为Fe。
A.N元素的2p轨道为半充满稳定结构;第一电离能高于氧元素的第一电离能,故A错误;
B.Na在氧气中燃烧生成过氧化钠;过氧化钠中含有离子键;共价键,故B正确;
C.水分子之间存在氢键;硫化氢分子之间为范德华力,氢键比范德华力强,因此硫化氢的沸点低于水,故C正确;
D.Fe2+离子价电子为3d6,而Fe3+离子价电子为3d5稳定结构,Fe2+离子不如Fe3+离子稳定;故D错误;
故选BC。10、BC【分析】【分析】
已知X;Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素;X是周期表中原子半径最小的元素,所以X是H;Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,这说明Y是第ⅣA族元素;Z的核电荷数是Y的2倍,且是短周期元素,因此Y是C,Z是Mg;W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍,且原子序数大于Mg的,因此W是第三周期的S;R的原子序数最大,所以R是Cl元素,据此解答。
【详解】
根据以上分析可知X是H;Y是C,Z是Mg,W是S,R是Cl。
A.同周期自左向右原子半径逐渐减小;则原子半径:Z>W>R,故A正确;
B.W是S;R是Cl,非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>S,则对应的简单氢化物的稳定性前者小于后者,故B错误;
C.X是H,Z是Mg,W是S,H2S含有的化学键是极性共价键;MgS含有的化学键是离子键,因此W与X;W与Z形成的化合物的化学键类型完全不相同,故C错误;
D.X是H;Y是C,R是Cl,非金属性越强,其电负性越强,三种元素中Cl的非金属性最强,则电负性R>Y;X,故D正确;
答案选BC。11、BD【分析】【详解】
A.根据结构简式确定分子式为C3H4O3;故A正确;
B.双键中含有一个σ键;一个π键;单键都是σ键,所以该分子中含有10个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键个数之比为10:1,故B错误;
C.同种非金属元素之间形成非极性键;不同非金属元素之间形成极性键,所以C-C之间存在非极性键;C-H和C-O原子之间存在极性键,故C正确;
D.该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,C原子为sp3杂化;C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,C原子杂化方式为sp2;故D错误;
故选BD。
【点睛】
该分子C-O中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对、C=O中C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式是解答关键。12、AD【分析】【详解】
A.根据抗坏血酸分子的结构可知,分子中以4个单键相连的碳原子采取sp3杂化,碳碳双键和碳氧双键中的碳原子采取sp2杂化;A选项正确;
B.氯化铝在177.8℃时升华,熔沸点低,因此AlCl3为分子晶体,但AlCl3在水溶液中完全电离;属于强电解质,B选项错误;
C.CO2是分子晶体,为直线形分子,而SiO2是原子晶体,没有独立的SiO2微粒;两者结构不同,因此两者不互为等电子体,C选项错误;
D.根据晶胞结构图分析可知,C原子位于晶胞的体心,由几何知识可知,该碳原子的坐标为();D选项正确;
答案选AD。
【点睛】
C选项为易错点,解答时需理解:具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,这一原理称为等电子原理,满足等电子原理的分子、离子或原子团称为等电子体。13、BC【分析】【分析】
短周期主族元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,X、Y、W形成的一种阴离子常用于检验Fe3+,则该离子为SCN-;则X为C元素,Y为N元素,W为S元素;R的单质常用于制造路灯,其发出的黄色光透雾能力强,R为Na;Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素,据此分析解答。
【详解】
A.W为S元素;其氧化物的水化物形成的为硫酸和亚硫酸,亚硫酸为弱酸,故A错误;
B.X为C元素,W为S元素,XW2为CS2,CS2与CO2互为等电子体,互为等电子体的微粒具有相似的结构,CO2的结构式为O=C=O,则CS2的结构式为S=C=S;即:W=X=W,故B正确;
C.W为S元素,Z为O元素,WZ3为SO3,分子中中心原子S原子的价层电子对数=3+=3,S采取sp2杂化;结构为平面三角形,则分子中所有原子处于同一平面,故C正确;
D.Z为O元素,R为Na,Z与R形成的化合物为Na2O或Na2O2,二者均为离子化合物,Na2O中只含有离子键,Na2O2中含有离子键和共价键;故D错误;
答案选BC。14、AC【分析】【分析】
由图示可以看出该结构可以表示为[H4B4O9]m−,其中B为+3价,O为−2价,H为+1价,根据化合价判断m值求解Xm−的化学式;根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=(a−xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;阴离子中含配位键,不含离子键,以此来解答。
【详解】
A.H电子轨道排布式为1s1;处于半充满状态,比较稳定,第一电离能为O>H>B,故A错误;
B.2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;故B正确;
