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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年華師大版選修3化學下冊階段測試試卷278考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、當鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,以下認識正確的是A.鎂原子由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài),這一過程中吸收能量B.鎂原子由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài),這一過程中釋放能量C.轉化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道,且自旋方向相同D.轉化后鎂原子與硅原子電子層結構相同,化學性質相似2、下列四元素:①C、②N、③F、④O,電負性由大到小的順序為A.①②③④B.④③②①C.③④②①D.③④①②3、下表為原子序數依次增大的短周期元素A~F的第一到第五電離能數據,表中的金屬元素是。電離能I(ev)ABCDEFI15.27.66.011.313.614.5I249.315.018.824.435.129.6I371.680.128.447.954.947.4I498.9109.2112.064.577.477.5I5138.3141.3153.7392.1113.997.9
A.ABCB.BCDC.CDED.DEF4、下列說法正確的是()A.Na+和Mg2+核外電子排布相同,核外電子能量也相同B.已知鉀在空氣中燃燒的產物含有KO2,KO2中各離子最外層均為8電子穩(wěn)定結構C.二甲醚易溶于水,氨基乙酸的熔點較高,主要原因都與氫鍵有關D.C60Si60是一種新型的球形分子,經測定結構中包含C60也有Si60,則C60被包裹在Si60中5、螢石(CaF2)晶體屬于立方晶系,螢石中每個Ca2+被8個F-所包圍,則每個F-周圍最近距離的Ca2+數目為A.4B.6C.8D.12評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)6、依據原子結構知識回答:
(1)基態(tài)原子的電子排布式是_______________________________;S的價層電子排布式是_________________。
(2)基態(tài)的原子有______個未成對電子,的外圍電子排布圖為______________。
(3)四種元素K、O、中第一電離能最小的是_____,電負性最大的是______。
(4)下列有關微粒性質的排列順序中,錯誤的是______。
A.元素的電負性:元素的第一電離能:
C.離子半徑:原子的未成對電子數:7、I.將少量CuSO4粉末溶于盛有水的試管中得到一種天藍色溶液;先向試管里的溶液中滴加氨水,首先形成藍色沉淀。繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍色溶液;再加入乙醇溶劑,將析出深藍色的晶體。
(1)溶液中呈天藍色微粒的化學式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)寫出藍色沉淀溶解成深藍色溶液的離子方程式______________。
(4)得到的深藍色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶體中Cu2+與NH3之間的化學鍵類型為_____________,該晶體中配體分子的空間構型為_______________________。(用文字描述)
II.含Fe元素的物質在生產生活中有重要的用途。回答下列問題:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心離子是________,配體是_________,配位數是_________。
(2)某個(Ⅱ)有機配合物的結構如圖所示:
①該分子中N原子的雜化方式為________、________。
②請在圖中用“”標出的配位鍵。_____
(3)Ge,As,Se元素處于同一周期,三種元素原子的第一電離能由大到小的順序為__________________。
(4)的酸性強于的原因是_________________________________________。8、(1)某科學工作者通過射線衍射分析推測膽礬中既含有配位鍵;又含有氫鍵,其結構可能如圖所示,其中配位鍵和氫鍵均用虛線表示。
①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式:__。
②寫出圖中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來):__。
(2)很多不飽和有機物在Ni的催化作用下可以與H2發(fā)生加成反應,如①CH2=CH2、②CHCH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2雜化的分子有__(填序號),推測HCHO分子的立體構型為__形。9、⑴氯酸鉀熔化,粒子間克服了________的作用力;二氧化硅熔化,粒子間克服了________的作用力;碘的升華,粒子間克服了________的作用力。
⑵下列3種晶體:①CO2,②NaCl,③金剛石它們的熔點從低到高的順序為________(填序號)。
⑶在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的非極性分子有__________,由非極性鍵形成的非極性分子有________,含有氫鍵的晶體的化學式是________,屬于離子晶體的是________,屬于原子晶體的是________。10、疊氮化合物是一類重要的化合物,其中氫疊氮酸(HN3)是一種弱酸,其分子結構可表示為H—N=N≡N,肼(N2H4)被亞硝酸氧化時便可得到氫疊氮酸(HN3),發(fā)生的反應為N2H4+HNO2=2H2O+HN3。HN3的酸性和醋酸相近,可微弱電離出H+和N3-。試回答下列問題:
(1)下列有關說法正確的是___(填序號)。
A.HN3中含有5個σ鍵。
B.HN3中的三個氮原子均采用sp2雜化。
C.HN3、HNO2、H2O、N2H4都是極性分子。
D.N2H4沸點高達113.5℃;說明肼分子間可形成氫鍵。
(2)疊氮酸根能與許多金屬離子等形成配合物,如[Co(N3)(NH3)5]SO4,在該配合物中鈷顯___價;根據價層電子對互斥理論判斷SO42-的空間構型為___。
(3)與N3-互為等電子體的分子有___(寫兩種即可)。11、已知MgO的晶體結構屬于NaCl型。某同學畫出的MgO晶胞結構示意圖如圖所示,請改正圖中錯誤______
12、水是生命之源;它與我們的生活密切相關。在化學實驗和科學研究中,水也是一種常用的試劑。
(1)水分子中氧原子在基態(tài)時核外電子排布式為______________________________;
(2)寫出與H2O分子互為等電子體的微粒_________________________(填2種)。
(3)水分子在特定條件下容易得到一個H+,形成水合氫離子(H3O+)。下列對上述過程的描述不合理的是______________
。A.氧原子的雜化類型發(fā)生了改變B.微粒的形狀發(fā)生了改變。
C.微粒的化學性質發(fā)生了改變D.微粒中的鍵角發(fā)生了改變。A.氧原子的雜化類型發(fā)生了改變B.微粒的形狀發(fā)生了改變。
C.微粒的化學性質發(fā)生了改變D.微粒中的鍵角發(fā)生了改變
(4)下列是鈉;碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞圖(未按順序排序)。與冰的晶體類型相同的是_________(請用相應的編號填寫)
(5)在冰晶體中;每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵(如圖所示),已知冰的升華熱是51kJ/mol,除氫鍵外,水分子間還存在范德華力(11kJ/mol),則冰晶體中氫鍵的“鍵能”是_________kJ/mol;
