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…………○…………内…………○…○…………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年沪科版选修3化学下册月考试卷含答案考试试卷考试范围: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8题,共16分)1、下列说法正确的是A.因为p轨道是哑铃形,所以p能级上电子运行的轨迹就是哑铃形B.M能层有3s、3p、3d能级,共9个轨道C.Li原子中只有3个电子,故Li原子核外只有2个轨道D.第n能层的原子轨道数为2n22、研究者预想合成一个纯粹由氮组成的新物种—N5+N3-,若N5+离子中每个氮原子均满足8电子结构,以下有关N5+推测正确的是A.N5+有24个电子B.N5+离子中存在三对未成键的电子对C.N5+阳离子中存在两个氮氮三键D.N5+在水中可以稳定存在3、下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是A.SO32-B.NO2-C.ClO4-D.ClO3-4、下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()A.在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高5、下列对分子的性质的解释中,不正确的是A.HCl、Cl2与H2分子中均含有σ键,且σ键为轴对称B.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释C.配合物Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=5D.水光卤气(COCl2)、甲醛分子的立体构型和键角均完全相同6、现代无机化学对硫-氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫-氮化合物(S4N4)的分子结构,下列关于S4N4的说法中不正确的是。
A.S4N4属于共价化合物B.S4N4中硫元素与氮元素的质量比为1:1C.S4N4分子中既有极性键又有非极性键D.S4N4分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构7、实验室常用氟化钙固体和浓硫酸混合加热制HF:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。下列关于该反应的说法错误的是A.该反应利用了浓硫酸的酸性和难挥发性B.CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数之比为1:2C.影响H2SO4和CaSO4熔点的作用力不同D.HF是极性分子且分子极性强于HC18、CaO在2973K时熔化,而NaCl在1074K时熔化,二者的离子间距离接近,晶体结构类似,有关它们熔点差别较大的原因的叙述不正确的是()A.氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多B.氧化钙的晶格能比氯化钠的晶格能大C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离接近的情况下晶格能主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)9、在下列有关晶体的叙述中错误的是()A.分子晶体中,一定存在极性共价键B.原子晶体中,只存在共价键C.金属晶体的熔沸点均很高D.稀有气体的原子能形成分子晶体10、在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示;下列说法正确的是。
A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>PB.瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键11、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、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13、近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。下列说法正确的是A.元素As与N同族,可预测AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子C.配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=5D.每个H2O分子最多可与两个H2O分子形成两个氢键14、有关晶体的叙述正确的是()A.在24g石墨中,含C-C共价键键数为3molB.在12g金刚石中,含C-C共价键键数为4molC.在60g二氧化硅中,含Si-O共价键键数为4molD.在NaCl晶体中,与Na+最近且距离相等的Na+有6个15、下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是()A.Si、Si金刚石的熔点依次降低B.SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高D.AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高16、在某晶体中;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为如图所示的正八面体形。该晶体可能是。