C.2号B形成3个键;4号B形成4个键,其中1个键就是配位键,所以配位键存在4;5原子之间或4、6原子之间,故C错误;
D.观察模型,可知Xm−是[H4B4O9]m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)4;故D正确;
故答案选AC。15、AC【分析】【详解】
A.水分子中价层电子对数为2+=4;所以VSEPR模型为正四面体结构,A错误;
B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子形成了4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,所以C原子的杂化形式为sp3杂化;B正确;
C.四种物质都是由分子构成的分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,在室温下H2和CO是气体,H2O和CH3CH2OH是液体,气体的沸点小于液体物质的沸点,分子间作用力H222O和CH3CH2OH分子之间都存在分子间作用力,而且分子间还存在氢键,由于氢键:H2O>CH3CH2OH,所以物质的沸点CH3CH2OH2O,故四种物质的沸点从低到高的顺序为H23CH2OH2O;C错误;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ键数目为7个;含有π键的数目是1个,所以分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1,D正确;
故答案选AC。三、填空题(共6题,共12分)16、略
【分析】【分析】
书写基态电子排布须遵循能量最低原理;泡利原理和洪特规则。
【详解】
(1).Ca为20号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2;
答案为:1s22s22p63s23p64s2;
Kr为36号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
Co为27号元素,以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2;
答案为:1s22s22p63s23p63d74s2;
Ge为32号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2;
答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p2。【解析】①.1s22s22p63s23p64s2②.1s22s22p63s23p63d104s24p6③.1s22s22p63s23p63d74s2④.1s22s22p63s23p63d104s24p217、略
【分析】【分析】
能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里;然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里;洪特规则:即电子分布到能量筒并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,因为这种排布方式原子的总能量最低,所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道;泡利不相容原理:指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的两个电子。
【详解】
由分析知①⑤⑥表示式正确;
②根据核外电子排布规律判断,电子排完2s轨道后应排能量较低的2p轨道而不是3p轨道,正确的电子排布式应为违背能量最低原理;
③3p轨道上正确的轨道表示式应为没有遵循洪特规则;
④忽略了能量相同的原子轨道上电子排布为半充满状态时,体系的能量较低,原子较稳定,正确的电子排布式应为违背洪特规则;
⑦正确的轨道表示式应为违反泡利不相容原理;
综上所述;答案为:①⑤⑥;②;③④;⑦。
【点睛】
当同一能级上的电子排布为全充满,半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性,这就是洪特规则的特例。【解析】①.①⑤⑥②.②③.③④④.⑦18、略
【分析】【分析】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;元素非金属性越强第一电离能越大;元素的非金属性越强;其电负性越大;
(2)铜是29号元素;根据核外电子排布规律书写;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构。
【详解】
(1)元素的金属性越强其第一电离能越小;Cs的金属性最强,所以第一电离能最小的元素是Cs;元素非金属性越强第一电离能越大,氟元素的非金属性最强,所以第一电离能最大的元素是F;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以氟元素电负性最大;
(2)铜是29号元素,质子数为29,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以铜的价电子排布式为3d104s1;
(3)元素电负性越大;非金属性就越强,因此吸引电子的能力也越强,所以元素的电负性越大,则在分子中此元素吸引成键电子的能力越强;
(4)Be有2s2全满结构,而B失去一个电子后有2s22p0的稳定结构;所以B的第一电离能比Be的小。
【点睛】