(6)將白色的無水CuSO4溶解于水中,溶液呈藍色,是因為生成了一種呈藍色的配離子。請寫出生成此配離子的離子方程式:__________________________________________________________。A.氧原子的雜化類型發(fā)生了改變B.微粒的形狀發(fā)生了改變。
C.微粒的化學性質發(fā)生了改變D.微粒中的鍵角發(fā)生了改變評卷人得分三、原理綜合題(共8題,共16分)13、據世界權威刊物《自然》最近報道,我國科學家選擇碲化鋯(ZrTe2)和砷化鎘(Cd3As2)為材料驗證了三維量子霍爾效應;并發(fā)現了金屬-絕緣體的轉換。回答下列問題:
(1)鋅原子的價電子排布圖:____________________________________________
(2)硫和碲位于同主族,H2S的分解溫度高于H2Te,其主要原因是________________
(3)Cd2+與NH3等配體形成配離子。1mol[Cd(NH3)4]2+含___________molσ鍵。該配離子中三種元素的電負性大小關系是:_______________________
(4)砷與鹵素形成多種鹵化物。AsCl3、AsF3、AsBr3的熔點由高到低的排序為________
(5)鋯晶胞如圖1所示,這種堆積方式稱為______________________,鎘晶胞如圖2所示。已知:NA是阿伏加德羅常數的值,晶體密度為dg·cm3。在該晶胞中兩個鎘原子最近核間距為______nm(用含NA、d的代數式表示),鎘晶胞中原子空間利用率為________(用含π的代數式表示)。
14、金屬鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫(yī)療以及石油化工等領域,人們稱鈦為“21世紀金屬”。自然界中鈦的一種存在形式為金紅石(主要成分是TiO2)。回答下列問題:
(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為__________________,與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對電子數與鈦相同的元素分別是_________________(填元素符號)。
(2)鈦的硬度大于鋁,其原因是_________________________。
(3)Ti(BH4)3是一種儲氫材料,可由TiCl4和LiBH4反應制得。
①TiCl4熔點為-24℃,沸點為136.4℃,室溫下為無色液體,可溶于甲苯和氯代烴,固態(tài)TiCl4屬于___________晶體。
②LiBH4由Li+和BH4-構成,BH4-的空間構型是______,B原子的雜化軌道類型是___________。
(4)用鋅還原TiCl4的鹽酸溶液,經后續(xù)處理可制得綠色的晶體[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。該晶體所含元素中,電負性最大的元素是___________,與Ti形成配位鍵的配體是___________,1mol該配合物中含有σ鍵的數目為___________。
(5)TiO2晶胞是典型的四方系結構,其晶胞結構如圖所示(晶胞中相同位置的原子相同),其中A、B、C的原子坐標分別為A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),則D的原子坐標為D(0.19a,_____,______),鈦氧鍵的鍵長d=___________(用代數式表示)。
15、Ⅰ.某離子晶體特征結構如圖A所示。X●位于立方體部分頂點;Y○位于立方體中心。試分析:
(1)每個Y同時吸引著_______個X,該晶體的化學式為______________。
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有__________個。
(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX是___________。
(4)設該晶體的摩爾質量為Mg/mol,晶體密度為g/cm3,阿伏加德羅常數的值為NA,則晶體中兩個距離最近的X中心間距為__________cm。
Ⅱ.B4Cl4是一種淡黃色并具有揮發(fā)性的固體化合物,在70℃以下,它存在于真空中。結構測定表明:該化合物中每個氯原子均結合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵。根據上述性質和參數畫出B4Cl4分子空間構型的示意圖______________________。16、A;B、C、D、E、F為原子序數依次增大的六種元素;位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3個能級,且每個能級所含的電子數相同;D的原子核外有8種運動狀態(tài)不同的電子;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數相差3,且E元素的基態(tài)原子3d軌道上有4個未成對電子。請回答下列問題:
(1)寫出D基態(tài)原子的價電子排布圖__________,F基態(tài)原子的外圍電子排布式________。
(2)下列說法不正確的是____________(填序號)。
A.二氧化硅的相對分子質量比二氧化碳大,所以沸點:SiO2>CO2
B.第一電離能由小到大的順序:B
C.N2與CO為等電子體;結構相似。
D.穩(wěn)定性:H2O>H2S;水分子更穩(wěn)定的原因是水分子間存在氫鍵。
(3)F元素位于周期表中_____區(qū),其離子是人體內多種酶的輔因子,人工模擬酶是當前研究的熱點。向F的硫酸鹽溶液中通入過量的C與A形成的氣體X可生成[F(X)4]2+,該離子的結構式為_____________(用元素符號表示)。
(4)某化合物與F(I)(I表示化合價為+1)結合形成圖1所示的離子,該離子中碳原子的雜化方式為_________。
(5)B單質的一種同素異形體的晶胞如圖2所示,則一個晶胞中所含B原子的個數為______。
(6)試從分子的立體構型和原子的電負性、中心原子上的孤電子對等角度解釋與D的簡單氫化物結構十分相似的OF2的極性很小的原因是____________。
(7)D與F形成離子個數比為1:1的化合物,晶胞與NaCl類似,設D離子的半徑為apm。F離子的半徑bpm,則該晶胞的空間利用率為______________。17、復合氫化物可作為儲氫和固體電解質材料;在能源與材料領域得到了深入的研究。
如:①Mg(NH2)2②NaNH2③H3N-BH3④NaAlH4⑤Li3AlH6
(1)復合氫化物升溫加熱可逐步分解放出氫氣,理論上單位質量的上述復合氫化物其儲氫能力最低的是__________(填標號)。
(2)在Mg(NH2)2和NaNH2中均存在的空間構型為_________,中心原子的雜化方式為____________。
(3)H3N-BH3與水反應生成一種鹽和H2的化學方程式:_____________________。寫出基態(tài)B原子的價電子軌道表達式:__________________________。
(4)Li3AlH6晶體的晶胞參數為a=b=801.7pm;c=945.5pm,α=β=90°;γ=120°,結構如圖所示:
①已知的分數坐標為(0,0,0)、(0,0,),(),(),()和(),晶胞中Li+的個數為____________。
②如圖是上述Li3AlH6晶胞的某個截面,共含有10個其中6個已經畫出(圖中的○),請在圖中用○將剩余的畫出____________。
③此晶體的密度為____g·cm-3(列出計算式,已知阿伏加德羅常數約為6.02×1023mol-1)。18、磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。請回答下列問題:
(1)基態(tài)Fe原子的價電子軌道表示式(電子排布圖)為____,O2-核外電子有___種運動狀態(tài)。
(2)鋰的紫紅色焰色是一種_______光譜,LiFePO4中陰離子VSEPR模型名稱為______,中心原子的雜化軌道類型為____。
(3)一般情況下,同種物質固態(tài)時密度比液態(tài)大,但普通冰的密度比水小,原因是____________;H2O2難溶于CS2,簡要說明理由:____________________。
(4)Li2O是離子晶體,其晶體能可通過如圖甲的Born-Haber循環(huán)計算得到??芍?,Li2O晶格能為____kJ/mol。