A.NaCl晶体(x=Na+,y=Cl-)B.CsCl晶体(x=Cs+,y=Cl-)C.CaTiO3晶体(x=Ti4+,y=O2-)D.NiAs晶体(x=Ni,y=As)评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)17、世界上最早发现并使用锌的是中国;明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题:
(1)基态Zn原子的核外电子所占据的最高能层符号为_____________,Zn2+基态核外电子排布式为_______________________。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中阴离子的空间构型为_____________(用文字描述);
②SO42-中,中心原子的轨道杂化类型为______________;
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式_____________;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为_______________________。
(3)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为___________;
②已知该晶体的晶胞参数a=541pm,其密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。18、(1)有两种活性反应中间体离子;它们的离子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:
___________;______________。
(2)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子___________,三角锥形分子____________,正四面体形分子_____________。
(3)写出SO3的常见的等电子体的化学式:一价阴离子____________(写出一种,下同),二价阴离子____________,它们的中心原子采用的杂化方式都是____________。19、配合物X{[Cu(phen)(Thr)(H2O)]ClO4}能够通过插入或部分插入的模式与DNA作用,它可由Cu(ClO4)2、HThr(结构简式如图l所示);phen等为原料制备。
(1)Cu2+基态电子排布式为___。
(2)ClO4-的空间构型为__(用文字描述),与ClO4-互为等电子体的一种分子的化学式为___。
(3)HThr分子中,碳原子的杂化类型为___;1molHThr中含有σ键的数目为___。
(4)配合物X中配离子的结构如图2所示,则配位原子为___(填元素符号)。
20、按要求回答下列问题。
(1)下列基态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),违反能量最低原理的是_____,违反泡利不相容原理的是_____,违反洪特规则的是_______。
①Si:
②Al:
③Co3+最外层:
④Mg2+:1s22s22p6
⑤Sc:1s22s22p63s23p63d3
⑥Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
(2)物质:①甲烷②硫化氢③氢氧化镁④氨气⑤乙烯。条件符合条件物质的序号既含极性键又含非极性键______含有极性键的极性分子______上述分子中键角由大到小的顺序______
(3)甲图FeO晶胞中与Fe2+最近的Fe2+的个数为__________;乙图晶胞中A、B两种微粒个数比为______;丙图晶胞中A、B两种微粒个数比为_________。
甲.乙.丙.21、用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能N_____O;(2)电负性:N____C;
(3)键角:H2S______NH3(4)晶格能:MgO_______KI评卷人得分四、元素或物质推断题(共5题,共15分)22、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____________。23、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____。24、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________。25、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:____________________。26、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__________。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共4分)27、饮用水中含有砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;AsH3的电子式为______;
(2)下列说法正确的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半径:S>P>As
c.第一电离能:S
(3)沉淀X为__________(填化学式);
(4)“一级沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为__________;