铜的价电子排布式是易错点,3d轨道为全充满状态,比较稳定。【解析】①.Cs②.F③.F④.3d104s1⑤.吸引成键电子的能力⑥.Be的2s能级为全满状态,较稳定,而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,所以B的第一电离能比Be的小19、略
【分析】【详解】
(1)As位于元素周期表中第四周期第VA族,则基态As原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;
(2)同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;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,根据元素周期律,原子半径Ga>As,第一电离能Ga;<;
(3)AsCl3分子的中心原子As的价层电子对数=3+=4,As采用sp3杂化;立体构型为三角锥形。故答案为:三角锥形;
(4)锗的卤化物都是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,对于组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,由于相对分子质量:GeCl4<GeBr4<GeI4,故分子间作用力:GeCl4<GeBr4<GeI4,熔、沸点:GeCl4<GeBr4<GeI4,故答案为:GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点依次升高;GeCl4、GeBr4、GeI4均为分子晶体,组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3②.>③.<④.三角锥形⑤.GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点依次升高;GeCl4、GeBr4、GeI4均为分子晶体,组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高20、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)ΔH1=-1452.8kJ·mol-
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1
根据盖斯定律可知(①-②)/2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol。
(2)原电池的负极发生失去电子的氧化反应,则根据示意图可知负极是BH4-失去电子,电解质溶液显碱性,则电池工作过程中负极反应式为BH4――8e-+8OH-=BO2-+6H2O。
(3)根据晶胞结构可知碳原子位于体心处,则该晶胞中碳原子的原子坐标为(1/2,1/2,1/2)。【解析】①.CH3OH(l)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)∆H=-443.4kJ/mol②.BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O③.(1/2,1/2,1/2)21、略
【分析】【详解】
AlCl3是共价化合物,BeCl2与AlCl3化学性质相似,故BeCl2的化学键是共价键,其在固态时属于分子晶体,故答案为:共价键;分子晶体。【解析】①.共价键②.分子晶体四、原理综合题(共4题,共28分)22、略
【分析】【详解】
(1)①碳原子为6号元素,原子核外有6个电子,每个电子的运动状态各不相同,所以有6种运动状态不同的电子,核外电子排布为1s22s22p2,外围电子排布式为2s22p2,所以外围电子轨道表示式为W中Li+提供空轨道;O原子提供孤对电子,形成配位键,所以选D;
②Li+半径比Y的空腔小很多;不易与空腔内氧原子的孤电子对形成稳定结构;
③冠醚分子中O原子形成2个σ键,根据氧原子的最外层电子数可知O原子价层还有2对孤电子对,所以O原子的价层电子对数为4,为sp3杂化;杂化轨道的空间构型是四面体形;由于孤电子对成键电子的排斥作用较大,所以C—O—C的键角<109°28′;
(2)根据均摊法,石墨晶胞中碳原子分别位于顶点(8个)、棱心(4个)、面心(2个)、内部(1个),所以个数为=4;晶胞的质量为g,晶胞的底面图为则有=r×sin60°,可得a=则底面菱形的高为=r,所以底面积为×r,晶胞的高为2d,所以晶胞的体积为V=×r×2d=3r2dcm3,晶胞的密度解得d=cm;
(3)体对角线上的原子投影重合;投影在在正六边形中心,另外6个顶点原子投影形成正六边形,面心上6个C原子投影也形成小的正六边形,位于内部的4个C原子的投影,或与六边形中心重合,或与面心C原子的投影重叠,所以D选项符合。
【点睛】
晶胞的相关计算为本题难点,要注意石墨晶胞的底面不是正方形,而是菱形,然后根据几何关系计算出底面积。【解析】6DLi+半径比Y的空腔小很多,不易与空腔内氧原子的孤电子对形成稳定结构四面体<4D23、略
【分析】【分析】
(1)Cu位于周期表中第4周期第ⅠB族,基态核外电子排布为[Ar]3d104s1;
(2)根据Zn和Cu的电子排布式考虑电离能大小;
(3)①根据VSEPR理论和杂化轨道理论判断;孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对与键合电子对之间的斥力;
②配合物向生成更稳定的配合物转化;
③原子数目相等;价电子总数相等的微粒互为等电子体;
④BH3-NH3中B存在空轨道;N存在孤电子对,由N和B之间形成配位键;
(4)①晶体中P原子位于中心,含有一个磷原子,立方体每个面心喊一个Cu,每个Cu分摊给一个晶胞的占立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为据此得到化学式;