(5)磷化鈦熔點高;硬度大;其晶胞如圖乙所示。
①磷化鈦晶體中Ti原子周圍最鄰近的Ti數目為____;設晶體中Ti原子與最鄰近的P原子之間的距離為r,則Ti原子與跟它次鄰近的P原子之間的距離為_______。
②設磷化鈦晶體中Ti、P原子半徑分別為apm、bpm,它們在晶體中緊密接觸,則該晶胞中原子的空間利用率為_____(用a、b表示)。19、鎳具有良好的導磁性和可塑性;主要用于制作合金及催化劑。請回答下列問題。
(1)基態(tài)鎳原子的價電子排布圖為____,同周期元素中基態(tài)原子與鎳具有相同未成對電子的還有____種。
(2)四羰基合鎳是一種無色揮發(fā)性液體,熔點-25℃,沸點43℃。則四羥基合鎳中σ鍵和π鍵數目之比為___三種組成元素按電負性由大到小的順序為____。
(3)[Ni(NH3)
4]SO4中N原子的雜化方式為____,寫出與SO42-互為等電子體的一種分子和一種離子的化學式____,____;[Ni(
NH3)4]SO4中H-N-H鍵之間的夾角___(填“>”“<”或“=”)NH3分子中H-N-H鍵之間的夾角。
(4)已知NiO的晶體結構(如圖1),可描述為:氧原子位于面心和頂點,氧原子可形成正八面體空隙和正四面體空隙,鎳原子填充在氧原子形成的空隙中,則NiO晶體中原子填充在氧原子形成的____體空隙中,其空隙的填充率為____。
(5)一定溫度下,NiO晶體可分散形成“單分子層”,O2-作單層密置排列,Ni2+填充O2-形成的正三角形空隙中(如圖2),已知O2-的半徑為αm,每平方米面積上分數的NiO的質量為___g。(用a、NA表示)20、鐵單質及化合物與我們的生產;生活緊密相關。
(1)Fe3+的基態(tài)核外價電子排布式為______,應用原子結構比較Fe與同周期的Mn第三電離能(I3)的大?。篒3(Mn)_______I3(Fe)(填>、<、=)。理由是_______。
(2)Fe、Fe2+、Fe3+可以與CO、SCN-、CN-、H2NCONH2(尿素)等多種配體形成很多的配合物。
①配合物Fe(CO)5的熔點-20℃,沸點103℃,可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結構如圖所示:
下列關于Fe(CO)5說法不正確的是________。
A.Fe(CO)5是分子晶體。
B.Fe(CO)5中Fe原子的配體與C22-互為等電子體。
C.Fe(CO)5中σ鍵與π鍵之比為1:1
D.Fe(CO)5=Fe+5CO反應中沒有新化學鍵生成。
②CN-的電子式為__________。
③H2NCONH2(尿素)中N、C原子的雜化方式分別為__________、__________;
組成尿素的4種元素的第一電離能由大到小的順序為__________,1molH2NCONH2(尿素)分子中含有σ鍵的數目為__________。
(3)NaCl和MgO都屬于離子化合物,NaCl的熔點為801.3C,MgO的熔點高達2800℃。造成兩種晶體熔點差距的主要原因是________。
(4)FexNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置的Fe或者b位置的Fe,形成Cu替代型產物Fe(x-n)CunNy,FexNy轉化為兩種Cu的替代型產物的能量變化如圖2所示,其中相對不穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為__________。
評卷人得分四、元素或物質推斷題(共5題,共35分)21、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數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的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構?;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的原子序數為24。請根據以上情況;回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示)
(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的單質在AC2中點燃可生成A的單質與一種熔點較高的固體產物,寫出其化學反應方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數相同、電子數相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。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,只要其原子數相同,各原子最外層電子數之和相同,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,其化學式為_____。
(6)B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液與D的單質反應時,B被還原到最低價,該反應的化學方程式是____________。22、現有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數依次增大。A元素的價電子構型為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,最外層電子數是核外電子總數的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_______。
A.其單質可作為半導體材料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____。23、原子序數小于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單質占空氣體積的1/5;W的原子序數為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鍵的數目為________。
(2)化合物ZX3與化合物X2R的VSEPR構型相同,但立體構型不同,ZX3的立體構型為________,兩種化合物分子中化學鍵的鍵角較小的是________(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可形成結構相似的三種物質,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的單質互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結構式是________。
(5)W元素原子的價電子排布式為________。24、下表為長式周期表的一部分;其中的編號代表對應的元素。
。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。請寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應的化學方程式:____________________。25、下表為長式周期表的一部分;其中的序號代表對應的元素。
(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分子的空間構型為__________。請寫出與元素④的單質互為等電子體分子、離子的化學式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價氧化物對應的水化物稀溶液與元素⑦的單質反應時,元素④被還原到最低價,該反應的化學方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結構如圖所示,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目為__________。評卷人得分五、結構與性質(共4題,共16分)26、Li是最輕的固體金屬;采用Li作為負極材料的電池具有小而輕;能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為___、___(填標號)。
A.
B.
C.
D.