(6)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3,同时生成导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为______________。评卷人得分六、计算题(共1题,共3分)28、SiC有两种晶态变体:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC为立方晶胞;结构与金刚石相似,晶胞参数为434pm。针对β—SiC回答下列问题:
⑴C的配位数为__________。
⑵C和Si的最短距离为___________pm。
⑶假设C的原子半径为r,列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率_______。(π=3.14)参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.p轨道是哑铃形;但p能级上电子运行的轨迹什么形状是无法知道,故A错误;
B.M能层有3s;3p、3d能级;共9个轨道,故B正确;
C.Li原子中有3个电子;Li基态原子核外电子只占据了2个轨道,并不是Li原子核外只有2个轨道,故C错误;
D.第n能层的原子轨道数为n2;故D错误。
综上所述;答案为B。
【点睛】
第n能层就有n个能级,第n能层的原子轨道数为n2。2、C【分析】【详解】
A.1个氮原子中含有7个电子,则1个N5+有34个电子;A错误;
B.N5+离子中每个氮原子均满足8电子结构,每个N原子形成3个共用电子对,还剩一对未成键电子,所以N5+离子中存在五对未成键的电子对;B错误;
C.N5+的离子结构为:C正确;
D.N5+不稳定;不能稳定存在,则不能在水中稳定存在,D错误;
答案选C。3、C【分析】【详解】
A.SO32−价层电子对数=VSEPR模型是四面体形,立体构型为三角锥形,故A不符合题意;
B.NO2-价层电子对数=VSEPR模型是平面三角形,立体构型为“V”形,故B不符合题意;
C.ClO4-价层电子对数=VSEPR模型是四面体形,立体构型为四面体形,故C符合题意;
D.ClO3-价层电子对数=VSEPR模型是四面体形,立体构型为三角锥形,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。4、B【分析】【详解】
A.NH3与水分子间易形成氢键,而CH4与水之间不能形成氢键,则在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4;与分子间作用力有关,故A正确;
B.非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr;HI热稳定性依次减弱;与共价键有关,与分子间作用力无关,故B错误;
C.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,则F2、Cl2、Br2、I2的熔;沸点逐渐升高;与分子间作用力有关,故C正确;
D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3均为烷烃,结构相似,相对分子质量越大,分子间的作用力越强,沸点越高,其中(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3是同分异构体,支链越多,分子间作用力越小,沸点越低,则CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高;与分子间作用力有关,故D正确;
故答案为B。5、D【分析】【详解】
A.HCl、Cl2与H2中都只含σ键;并且σ键是轴对称,故A正确;
B.碘是非极性分子易溶于非极性溶剂四氯化碳;甲烷属于非极性分子难溶于极性溶剂水,所以都可用“相似相溶”原理解释,故B正确;
C.Fe(CO)n内中心原子为Fe,价电子排布式为价电子数为8,配体提供电子总数电子数为2n,则2n+8=18,n=5,故C正确;
D.水光卤气(COCl2)、甲醛分子中心碳原子均采用sp2杂化;分子构型均为平面三角形,但因氯原子存在孤电子对对成键电子的排斥力较大,因此两者的键角不相同,故D错误;
故选:D。6、B【分析】【详解】
A.S4N4由两种非金属元素组成;所以属于共价化合物,A正确;
B.S4N4中硫元素与氮元素的物质的量比为1:1;质量比不是1:1,B错误;
C.S4N4分子中既有S-N极性键;又有N-N非极性键,C正确;
D.S4N4分子中S形成二个共价键;N形成三个共价键;所有原子的最外层都达到8电子稳定结构,D正确。
故选B。7、B【分析】【详解】
A.硫酸与CaF2的反应体现了浓硫酸的酸性;且该反应属于难挥发酸制易挥发酸,也体现了浓硫酸的难挥发性,故A正确;
B.CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数分别是8和4;配位数之比为2:1,故B错误;
C.H2SO4是分子晶体,影响熔点的是分子间作用力,CaSO4是离子晶体,影响CaSO4熔点的是离子键的强度;故C正确;
D.HF和HC1均为极性分子;H和F的电负性之差较大,则HF分子极性强于HC1,故D正确;
故选B。
【点睛】
CaF2晶胞中拥有4个Ca2+和8个F-,Ca2+和F-的个数比为1:2,CaF2晶体中Ca2+和F-的配位数分别是8和4,配位数之比为2:1是解答关键。8、C【分析】【详解】
氧化钙和氯化钠都属于离子晶体;熔点的高低可根据晶格能的大小判断,晶格能的大小与离子所带电荷数多少;离子间距离、晶体结构类型等因素有关,二者的离子间距离和结构都类似,所以其晶格能与阴、阳离子所带电荷数有关,氧化钙阴、阳离子都带两个单位电荷,氯化钠中阴、阳离子都带一个单位电荷,所以氧化钙的熔点比氯化钠的熔点高,由此可知A、B、D均正确,C选项错误;