②设立方体边长为x,铜原子间最近距离为a,则a2=()2+()2,a=x,结合密度ρ=V=x3,1个晶胞质量m=g;计算x得到铜原子间最近距离。
【详解】
(1)Cu位于周期表中第4周期第ⅠB族,为29号元素,则铜原子核外电子共有29种不同运动状态;基态核外电子排布为[Ar]3d104s1;则基态铜原子的核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为球形;
(2)锌的第二电离能I2(Zn)小于铜的第二电离能I2(Cu),Zn的价电子排布式为3d104s2,Cu的价电子排布式为3d104s1,Cu失去一个电子内层达到饱和,再失去一个电子比较困难,Zn失去一个电子价层变为3d104s1,再失去一个电子比Cu+容易;所以第二电离能相对小;
(3)①对于H2O,根据VSEPR理论,VP=BP+LP=2+=4,则中心O为sp3杂化;
孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对与键合电子对之间的斥力,H2O的孤电子对数目多于NH3的孤电子对数目,则分子中的键角:H2O小于NH3;
②配合物向生成更稳定的配合物转化,所以判断NH3和H2O与Cu2+的配位能力:NH3>H2O;
③B原子有空轨道,NH3中N原子有1对孤电子对,N原子提供孤电子对个B原子形成配位键,与氨硼烷互为等电子体的分子,可以用2个C原子代替B、N原子,与氨硼烷等电子体一种分子为:C2H6;故答案为A;
④BH3-NH3中B存在空轨道,N存在孤电子对,由N和B之间形成配位键,所以其结构式为:
(4)①晶体中P原子位于中心,含有一个磷原子,立方体每个面心喊一个Cu,每个Cu分摊给一个晶胞的占立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为据此得到化学式SnCu3P;
②摩尔质量为342g/mol,则一个晶胞质量m=g,设立方体边长为x,铜原子间最近距离为a,则a2=()2+()2,a=x,结合密度ρ=V=x3==cm3,x=cm,a=cm。
【点睛】
价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),根据价电子对互斥理论,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数.σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=×(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数;分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;实际空间构型要去掉孤电子对,略去孤电子对就是该分子的空间构型。【解析】29球形小于sp3小于小于ASnCu3P24、略
【分析】【分析】
(1)A.1s22s22p63s1是Na原子的基态;B.1s2s22p63p1是Na原子的激发态;C.1s22s22p63s13p1不是Na原子的电子排布式;D.1s22s22p43s3中3s轨道最多只能排布2个电子。
(2)基态Na易失去1个电子,因为核外电子数相同,而Na+的质子数比Ne的质子数多1,对核外电子的控制能力更强,所以Na+的失去最外层一个电子比Ne的失去最外层一个电子大;O;Ne,同周期从左到右失去电子越来越难。
(3)ICl2+离子价层电子对数为
(4)氨分子与Cu2+形成配合物后,孤对电子与Cu2+成配位键;原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥作用减弱。
(5)MgO与Na2O均为离子晶体,r(Mg2+)<r(Na+),MgO的键长比Na2O键长短;键能大,MgO的晶格能大。
(6)先计算晶胞中Si原子个数;根据密度公式计算得到晶胞参数,晶体中Si—Si键的键长为体对角线的四分之一。
【详解】
(1)A.1s22s22p63s1是Na原子的基态,故A不符合题意;B.1s2s22p63p1是Na原子的激发态,故B符合题意;C.1s22s22p63s13p1不是Na原子的电子排布式,故C不符合题意;D.1s22s22p43s3中3s轨道最多只能排布2个电子;故D不符合题意;综上所述,答案为B。
(2)基态Na易失去1个电子,因为核外电子数相同,而Na+的质子数比Ne的质子数多1,对核外电子的控制能力更强,所以Na+的失去最外层一个电子比Ne的失去最外层一个电子大,O、Ne,同周期从左到右失去电子越来越难,因此电离最外层一个电子所需能量从小到大的顺序为Na<O<Ne<Na+;故答案为:Na<O<Ne<Na+。
(3)ICl2+离子价层电子对数为立体构型为“V”形,因此中心原子的杂化类型是sp3;故答案为:V形(角形、折线形);sp3。
(4)在[Cu(NH3)4]2+中∠HNH比游离的氨气分子中∠HNH大,原因是氨分子与Cu2+形成配合物后,孤对电子与Cu2+成配位键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥作用减弱,故∠HNH键角变大;故答案为:大;氨分子与Cu2+形成配合物后,孤对电子与Cu2+成键;原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥作用减弱,故H—N—H键角变大。
(5)已知MgO晶体结构与NaCl类似,Mg2+周围最近的6个O2−组成的多面体的形状为正八面体,MgO的熔点高于Na2O的原因是MgO与Na2O均为离子晶体,r(Mg2+)<r(Na+),MgO的键长比Na2O键长短,键能大,MgO的晶格能大,故MgO的熔点高于Na2O;故答案为:八面体(或正八面体);MgO与Na2O均为离子晶体,r(Mg2+)<r(Na+),MgO的键长比Na2O键长短,键能大,MgO的晶格能大,故MgO的熔点高于Na2O。