(2)Li+與H?具有相同的電子構型,r(Li+)小于r(H?),原因是___。
(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子(AlH)空間構型是___、中心原子的雜化形式為___。
(4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過如圖的Born?Haber循環(huán)計算得到。
可知,Li原子的第一電離能為___kJ·mol?1,O=O鍵鍵能為___kJ·mol?1。27、“天問一號”著陸火星;“嫦娥五號”采回月壤,探索宇宙離不開化學。鎳錸合金是制造噴氣發(fā)動機的燃燒室;渦輪葉片及排氣噴嘴的重要材料。75號元素錸Re,熔點僅次于鎢,是稀有金屬之一,地殼中錸的含量極低,多伴生于銅、鋅、鉛等礦物中。
(1)鎳原子價層電子表示式為_______,在元素周期表中,錸與錳在同族,錸在元素周期表中的位置是_______。
(2)錸易形成高配位數的化合物如該配合物中_______(填元素符號)提供孤對電子與錸成鍵,原因是_______,1mol中有_______mol配位鍵。
(3)鋅在潮濕的空氣中極易生成一層緊密的堿式碳酸鋅薄膜,使其具有抗腐蝕性。堿式碳酸鋅中非金屬元素的電負性由大到小的順序為_____,的空間構型為_______(用文字描述)。與互為等電子體的分子是_______(寫一種即可)。
(4)分子中碳原子的雜化類型為_______,比的熔點沸點_______(填“高”或“低”),原因是_______。
(5)三氧化錸晶胞如圖所示,摩爾質量為晶胞密度為錸原子配位數為_______,錸原子填在了氧原子圍成的_______(填“四面體”“立方體”或“八面體”)空隙中,該晶胞的空間利用率為_______(錸的原子半徑為氧原子半徑為列出計算式)。
28、乙醇能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,發(fā)生反應:5C2H5OH+4MnO4-+12H++13H2O=5CH3COOH+4[Mn(H2O)6]2+。
(1)H、C、O中.原子半輕最大的是______(填元素符號,下同).電負性最大的是___________。
(2)[Mn(H2O)6]2+中Mn-O化學鍵稱為_______鍵,其電子對________由提供。H2O與H+結合生成H3O+,與H3O+所含原子總數相等的等電子體是________(填分子式,寫一種)。
(3)在上述反應中C2H5OH轉化為CH3COOH,C原子的雜化軌道類型由____變?yōu)開_______。
(4)CH3COOH能與H2O任意比混溶的原因,除它們都是極性分子外還因為____________。
(5)第一電離能I1(O)___(填”>”“<”或”=“)I1(S),其原因是___________________。
(6)β-MnSe的結構中Se為面心立方最密堆積,晶胞結構如圖所示。若距離最近的兩個錳原子之間的距離為bpm,阿伏加德羅常數的值為NA.則β-MnSe的密度=____(列出表達式)g·cm-3。
29、2016年,中科院以立方相的SrTiO3作為模型,合成了單一晶面的六面體SrTiO3和暴露不等同晶面的十八面體SrTiO3?;卮鹣铝袉栴}:
(1)鈦元素基態(tài)原子的簡化電子排布式為___________。
(2)TiO的立體構型是___________,中心原子的雜化方式是___________,與TiO互為等電子體的一種由主族元素構成的分子為___________。(填分子式)
(3)向Ti4+的水溶液中加入雙氧水,得到產物[Ti(O2)(H2O)4]2+,則產物中含有的化學鍵類型有___________。
(4)熔融狀態(tài)的SrTiO3和CaTiO3均可導電,則熔點:SrTiO___________CaTiO3(填“大于或“小于”或“等于”),原因是___________。
(5)單一晶面的六面體SrTiO3的立方晶胞中,每個Ti原子和周圍六個O原子形成規(guī)則八面體,Ti位于八面體的中心位置(如上圖),Sr原子則位于立方體八個頂點位置。則SrTiO3晶體中一個O周圍和它最近且距離相等的O有___________個。已知晶胞參數a=3.905nm,列式計算該晶胞的密度:___________g/cm3(只要求列算式,不必計算出數值,阿伏伽德羅常數設為NA)參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、A【分析】【詳解】
A.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時;屬于電子的躍遷,鎂原子由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài),需要吸收能量,所以選項A正確;
B.根據A中分析可知B不正確;
C.轉化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道;不符號洪特規(guī),應該處于不同軌道上,且自旋方向相同,選項C不正確;
D.轉化后鎂原子與硅原子電子層結構不相同;化學性質不相似,選項D不正確;
答案選A。2、C【分析】【詳解】
一般來說;同周期元素從左到右,元素的電負性逐漸變大;因此電負性由大到小的順序為F>O>N>C,C符合題意;
答案選C。3、A【分析】【詳解】
原子越容易失電子;則其電離能越小,金屬元素都易失去第一個電子,第一電離能比較小,通過表格可以看出A;B、C的第一電離能比較小,所以A、B、C為金屬。
答案選A。4、D【分析】【詳解】
A.Na+和Mg2+核外電子排布相同;質子數不同,質子對核外電子的作用力大小不同,則核外電子能量不相同,故A錯誤;
B.已知鉀在空氣中燃燒的產物含有KO2,KO2中鉀離子最外層為8電子,但O2-中氧原子最外層外電子不為8;故B錯誤;
C.二甲醚易溶于水與氫鍵有關;氨基乙酸的熔點較高,主要是形成內鹽結構,故C錯誤;
D.硅原子半徑大于C原子,則Si-Si形成的Si60空間結構的空隙較大,C60被包裹在Si60中;故D正確;
答案選D。5、A【分析】【詳解】
螢石(CaF2)晶體屬于立方晶系,螢石中每個Ca2+被8個F-所包圍,即Ca2+配位數為8,根據配位數等于電荷數之比得到F-配位數為4即F-周圍最近距離的Ca2+數目為4;故A正確。
綜上所述,答案為A。二、填空題(共7題,共14分)6、略
【分析】【分析】
(1)根據構造原理;寫出核外電子排布式;
(2)根據核外電子排布式回答;
(3)根據元素周期律中第一電離能和電負性的遞變規(guī)律回答;
(4)根據元素周期律判斷。
【詳解】
(1)元素為14號元素,原子核外有14個電子,則核外電子排布式為:S元素為16號元素,原子核外有16個電子,所以核外電子排布式為:則S的價層電子排布式為:
(2)為26號元素,原子核外有26個電子,Fe基態(tài)原子電子排布式為則原子有4個未成對電子;Fe元素的價電子為3d和4s上電子,亞鐵離子核外有24個電子,的外圍電子排布式為其外圍電子排布圖為
(3)元素的金屬性越強,其第一電離能越小,則四種元素K、O、中K的第一電離能最?。辉氐姆墙饘傩栽綇?;其電負性越大,所以F的電負性最大;
(4)A.得電子能力所以元素的電負性故A正確;
B.C的電子排布式:N的電子排布式:p軌道處于半充滿狀態(tài),O的電子排布式:第一電離能應該是N的最大,則元素的第一電離能:故B錯誤;
C.電子層數相同核電荷數越多半徑越小,則離子半徑:故C正確;