答案选C。二、多选题(共8题,共16分)9、AC【分析】【分析】
A.分子晶体如果是单质中只存在非极性键;所以A错;B.原子晶体中只存在共价键。
是正确的;故B正确;C.金属晶体的熔沸点有高有低,如钨的熔沸点很高,而金属汞常温下为液体,故C错;D.稀有气体的原子能形成分子晶体是正确的,故D正确。
【详解】
所以本题的正确答案为:A.C。10、BD【分析】【分析】
【详解】
A.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增大;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减小;则元素的非金属性:O>N>P。元素的非金属性越强,其电负性就越大,故元素的电负性:O>N>P,A错误;
B.元素的非金属性越强;元素的原子半径越小,与同一元素的原子形成的共价键的键长就越短,其相应的键能就越大,由于元素的原子半径:O<N,所以瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能,B正确;
C.在瑞德西韦中,形成3个共价键的N原子采用sp3杂化,含有C=N双键的N原子则采用sp2杂化;C错误;
D.共价单键都是σ键;共价双键中一个是σ键,一个是π键;在苯环及含有N原子的六元环中含大π键,根据瑞德西韦结构可知其中含有共价单键;双键和苯环等六元环,故分子中存在σ键、π键和大π键,D正确;
故合理选项是BD。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、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。13、AC【分析】【详解】
A选项,元素As与N同族,N的电负性大于As,使成键电子离N原子更近,两个N—H键间的排斥力增大,NH3中键角更大,因此AsH3分子中As-H键的键角小于NH3中N-H键的键角;故A正确;
B选项;Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子,故B错误;
C选项,配合物Fe(CO)n可用作催化剂,Fe的价电子为3d64s2,价电子数为8,一个配体CO提供2个电子,因此Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18;8+2×n=18,则n=5,故C正确;
D选项,冰中每个H2O分子与周围四个水分子形成氢键形成四面体结构;即一个水分子可以形成四个氢键,故D错误。
综上所述;答案为AC。
【点睛】
冰的密度比水小的原因是冰中水与周围四个水分子以氢键形成四面体结构,中间有空隙,因此密度比水小。14、AC【分析】【详解】
A.在石墨中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键,每个共价键为相邻2个C原子所共有,所以每个C原子形成的共价键数目为3×=24g石墨含有的C原子的物质的量是2mol,因此其中含有的C-C共价键的物质的量为2mol×=3mol;A正确;
B.在金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个C原子形成4个共价键,每个共价键为相邻两个C原子形成,所以其含有的C-C数目为4×=2个;则在12g金刚石含有的C原子的物质的量是1mol,故含C-C共价键键数为2mol,B错误;
C.二氧化硅晶体中;每个硅原子含有4个Si-O共价键,所以在60g二氧化硅的物质的量是1mol,则其中含Si-O共价键键数为4mol,C正确;
D.在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最近且距离相等的Na+有12个;D错误;
故合理选项是AC。15、AD【分析】【详解】
A.Si;SiC、金刚石都是原子晶体;共价键越强熔点越大,共价键键长C-C<Si-C<Si-Si,所以熔点高低的顺序为:金刚石>SiC>Si,故A错误;
B.一般来说,熔点为原子晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点为BN>MgBr2>SiCl4;故B正确;
C.结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高;故C正确;
D.AsH3、PH3、符合组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以AsH3>PH3,氨气分子间存在氢键,沸点大于AsH3、PH3,因而沸点顺序为NH3>AsH3>PH3;故D错误;
答案选AD。16、AC【分析】【分析】
根据图片知;与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的空间构型为正八面体形,所以x的配位数是6,只要晶体中配位数是6的就符合该图,如果配位数不是6的就不符合该图,据此分析解答。
【详解】
A.氯化钠晶体中的离子配位数是6;所以符合该图,故A正确;
B.氯化铯晶体中的离子配位数是8;所以不符合该图,故B错误;
C.CaTiO3晶体中的离子配位数是6所以符合该图;故C正确;
D.NiAs晶体中的离子配位数是4;所以不符合该图,故B错误;
故答案选AC。三、填空题(共5题,共10分)17、略
【分析】【详解】
分析:(1)根据Zn在周期表中的位置是第四周期;第IIB族,含有四个能层及核外电子排布式写法解答;