(6)硅的晶体结构属于金刚石型,已知其密度为ρg∙cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞中Si原子个数为则晶胞参数a=nm,晶体中Si—Si键的键长为体对角线的四分之一,因此晶体中Si—Si键的键长nm;故答案为:【解析】BNa<O<Ne<Na+V形(角形、折线形)sp3大氨分子与Cu2+形成配合物后,孤对电子与Cu2+成键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键对电子间的排斥,排斥作用减弱,故H-N-H键角变大八面体(或正八面体)MgO与Na2O均为离子晶体,r(Mg2+)<r(Na+),MgO的键长比Na2O键长短,键能大,MgO的晶格能大,故MgO的熔点高于Na2O25、略
【分析】【分析】
(1)①非金属性越强电负性越大;分子环上还有4个C-H将;分子含有13个σ键;
②-NO2中N原子有1个未成键电子;价层电子对数=2+1=3;
(2)根据图中该元素的第一至五电离能数据可知;该元素第三电离能突变,说明该元素容易失去2个电子,即最外层有两个电子,则为第IIA族元素Ca;
(3)含有氢键的氢化物熔沸点较高;不含氢键的氢化物熔沸点随着分子间作用力增大而增大;
(4)根据图知,CO2在高温高压下所形成的晶体为原子晶体;原子晶体熔沸点与原子半径成反比;
(5)①根据VSEPR理论;孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对与键合电子对之间的斥力,导致键合电子对与对键合电子对之间的夹角减小;
②吡啶为平面结构;N形成3个共价键,未参与成键的p轨道有一对电子,参与形成离域大π键,每个C原子留有一个p轨道,轨道上留有一个单电子形成大π键;
(6)均摊法计算晶胞中Ga、N原子数目,表示出晶胞的质量,晶胞体积=a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm;结合晶胞质量=晶体密度×晶胞体积计算。
【详解】
(1)①非金属性越强电负性越大,故电负性:H<C<N;分子环上还有4个C-H将,分子含有13个σ键,1mol中含有σ键的数目为13NA,故答案为:H<C<N;13NA;
②-NO2中N原子有1个未成键电子,价层电子对数=2+1=3,N原子采取sp2杂化,故答案为:sp2;
(2)由该元素的第一至五电离能数据可知,该元素第一二电离能较小,说明容易失去2个电子,即最外层有两个电子,已知该元素为第四周期的某主族元素,则为第四周期,第IIA族元素Ca,则该元素的基态原子电子排布式为:1s22s22p63s23p64s2,故答案为:1s22s22p63s23p64s2;
(3)在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,NH3、H2O;HF因存在氢键;故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象,组成与结构相似,相对分子量越大,分子间作用力越大,沸点越高,故曲线a点代表的应是第IVA的氢化物沸点变化;
故答案为:IVA;NH3、H2O;HF因存在氢键;沸点高于同主族相邻元素氢化物的,从而出现沸点反常现象,只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象,图中趋势线a没有反常现象;
(4)该晶体中原子之间通过共价键结合,属于原子晶体,而碳氧键的键长短,所以该晶体的熔点比SiO2晶体高,故答案为:>;
(5)①根据VSEPR理论,孤电子对对键合电子对之间的斥力大于键合电子对对键合电子对之间的斥力,导致键合电子对对键合电子对之间的夹角减小,故答案为:孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力,斥力大;
②吡啶为平面结构,N形成3个共价键,未参与成键的p轨道有一对电子,参与形成离域大π键,每个C原子留有一个p轨道,轨道上留有一个单电子形成大π键,所以吡啶环形成5中心6电子的离域大π键:故答案为:
(6)晶胞中Ga原子数目=1+8×=2、N原子数目=1+4×=2,故晶胞质量=2×g,晶胞体积=a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm,则:2×g=(a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm)×dg•cm3,解得c=故答案为:【解析】H<C<N13NAsp21s22s22p63s23p64s2IVANH3、H2O、HF因存在氢键,沸点高于同主族相邻元素氢化物的,从而出现沸点反常现象,只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象,图中趋势线a没有反常现象>孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力,斥力大五、计算题(共3题,共18分)26、略
【分析】【详解】
(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故晶胞中钨原子个数为故答案为:2;
(2)已知金属钨的密度为ρ,钨的相对原子质量是M,每个晶胞中含有2个钨原子,则每个晶胞的质量为又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度解得故答案为:0.3163nm;
(3)晶胞体对角线的长度为钨原子半径的4倍,则计算得出钨原子半径为故答案为:0.137nm;