D.Mn、Si、Cl原子的未成對電子數分別為5、2、1,即原子的未成對電子數:故D正確;
故答案為B?!窘馕觥?KFB7、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水發(fā)生Cu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶劑,將析出深藍色的晶體為Cu(NH3)4SO4?H2O。
II.(1)根據配合物K3[Fe(CN)6結構分析;含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,有孤對電子的原子或離子為配體,配位數就是配體的個數;
(2)根據結構式可知,N原子價電子對數為3、4,所以雜化方式為sp2、sp3;N;O提供孤電子對;
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,第一電離能最大,據此判斷第一電離能大小;
(4)分子結構中非羥基氧原子數比多或分子中As價態(tài)更高,導致中的O的電子向As偏移;據此判斷酸性強弱。
【詳解】
I.(1)溶液中呈天藍色微粒的化學式是[Cu(NH3)4]2+,故答案為:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度,故答案為:降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度;
(3)藍色沉淀溶解成深藍色溶液的離子方程式為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4?H2O中Cu2+與NH3之間的化學鍵由Cu2+提供空軌道;N原子提供電子對,為配位鍵(或共價健);配體分子為氨氣,空間構型為三角錐形,故答案為:配位鍵(或共價健);三角錐形。
II.(1)根據配合物K3[Fe(CN)6結構分析,含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,所以中心離子為Fe3+、有孤對電子的原子或離子為配體,所以配體為CN?、配位數就是配體的個數,所以配位數為6,故答案為:Fe3+;CN?;6;
(2)①價電子對數=鍵+孤電子對數,根據結構式可知,N原子的價電子對數為:3、4,其雜化方式為sp2、sp3,故答案為:sp2;sp3;
②N、O提供孤電子對,所以故答案為:
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,第一電離能最大,則第一電離能為:As>Se>Ge,故答案為:As>Se>Ge;
(4)分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強或分子中As價態(tài)更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強,故答案為:分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強.或分子中As價態(tài)更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強。
【點睛】
配位鍵是指由提供孤電子對的原子與接受孤電子對的原子之間形成的一種特殊的共價鍵,可表示為:A→B,箭頭指向接受孤電子對的原子;通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物,一般配合物由內界和外界兩部分組成,內界是配合物中心原子或離子和一定數目的配位體,是配合物的特征部分,外界是內界以外的其他離子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶劑的極性,減小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位鍵(或共價健)⑤.三角錐形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.?.?.As>Se>Ge?.分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強.或分子中As價態(tài)更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強8、略
【分析】【分析】
(1)①銅是29號元素,其原子核外有29個電子,根據構造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式;②CuSO4?5H2O中銅離子含有空軌道;水分子含有孤對電子對,銅離子與水分子之間形成配位鍵,銅離子配體數為4,據此書寫水合銅離子的結構簡式;
(2)根據雜化軌道數判斷雜化類型;雜化軌道數=σ鍵數+孤對電子對數;根據雜化軌道方式及雜化軌道成鍵情況判斷HCHO立體結構。
【詳解】
①銅是29號元素,其原子核外有29個電子,根據構造原理知,其基態(tài)原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
②CuSO4?5H2O中銅離子含有空軌道,水分子含有孤對電子對,銅離子與水分子之間形成配位鍵,銅離子配體數為4,水合銅離子的結構簡式為故答案為:
(2)①CH2=CH2中每個碳原子成2個C-Hσ鍵,1個碳碳雙鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,雜化軌道數為2+1=3,所以碳原子采取sp2雜化;②CH≡CH中每個碳原子成1個C-Hσ鍵,1個碳碳三鍵,三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵,雜化軌道數為1+1=2,所以碳原子采取sp雜化;③苯中每個碳原子成1個C-Hσ鍵,2個C-Cσ鍵,同時參與成大π鍵,雜化軌道數為1+2=3,所以碳原子采取sp2雜化;④HCHO中碳原子成2個C-Hσ鍵,1個碳氧雙鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,雜化軌道數為2+1=3,所以碳原子采取sp2雜化;故①③④采取sp2雜化;HCHO中碳原子采取sp2雜化;雜化軌道為平面正三角形,沒有孤對電子對,參與成鍵的原子不同,所以HCHO為平面三角形,故答案為:①③④;平面三角。
【點睛】
本題的易錯點為(2)中苯中C的雜化類型的判斷,要注意苯分子中形成的是大π鍵,其中沒有σ鍵。【解析】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1①③④平面三角9、略
【分析】【分析】
⑴根據對應的晶體類型分析粒子間克服的作用力。
⑵一般情況;熔點高低順序為:原子晶體>離子晶體>分子晶體。
⑶分析每個物質的化學鍵類型;分子極性和晶體類型。
【詳解】
⑴氯酸鉀是離子化合物;氯酸鉀熔化,粒子間克服了離子鍵的作用力;二氧化硅是原子晶體,二氧化硅熔化,粒子間克服了共價鍵的作用力;碘是分子晶體,碘的升華,粒子間克服了分子間的作用力;故答案為:離子鍵;共價鍵;分子間。
⑵一般情況,熔點高低順序為:原子晶體>離子晶體>分子晶體,①CO2是分子晶體;②NaCl是離子晶體,③金剛石是原子晶體,因此它們的熔點從低到高的順序為①②③;故答案為:①②③。