(2)在[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子为SO42−,根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论判断空间构型和杂化类型;根据等电子体的原理找出与SO42-互为等电子体粒子;NH3容易与水分子形成分子间氢键;
(3)①根据晶胞晶体中组成粒子的计算方法确定S2-、Zn2+的个数;进一步确定化学式;
②根据晶胞的密度计算公式进行计算。
详解:(1)Zn的核电荷数是30,在Zn在周期表中的位置是第四周期,第IIB族,含有四个能层,分别是K、L、M、N,所以最高能层符号为N;Zn2+基态核外电子排布式为:[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;正确答案:N;[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;
(2)①根据价层电子对互斥模型,SO42−中价电子对数为:(6+4×0+2)÷2=4,价电子对全是成键电子对,所以SO42−的空间构型是正四面体;正确答案:正四面体;
②SO42−的空间构型是正四面体,根据杂化轨道理论,中心原子S的杂化类型为sp3杂化,正确答案:sp3;
③等电子体是指在原子数相同下,原子的价电子数相同的粒子,通常采用元素上下左右平移法,同时调整电子数来确定等电子体粒子,因此,与SO42−互为等电子体的有PO43−,ClO4−,CCl4,SiCl4,SiF4等,符合题干要求是分子的有CCl4,SiCl4,SiF4,正确答案为:CCl4,SiCl4,SiF4;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子,NH3容易与水分子形成分子间氢键,同时还发生化学反应,其方程式为:NH3+H2ONH3·H2O,正确答案:NH3与H2O之间可形成分子间氢键,NH3与H2O发生反应;
(3)①对于立方晶胞,顶点粒子占1/8,面心粒子占1/2,晶胞内部原子为整个晶胞所有,则一个ZnS晶胞中,Zn2+个数为8×1/8+6×1/2=4,S2-个数为4,因此该化合物化学式为ZnS,正确答案为:ZnS;
②取1mol晶胞,则有NA个晶胞,已知晶胞参数为a=541pm,则一个晶胞的体积为V0=(541×10−10)3cm3,1molZnS晶胞中,有4molZn2+和4molS2-,则一个晶胞的质量为m=4mol×65g/mol+4mol×32g/mol=4×97g,因此晶胞的密度为ρ=m/NAV0=4×97g/[NA×(541×10−10)3]cm3,所以正确答案:4×97/[NA×(541×10−10)3]g·cm-3。
点睛:点睛:晶体中微粒的排列具有周期性;晶体中最小的结构重复单元称为晶胞,利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数,从而确定晶体的化学式。中学中常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞,在立方晶胞中:
(1)每个顶点上的粒子被8个晶胞共用,每个粒子只有1/8属于该晶胞,如本题中的Zn2+离子;
(2)每条棱上的粒子被4个晶胞共用;每个粒子只有1/4属于该晶胞;
(3)每个面心上的粒子被2个晶胞共用,每个粒子只有1/2属于该晶胞。如本题中的Zn2+离子;
(4)晶胞内的粒子完全属于该晶胞,如本题中的S2-离子。【解析】①.N②.[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10③.正四面体④.sp3⑤.CCl4或SiCl4等⑥.NH3与H2O之间可形成分子间氢键NH3与H2O发生反应⑦.ZnS⑧.4×97/NA×(541×10−10)318、略
【分析】【分析】
(1)根据分子的空间构型;杂化类型以及价层电子对数结合粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子来分析判断;
(2)由第二周期非金属元素构成的中性分子,第二周期元素为中心原子,如果是平面形分子,则通过sp2杂化形成中性分子;如果是三角锥型分子,则通过sp3杂化形成中性分子;且价层电子对个数是4,含有一个孤电子对;如果是正四面体结构,则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对,据此分析解答;
(3)等电子体是指具有相同价电子总数和原子总数的分子或离子;根据价电子对互斥理论确定原子的杂化方式;价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算判断。
【详解】
(1)第一种微粒的空间结构为平面三角形,则碳原子为sp2杂化,中心碳原子无孤电子对,因此价层电子对数3,化学式为CH3+,第二种微粒的空间结构为三角锥形,则碳原子为sp3杂化,中心碳原子有1个孤电子对,因此价层电子对数4,化学式CH3-,故答案为CH3+;CH3-;
(2)由第二周期非金属元素构成的中性分子,第二周期元素为中心原子,通过sp2杂化形成中性分子,是平面形分子,该类型分子有BF3;第二周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子,如果是三角锥型分子,则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,该类型分子有NF3;如果该分子为正四面体结构,则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对,该类型分子有CF4,故答案为BF3;NF3;CF4;