(4)每个晶胞中含2个钨原子,钨原子为球状,根据则体心立方结构的空间利用率为故答案为:68%。【解析】20.3163nm0.137nm68%27、略
【分析】【分析】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个距离最近的Na+中心间的距离,利用“均摊法”计算小立方体中Na+、Cl-的数目,进而计算小立方体的质量,根据公式密度计算出小立方体的边长;进而计算两个距离最近的钠离子中心间的距离。
【详解】
从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此不难想象出小立方体顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个(Na+-Cl-)离子对;
每个小立方体的质量
解得:a≈2.81×10-8cm,两个距离最近的Na+中心间的距离d=a≈4.0×10-8cm;
故答案为两个距离最近的Na+中心间的距离为4.0×10-8cm。【解析】两个距离最近的Na+中心间的距离d=a=4.0×10-8cm。28、略
【分析】【分析】
(1)氯化钠晶体中氯离子位于定点和面心;钠离子位于边和体心;
(2)阴;阳离子之间的静电作用为离子键;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【详解】
(1)晶胞中位于体心的钠离子和位于边上Na+的短离最近,则最近且等距的Na+共有12个Na+;晶胞中Na+的个数为1+12=4,Na+的个数为8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过离子键结合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键,则1mol二氧化硅中有4mol硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度则a=nm=nm。
【点睛】
均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:①顶点:每个顶点的原子被8个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;②棱:每条棱的原子被4个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;③面上:每个面的原子被2个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;④内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。【解析】1244离子键4六、元素或物质推断题(共5题,共30分)29、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,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,化合物AC2为一种常见的温室气体,则A为C,C为O,B为N,D为Mg。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,E为Cr。
【详解】
(1)基态E原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,与基态E原子最外层电子数相同即最外层电子数只有一个,还有K、Cu;故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期从左到右电离能有增大趋势;但第IIA族元素电离能大于第IIIA族元素电离能,第VA族元素电离能大于第VIA族元素电离能,因此A;B、C的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;故答案为:C<O<N;
(3)化合物AC2为CO2,其电子式故答案为:
(4)Mg的单质在CO2中点燃可生成碳和一种熔点较高的固体产物MgO,其化学反应方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案为:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根据CO与N2互为等电子体,一种由N、O组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O;故答案为:N2O;
(6)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为HNO3与Mg的单质反应时,NHO3被还原到最低价即NH4NO3,其反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案为:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。【解析】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O30、略
【分析】【分析】
A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则n=2,故A为N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C为F元素;B原子序数介于氮、氟之间,故B为O元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子
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