⑶H2是非極性鍵形成的非極性分子,(NH4)2SO4是離子鍵、極性共價鍵形成的離子化合物,SiC是共價鍵形成的原子晶體,CO2是極性鍵形成的非極性分子,HF是極性鍵形成的極性分子,因此由極性鍵形成的非極性分子有CO2,由非極性鍵形成的非極性分子有H2,含有氫鍵的晶體的化學式是HF,屬于離子晶體的是(NH4)2SO4,屬于原子晶體的是SiC;故答案為:CO2;H2;HF;(NH4)2SO4;SiC。
【點睛】
物質結構題型是??碱}型,主要考查晶體類型和克服的作用力、分子的極性、鍵的極性等?!窘馕觥竣?離子鍵②.共價鍵③.分子間④.①②③⑤.CO2⑥.H2⑦.HF⑧.(NH4)2SO4⑨.SiC10、略
【分析】【詳解】
(1)A.根據HN3的分子結構可知,HN3分子中存在3個σ鍵;故A錯誤;
B.HN3分子中連接三鍵的氮原子為sp雜化;故B錯誤;
C.HN3、HNO2、H2O、N2H4分子的正;負電荷中心不重合;都是極性分子,故C正確;
D.N2H4為分子化合物;N元素電負性較高,能夠形成分子間氫鍵,分子間氫鍵的存在會使物質的熔;沸點升高,故D正確;
故答案為:CD;
(2)[Co(N3)(NH3)5]SO4中帶1個單位負電荷,NH3不帶電荷,帶2個單位負電荷,根據化合物中元素化合價的代數和等于零可知,[Co(N3)(NH3)5]SO4中鈷顯+3價;硫酸根離子中S原子的價層電子對數為無孤電子對,故其空間構型為正四面體形;
(3)互為等電子體的粒子必須滿足兩個條件:①所含原子總數相等;②所含價電子總數相等,價電子總數為3×5+1=16,因此與互為等電子體的分子有CO2、CS2?!窘馕觥竣?CD②.+3③.正四面體形④.CO2、CS211、略
【分析】【詳解】
NaCl型晶胞為面心立方結構;已知陽離子和陰離子是交替排列,所以5;7、8、9號4個球都是白球是不正確的,應該將8號白球改為灰球,故答案為:8號白球改為灰球。
【點睛】
掌握氯化鈉型晶胞結構特點是解題的關鍵,平時的學習中需要多積累?!窘馕觥?號白球改為灰球12、略
【分析】【分析】
(1)根據核外電子排布規(guī)律書寫;
(2)原子數和價電子數分別都相等的微粒為等電子體;
(3)根據水分析以及水合氫離子中含有的化學鍵類型;空間構型判斷;
(4)根據冰是分子晶體判斷;
(5)根據升華熱=范德華力+氫鍵判斷;
(6)根據銅離子能與水分子形成配位鍵分析。
【詳解】
詳解:(1)氧原子的核電荷數是8,根據構造原理可知外圍電子有6個電子,2s能級上有2個電子,2p能級上有4個電子,所以水分子中氧原子在基態(tài)時核外電子排布式為1s22s22p4。
(2)水分子含有3個原子、8個價電子,因此與水互為等電子體的微粒有H2S、NH2-。
(3)A、水分子中氧原子含有2個共價單鍵和2個孤電子對,其空間構型是V型,所以水中氧的雜化為sp3,H3O+中氧的雜化為sp3;則氧原子的雜化類型沒有改變,A錯誤;
B、水分子為V型,H3O+為三角錐型;則微粒的形狀發(fā)生了改變,B正確;
C;因結構不同;則性質不同,微粒的化學性質發(fā)生了改變,C正確;
D、水分子為V型,鍵角是104.5°,H3O+為三角錐型;微粒中的鍵角發(fā)生了改變,D正確,答案選A;
(4)冰屬于分子晶體。根據微粒的晶胞結構特點可知:A是離子晶體氯化鈉的晶胞;構成微粒是離子;B為干冰的晶胞圖,構成微粒為分子,屬于分子晶體;C為碘的晶胞圖,構成微粒為碘分子,所以分子晶體;D是原子晶體金剛石的晶胞,構成微粒是原子;E是金屬晶體鈉的晶胞,構成微粒是金屬陽離子和自由電子。則與冰的晶體類型相同的是干冰和碘單質,答案選BC。
(5)在冰晶體中,每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵,則根據結構圖可知;1mol水中含有2mol氫鍵,升華熱=范德華力+氫鍵。由于冰的升華熱是51kJ/mol,水分子間的范德華力是11kJ/mol,所以冰晶體中氫鍵的“鍵能”是(51kJ/mol-11kJ/mol)÷2=20kJ/mol。
(6)無水硫酸銅溶于水后生成水合銅離子,銅離子提供空軌道,水分子中的氧原子提供孤電子對,形成配位鍵,則生成此配合離子的離子方程式Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+。
【點睛】
本題難點是氫鍵“鍵能”的計算以及水分子形成的氫鍵個數判斷,注意從冰變?yōu)闅鈶B(tài)時需要克服分子間作用力以及氫鍵的角度去分析解答?!窘馕觥?S22S22P4H2S、NH2-ABC20Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+三、原理綜合題(共8題,共16分)13、略
【分析】【詳解】
(1)鋅是30號元素,故原子的價電子排布圖:故答案為:
(2)硫和碲位于同主族,同一主族從上往下元素的原子半徑依次增大,即氣態(tài)氫化物H2S中的共價鍵鍵長比H2Te的鍵長更短,一般鍵長越短,鍵能越大,化學性質越穩(wěn)定,導致H2S的分解溫度高于H2Te;故答案為:S原子半徑小于Te,H—S鍵的鍵能較大;
(3)Cd2+與NH3等配體形成配離子。1mol[Cd(NH3)4]2+中含有的σ鍵數目為4個氨氣中每個氨氣有三個σ鍵,另每個氨氣再與Cd2+形成1個配位鍵也是σ鍵,因而等于mol,該配離子中三種元素分別為Cd、N、H的電負性大小關系為N>H>Cd,故答案為:16;N>H>Cd;
(4)砷與鹵素形成多種鹵化物,AsCl3、AsF3、AsBr3均為共價化合物,均為分子晶體,其熔點的高低主要是受分子間作用力影響,對于結構相似的分子晶體,分子間作用力與其相對分子質量呈正比,故答案為:AsBr3>AsCl3>AsF3;
(5)鋯晶胞如圖1所示晶胞符合最密六方堆積,故這種堆積方式稱為最密六方堆積,鎘晶胞如圖2所示,1個晶胞中含有的鎘原子數目為:個,設晶胞的邊長為acm,則有:從而推出:該晶胞中兩個鎘原子最近核間距為體對角線的一半即:nm,鎘晶胞中有2個鎘原子,其體積之和為:整個晶體的體積為:又體心立方中有:空間利用率為:故答案為:nm【解析】S原子半徑小于Te,H—S鍵的鍵能較大16N>H>CdAsBr3>AsCl3>AsF3六方最密堆積14、略
【分析】【分析】
(1)根據構造原理;由原子序數即可寫出基態(tài)原子的電子排布式,進而可寫出價電子排布式;Ti未成對電子數為2,然后根據Ti處的周期及未成對電子數確定元素;
(2)金屬鍵強度越大;金屬的硬度大,晶體的熔沸點高;
(3)①分子晶體中構成微粒分子以微弱的分子間作用力結合;晶體的熔沸點低,硬度??;
②計算B原子孤電子對數;價層電子對確定空間構型與B原子雜化方式;
(4)在晶體[TiCl(H2O)5Cl2·H2O]中涉及的元素有Ti、Cl、H、O四種元素,元素的非金屬性越強,電負性越大;配離子[TiCl(H2O)5]2+中含有共價鍵、配位鍵,配位體是Cl-、H2O,外界微粒是2個Cl-、1個H2O;
(5)根據A;B、C的原子坐標;坐標系原點選取為A,根據立體幾何知識分析D的原子坐標并計算鈦氧鍵鍵長d。
【詳解】
(1)鈦為22號元素,基態(tài)電子排布式為:[Ar]3d24s2,則基態(tài)鈦原子的價電子排布式為3d24s2;與鈦同周期元素中;基態(tài)原子的未成對電子數與鈦相同的有Ni,Ge,Se,共3種;
(2)鈦硬度比鋁大;是因為Ti原子的價電子數比Al多,故其金屬鍵更強;
(3)①TiCl4熔點為-24℃,沸點為136.4℃,室溫下為無色液體,可溶于甲苯和氯代烴,根據相似相容原理,可知TiCl4是由分子構成的,分子間以分子間作用力結合,由于分子間作用力很小,所以組成的分子晶體的熔沸點低,因此固態(tài)TiCl4屬于分子晶體;