(3)SO3的原子数为4,价电子数为24,与SO3互为等电子体的为NO3-或CO32-、BF3或COCl2等;NO3-中N原子形成3个σ键,没有孤电子对,杂化类型为sp2,碳酸根离子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,所以原子杂化方式是sp2,SO3分子中S原子的价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=3,杂化类型为sp2,故答案为NO3-;CO32-;sp2。【解析】CH3+CH3-BF3NF3CF4NO3-CO32-sp219、略
【分析】【详解】
(1)Cu为29号元素,失去2e-得到Cu2+,则Cu2+基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9,故答案为:1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9;
(2)ClO4-的孤电子对数=则ClO4-的空间构型为正四面体形,与ClO4-互为等电子体的有CCl4等,故答案为正四面体形;CCl4;
(3)分子中C原子含有双键和单键,则C的杂化方式有:sp2、sp3,1个HThr中含有16个σ键,则1molHThr中含有σ键的数目为:16mol或16×6.02×1023个,故答案为:sp2、sp3;16mol或16×6.02×1023个;
(4)根据配合物X中配离子的结构可知,配合物X中配离子的配位原子为O、N,故答案为:O、N。【解析】①.1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9②.正四面体形③.CCl4等④.sp2、sp3⑤.16mol或16×6.02×1023个⑥.O、N20、略
【分析】【分析】
核外电子排布需满足3个原理或规则;即:
能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道;然后依次进入能量较高的轨道;
泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;
洪特规则:在等价轨道(相同电子层;电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道;且自旋方向相同,据此回答。
【详解】
(1)①Si的3p轨道的两个电子应为图上违反了洪特规则,①错误;
②Al的2p轨道成对的电子应当自旋相反;图上违反了泡利不相容原理,②错误;
③Co为27号元素,Co3+有24个电子,价电子排布图应为图上违反了洪特规则,③错误;
④Mg2+有12-2=10个电子,其核外电子排布式为:1s22s22p6;④正确;
⑤Sc为21号元素,基态Sc原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d14s2;题上违反了能量最低原理,⑤错误;
⑥Cr为24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1;⑥正确;
综上所述;④⑥正确。
故答案为:④⑥;⑤;②;①③;
(2)活泼金属与非金属原子之间易形成离子键;非金属原子之间易形成共价键,同种原子之间形成的共价键称为非极性键,不同种原子之间形成共价键称为极性键。
①甲烷:C和H之间以极性键结合成正四面体;键角109°28’,正负电荷重心重合,为非极性分子;
②硫化氢中S和H之间以极性键结合;硫化氢是V形分子,键角92°,正负电荷重心不重合,为极性分子;
③氢氧化镁中Mg2+和OH-之间以离子键结合;是离子化合物,H和O之间以极性键结合;
④氨气中N和H之间以极性键结合;为三角锥形分子,键角107°18’,正负电荷重心不重合,为极性分子;
⑤乙烯(CH2=CH2)中;C和C以非极性键结合成碳碳双键,C和H之间以极性键结合,乙烯是平面型分子,键角120°,正负电荷重心重合,为非极性分子;
故答案为:⑤;②④;⑤①④②;
(3)甲:以上面面心的Fe2+为例,该Fe2+到水平面的四个Fe2+,下方的4个侧面面心的Fe2+,还有上方的4个侧面面心的Fe2+的距离都相当;为最小距离;
乙图:根据均摊法,A粒子个数=6=0.5,B粒子个数==2;A;B粒子个数比=0.5:2=1:4;
丙图:A粒子个数==1,B粒子个数=12=3;A;B粒子个数比=1:3。
故答案为:12;1:4;1:3。
【点睛】
采用均摊法计算粒子个数时,正三棱柱顶点的粒子有12个晶胞共用,上、下棱上的粒子有4个晶胞共用,侧棱上的粒子有6个晶胞共用。【解析】④⑥⑤②①③⑤②④⑤①④②121:41:321、略
【分析】【分析】
非金属性越强;电负性越大;非金属性强,总的来说,第一电离能大,但当价电子在轨道中处于半满;全满或全空时,第一电离能出现反常;键角既受分子结构的影响,又受孤电子对的影响;比较晶格能时,可通过分析离子的带电荷与离子半径确定。
【详解】
(1)N的价电子排布为2s22p3;2p轨道上电子半充满,第一电离能出现反常,所以第一电离能N>O;答案为:>;
(2)非金属性越强;电负性越大,非金属性N>C,所以电负性:N>C;答案为:>;
(3)H2S的键角接近90°,NH3的键角为107°18′,所以键角:H2S<NH3;答案为:<;
(4)MgO和KI都形成离子晶体,MgO中的阴、阳离子都带2个电荷,而KI中的阴、阳离子都带1个电荷,离子半径:Mg2+<K+、O2-<I-;所以晶格能:MgO>KI。答案为:>。
【点睛】