②BH4-中B原子價層電子數=4+=4,且不含孤電子對,所以空間構型為正四面體結構,中心B原子的雜化方式采取sp3雜化;
(4)在晶體[TiCl(H2O)5Cl2·H2O]中含有Ti;Cl、H、O四種元素;元素的非金屬性越強,電負性越大。由于元素的非金屬性最強的元素的O元素,所以O的電負性最大;
晶體[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中內界離子是[TiCl(H2O)5]2+,中心離子是Ti3+,配位體是Cl-、H2O;配位數是6,;外界離子是2個Cl-,配離子[TiCl(H2O)5]2+中含有共價鍵、配位鍵,[TiCl(H2O)5]2+中含有6個配位鍵,也屬于σ鍵,水分子中含有2個σ鍵,故1mol[TiCl(H2O)5]Cl2?H2O中含有18molσ鍵;
(5)A、B、C的原子坐標分別為A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),在TiO2晶胞中,Ti處于晶胞的頂點和體心,其余的是O原子,體心Ti周圍有8個O形成八面體結構,上底面結構為:中間半層的結構為l即為鈦氧鍵的鍵長d,根據上底面結構,d=(a?0.69a)×=0.31×a;D處于高的一半處所在的平面,根據中間半層的結構分析,l=d=0.31×a;已知D的x坐標為0.19a,則y=a-0.19a=0.81a,所以D的坐標為(0.19a,0.81a,0.5c)。
【點睛】
本題考查物質結構和性質的知識,涉及核外電子排布、元素的電負性比較、原子雜化方式、化學鍵類型的判斷與計算、微粒空間構型的判斷、晶體結構分析等知識點,最后一步偏難,需學生具備一定的空間想象能力和計算能力,側重于考查學生的分析能力和應用能力?!窘馕觥?d24s2Ni、Ge、SeTi原子的價電子數比Al多,金屬鍵更強分子晶體正四面體sp3OH2O、Cl-18mol(或18NA或18×6.02×1023)0.81a0.5c0.31×15、略
【分析】【分析】
Ⅰ.(1)晶體中每個Y同時吸引著4個X;利用均攤法確定化學式;
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X個數=3×8×
(3)該晶胞中四個X和一個Y原子形成正四面體結構;
(4)設晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為acm,則晶胞的棱長=acm,體積=cm3,根據ρ=計算;
Ⅱ.B4Cl4中每個氯原子均結合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵,則說明每個B原子只形成一個B-Cl鍵,形成3個B-B鍵,借助P4的結構分析。
【詳解】
Ⅰ.(1)根據圖象知,晶體中每個Y同時吸引著4個X,每個X同時吸引著8個Y,該晶胞中X原子個數=4×=Y原子個數=1,所以X和Y原子個數之比為1:2,其化學式為XY2或Y2X;
(2)晶體中每個X周圍與它最接近且距離相等的X個數=3×8×=12;
(3)該晶胞中四個X和一個Y原子形成正四面體結構;所以其鍵角是109°28′;
(4)設晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為acm,則晶胞的棱長=acm,體積=cm3,根據ρ===ρ,所以a=
Ⅱ.B4Cl4中每個氯原子均結合一個硼原子,其鍵長都是0.170nm,任意兩個硼原子之間為0.171nm。每個硼原子周圍各有4個共價鍵,則說明每個B原子只形成一個B-Cl鍵,形成3個B-B鍵,說明B4類似P4的結構正四面體結構,則B4Cl4的結構為【解析】4XY2或Y2X12109°28′16、略
【分析】【詳解】
試題分析:A;B、C、D、E、F為原子序數依次增大的六種元素;位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3個能級,且每個能級所含的電子數相同,則B為碳元素;D的原子核外有8種運動狀態(tài)不同的電子,則D為氧元素、C為氮元素;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數相差3,且E元素的基態(tài)原子3d軌道上有4個未成對電子,則E為26號鐵元素、F為29號銅元素。
(1)D基態(tài)原子的價電子排布圖F基態(tài)原子的外圍電子排布式為3dl04s1。
(2)A.二氧化硅可形成原子晶體,而二氧化碳可形成分子晶體,所以沸點:SiO2>CO2,A不正確;B.因為N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),所以第一電離能由小到大的順序為C<O<N,B不正確;C.N2與CO為等電子體;結構相似,分子中都形成叁鍵,C正確;
D.O的非金屬性強于S,所以穩(wěn)定性H2O>H2S;水分子的穩(wěn)定性與水分子間存在氫鍵無關,D不正確。綜上所述,說法不正確的是ABD。
(3)因為F基態(tài)原子的外圍電子排布式為3dl04s1,所以F元素位于周期表中ds區(qū)。向F的硫酸鹽溶液中通入過量的氨氣,可生成[Cu(NH3)4]2+,該離子的結構式為
(4)由圖可知,該離子中碳原子有兩種,一種碳原子類似苯環(huán)上的碳原子,另一種是與其它原子全部形成單鍵,故碳原子的雜化方式為sp2、sp3。
(5)由B單質的一種同素異形體的晶胞結構示意圖可知,該晶胞為金剛石的晶胞,一個晶胞中所含碳原子的個數為8()。
(6)與H2O結構十分相似的OF2的極性很小的原因是:OF2和H2O的立體結構相似,同為V形,但是從電負性上看,氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差,OF2中氧原子上有兩對孤電子對;抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性。
(7)D與F形成離子個數比為1:1的化合物CuO,晶胞與NaCl類似,設D離子的半徑為apm。F離子的半徑bpm,則該晶胞的邊長為(2a+2b)pm,晶胞的體積為(2a+2b)3pm3;該晶胞中有4個Cu2+和4個O2-,4個Cu2+和4個O2-的總體積為所以,此晶胞的空間利用率為
點睛:本題是有關物質的結構和性質的綜合題,難度較大。主要考查了核外電子排布的一般規(guī)律、核外電子排布的表示方法、元素周期表的分區(qū)方法、配合物結構的表示方法、雜化軌道類型的判斷、分子極性大小的判斷方法、有關晶胞的計算。要求學生要掌握1~36號元素的核外電子的排布情況,能根據核外電子的排布特點推斷其所屬元素,知道元素周期表分區(qū)的依據,能根據物質的結構特點判斷某些原子的雜化方式,能根據元素的電負性及原子結構、分子結構特點判斷分子的極性大小,掌握常見晶胞的特征,能用均攤法判斷晶胞中結構粒子的數目,會計算晶胞中原子或離子的空間利用率?!窘馕觥?dl04s1ABDdssp2、sp38OF2和H2O的立體結構和似,同為V形,但是從電負性上看,氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差,OF2中氧原子上有兩對孤電子對,抵消了F-O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性17、略
【分析】【詳解】
(1)理論上單位質量復合氫化物其儲氫能力即為復合氫化物中氫元素的質量分數:①Mg(NH2)2中H%為②NaNH2中H%為③H3N-BH3中H%為④NaAlH4中H%為⑤Li3AlH6中H%為所以儲氫能力最低的是②;