第一电离能出现反常时,仅比原子序数大1的元素大。【解析】①.>②.>③.<④.>四、元素或物质推断题(共5题,共15分)22、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+3H2O23、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总数的最外层电子数为2,故D为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则原子序数为26,为Fe元素;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,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1;故F为Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G为As元素,据此解答。
【详解】
(1)N原子最外层为半充满状态;性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素;同一周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故元素的电负性:N<O<F;
(2)C为F元素,电子排布图为E3+的离子符号为Fe3+;
(3)F为Cu,位于周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案为:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G为As元素;与Si位于周期表对角线位置,则其单质可作为半导体材料,A正确;
B.同主族从上到下元素的电负性依次减小;则电负性:As<P,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径依次减小;As与Ge元素同一周期,位于Ge的右侧,则其原子半径小于锗,C错误;
D.As与硒元素同一周期;由于其最外层电子处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于硒元素的,D错误;
故合理选项是A;
(5)D为Mg元素,其金属活泼性大于Al的活泼性;Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去,故Mg元素第一电离能大于Al元素的第一电离能,即I1(Mg)>I1(Al)。【解析】>N<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的价层电子排布式为:3s2,处于全充满的稳定结构,Al的价层电子排布式为3s23p1,其3p上的1个电子较易失去24、略
【分析】【分析】
原子序数小于36的X;Y、Z、W四种元素;其中X是周期表中半径最小的元素,则X是H元素;Y是形成化合物种类最多的元素,则Y是C元素;Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,则Z是N元素;R单质占空气体积的1/5,则R为O元素;W的原子序数为29,则W是Cu元素;再结合物质结构分析解答。
【详解】
(1)C2H4分子中每个碳原子含有3个σ键且不含孤电子对,所以采取sp2杂化;一个乙烯分子中含有5个σ键,则1molC2H4含有σ键的数目为5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型为正四面体形;但氨气中的中心原子上含有1对孤对电子,所以其实际构型是三角锥形;
由于水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以H2O的键角更小;
(3)H2O可形成分子间氢键,沸点最高;H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,沸点比H2S高,三者的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体,CO2和N2O互为等电子体,所以元素C的这种氧化物CO2的结构式是O=C=O;
(5)铜是29号元素,其原子核外有29个电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,价电子排布式为3d104s1。【解析】sp25NA三角锥形H2O水分子中O的孤电子对数比氨分子中N原子多,对共价键排斥力更大,所以键角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s125、略
【分析】【详解】
(1)根据元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的铜元素;为过渡元素,属于ds区元素,故答案:ds;
(2)根据元素周期表可知:③为碳元素,⑧为氯元素,两者形成的一种常见溶剂为CCl4;其分子空间构型为正四面体结构,故答案:正四面体结构;
(3)根据元素周期表可知:元素①为氢元素,⑥为磷元素,两者形成的最简单分子为PH3;分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子,故答案:极性;
(4)根据元素周期表可知:元素⑥为磷元素,元素⑦为硫元素,P原子为半充满的稳定结构,磷的第一电离能大于硫元素的第一电离能;元素②为铍元素,元素④为镁元素,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则铍元素的电负性大于镁元素的电负性,故答案:>;>;
(5)根据元素周期表可知:元素⑨为铜元素,位于第四周期IB族,所以铜元素的基态原子核外价电子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根据元素周期表可知:元素⑧为氯元素,元素④为镁元素,形成的化合物为MgC
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