(2)NH2-的價層電子數為根據VSEPR理論,NH2-的理論構型為正四面體,因含兩對孤對電子,所以NH2-的空間構型為V形,因價層電子對數為4,所以中心原子N的雜化方式為sp3雜化;
(3)根據電負性數值,H3N-BH3中氮原子上的氫原子帶正電荷,硼原子上的氫原子帶負電荷,所以H3N-BH3與水反應時,-BH3中的氫原子與水發(fā)生歸中反應生成氫氣,-BH3轉化為B(OH)4-(變可簡寫為BO2-),所以反應的化學方程式為:H3N-BH3+2H2O=NH4BO2+3H2;
硼是第5號元素,在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族、p區(qū),其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p1,價電子排布式為2s22p1,價電子軌道表達式為
(4)①根據AlH63-的分數坐標可以判斷其在晶胞中的位置:8個在頂點、4個在側棱棱心、4個在晶胞體內,由分攤法可得一個晶胞中含有6個AlH63-,所以一個晶胞中所含有Li+的個數為18;
②由截面的邊長(801.7pm和945.5pm)可知這是過晶胞底面長軸的橫截面,題目表明了這個截面中一共含有10個AlH63-,又畫出4個位于頂點、2個位于棱心的AlH63-,所以需要畫出的是4個位于晶.胞體內的AlH63-,結合AlH63-的分數坐標,即可將缺失的AlH63-補充完整,得到下圖:或
③根據晶胞密度公式:晶胞中M=54g/mol、Z=6、V=801.72945.5sin60pm3,所以該晶體的密度為【解析】②V形sp3雜化H3N-BH3+2H2O=NH4BO2+3H218或18、略
【分析】【分析】
(1)Fe的電子排布式是[Ar]3d64s2,O2-核外電子總數為10;其原子核外有10種運動狀態(tài)不同的電子;
(2)PO43-中P原子價層電子對個數=且不含孤電子對,根據價層電子對互斥理論判斷該微??臻g構型及P原子的雜化形式;
(3)液態(tài)水中分子間相對自由,冰中每個水分子中的氫原子和氧原子共參與形成4個氫鍵,水分子形成正四面體,使水分子之間間隙增大,密度變小,導致固態(tài)H2O的密度比其液態(tài)時小,H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據“相似相溶”規(guī)律可知;
(4)晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量。
(5)①有一個Ti原子位于體心,在三維坐標中,體心Ti原子可以形成3個面,每一個形成的面上有4個Ti原子;由晶胞的截圖可知;頂點Ti原子與小立方體頂點P原子最鄰近,與體對角線的P原子次近鄰;
②磷化鈦晶胞為面心立方密堆積;晶胞中P原子位于頂點和面心上,Ti位于棱邊上和體內,利用均攤法計算。
【詳解】
(1)Fe的電子排布式是[Ar]3d64s2,價電子軌道表示式(電子排布圖)為故答案為:O2-核外電子總數為10;其原子核外有10種運動狀態(tài)不同的電子,故答案為10;
(2)紫紅色波長介于380-435nm之間,是一種發(fā)射光譜,故答案為:發(fā)射;PO43-中P原子價層電子對個數=且不含孤電子對,據價層電子對互斥理論判斷該微粒VSEPR模型為正四面體形、P原子的雜化形式為sp3;故答案為正四面體、sp3;
(3)液態(tài)水中分子間相對自由,冰中每個水分子中的氫原子和氧原子共參與形成4個氫鍵,水分子形成正四面體,使水分子之間間隙增大,密度變小,導致固態(tài)H2O的密度比其液態(tài)時小,故答案為:液態(tài)水中分子間相對自由,冰中每個水分子中的氫原子和氧原子共參與形成4個氫鍵,水分子形成正四面體,分子間距離增大,密度減?。籋2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據“相似相溶”規(guī)律可知,H2O2難溶于CS2;
故答案為:H2O2為極性分子,CS2為非極性分子,根據相似相溶原理,H2O2難溶于CS2;
(4)圖中:2Li(晶體)+1/2O2(g)=Li2O(晶體)的△H=-598KJ·mol?1,Li原子的第一電離能為Li原子失去1個電子所需要的能量,所以其第一電離能為1040/2kJ·mol-1=520kJ·mol-1;O=O鍵鍵能為氧氣分子變?yōu)檠踉铀枘芰?,其鍵能=2×249kJ·mol-1=498kJ·mol-1;晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量,所以其晶格能為2908kJ·mol-1;故答案為:2908;
(5)①根據磷化鈦晶體可知,有一個Ti原子位于體心,在三維坐標中,體心Ti原子可以形成3個面,每一個形成的面上有4個Ti原子,則該Ti原子最鄰近的Ti的數目為3×4=12個;由晶胞的截圖可知,頂點Ti原子與小立方體頂點P原子最鄰近,與體對角線的P原子次近鄰,Ti原子與跟它最鄰近的P原子之間的距離為r,則跟它次鄰近的P原子之間的距離為=r,故答案為:12;r;
②磷化鈦晶胞為面心立方密堆積,晶胞中P原子位于頂點和面心上,Ti位于棱邊上和體內,每個晶胞中含有的P原子個數為8×+6×=4,含有的Ti原子個數為12×+1=4,P原子和Ti原子的體積之和為π(a+b)3×4pm3,晶胞的邊長(2a+2b)pm,體積為(2a+2b)3pm3,則在磷化鈦晶體中原子的空間利用率為×100%,故答案為:×100%;
【點睛】
本題考查物質結構和性質,側重于考查分析能力、計算能力以及對基礎知識的綜合應用能力,注意電子排布式書寫、晶胞的計算方法是解答關鍵,難點是晶胞的計算。【解析】10發(fā)射正四面體sp3液態(tài)水中分子間相對自由,冰中每個水分子中的氫原子和氧原子共參與形成4個氫鍵,水分子形成正四面體,分子間距離增大,密度減小H2O2為極性分子,CS2為非極性分子,根據相似相溶原理,H2O2難溶于CS2290812r19、略
【分析】【分析】
(1)Ni是28號元素;其價電子為3d;4s能級上的電子;Ni原子核外有2個未成對電子,同周期元素中基態(tài)原子與鎳具有相同未成對電子的還有Ti、Ge、Se元素;
(2)CO中含有1個σ鍵、1個π鍵,每個CO分子和Ni原子形成一個σ鍵,所以一個Ni(CO)4中含有σ鍵8個;π鍵8個;元素的非金屬性越強;其電負性越大;
(3)[Ni(NH3)4]SO4中N原子的價層電子對個數是4,根據價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型,與SO42-互為等電子體的一種分子和一種離子中原子個數為5、價電子數為32;[Ni(NH3)4]SO4中N原子、NH3分子中N原子都采用sp3雜化;但是前者不存在孤電子對;后者含有1個孤電子對,成鍵電子對之間的排斥力小于成鍵電子對和孤電子對之間的排斥力;
(4)氧原子位于面心和頂點,Ni位于棱心和體心,由圖可知體心Ni原子的配位數為6,故Ni位于6個面心O形成正八面體中心;其空隙的填充率為100%;
(5)平面NiO基本結構單元為每個結構單元含有1個“NiO“,每個氧化鎳所占的面積=(2am)×(2am×sin60°)=2a2m2;計算1個“NiO“的質量,每個氧化鎳的質量乘以每平方米含有的氧化鎳個數就是每平方米含有的氧化鎳質量。
【詳解】
(1)Ni是28號元素,其價電子為3d、4s能級上的電子;Ni
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