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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年蘇教版選修3化學(xué)下冊月考試卷433考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、化學(xué)科學(xué)需借助化學(xué)專用語言來描述,下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是()A.硫離子的核外電子排布式1s22s22p63s23p6B.氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)=H2O△H=-285.8kJ/molC.明礬的化學(xué)式:KAlSO4?12H2OD.次氯酸的結(jié)構(gòu)式為:H—Cl—O2、下列電子層中,原子軌道數(shù)目為4的是()A.K層B.L層C.M層D.N層3、向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水,難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象說法正確的是A.反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀,所以反應(yīng)前后Cu2+的濃度不變B.沉淀溶解后,生成深藍色的配合離子C.比中的配位鍵穩(wěn)定D.用硝酸銅溶液代替硫酸銅溶液進行實驗,不能觀察到同樣的現(xiàn)象4、下列離子的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致的是()A.B.C.D.5、如圖是NaCl晶體的一個晶胞的結(jié)構(gòu)模型(黑球為Cl-、白球為Na+)。KO2的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-的位置用O2-代替,則下列對于KO2晶體結(jié)構(gòu)的描述不正確的是()
A.與K+距離相等且最近的K+有8個B.與K+距離相等且最近的O2-構(gòu)成的多面體是正八面體C.一個KO2晶胞中的K+和O2-粒子數(shù)均為4個D.與K+距離相等且最近的O2-共有6個評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)6、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示;x位于立方體的頂點,Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個Y同時吸引著___個X,每個x同時吸引著__個Y,該晶體的化學(xué)式為___;
(2)晶體中在每個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的度數(shù)為__。
(4)下列分子中含有sp和sp3雜化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH37、世界上最早發(fā)現(xiàn)并使用鋅的是中國;明朝末年《天工開物》一書中有世界上最早的關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Zn原子的核外電子所占據(jù)的最高能層符號為_____________,Zn2+基態(tài)核外電子排布式為_______________________。
(2)硫酸鋅溶于過量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中陰離子的空間構(gòu)型為_____________(用文字描述);
②SO42-中,中心原子的軌道雜化類型為______________;
③寫出一種與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式_____________;
④NH3極易溶于水,除因為它們都是極性分子外,還因為_______________________。
(3)Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。
①該化合物的化學(xué)式為___________;
②已知該晶體的晶胞參數(shù)a=541pm,其密度為___________g·cm-3(列出計算式即可)。8、黑磷是磷的一種穩(wěn)定的同素異形體,黑磷具有正交晶系的晶體結(jié)構(gòu)(圖A),晶胞參數(shù)a=3.310A,b=4.380A;c=10.500A。黑磷烯是二維的單層黑磷(圖B),黑磷烯與石墨烯結(jié)構(gòu)相似,P的配位數(shù)為3。與石墨烯相比,黑磷烯具有半導(dǎo)體性質(zhì),更適合于制作電子器件。已知黑磷結(jié)構(gòu)中只有一種等效的三配位P,所有P原子的成鍵環(huán)境一樣,圖A中編號為①的P原子的晶胞內(nèi)坐標為(0.50,0.090,0.598)。請回答下列問題:
(1)寫出P原子的價電子排布:___。
(2)P和F的電負性大小順序是X(P)___X(F)。(填“<”“=”或“>”)P和F形成的分子PF3和PF5,它們的幾何構(gòu)型分別為__、__。
(3)①黑磷中P原子雜化類型是__。黑磷中不存在__(選填字母序號)。
A.共價鍵B.σ鍵C.π鍵D.范德華力。
②紅磷、白磷與黑磷熔點從高到低的順序為__,原因是__。
(4)圖A中編號為②的P原子的晶胞內(nèi)坐標為__,黑磷的晶胞中含有__個P原子。9、科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。請回答下列問題:
(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_______形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在_______對自旋相反的電子。
(2)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為_______。
(3)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。參數(shù)。
分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol-1CH40.43616.40CO20.51229.91
①下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是_______(填序號)。
a.CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵。
b.CH4分子中含有極性共價鍵;是極性分子。
c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp
②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表所提供的數(shù)據(jù)分析,提出該設(shè)想的依據(jù)是_______。10、鈦;鐵、砷、硒、鋅等元素的單質(zhì)及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
(1)基態(tài)Ti原子中,最高能層電子的電子云輪廓形狀為_______,與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有________種。
(2)鐵的第三電離能第四電離能分別為和遠大于的原因是______________________。
(3)離子可用于的檢驗,其對應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸和異硫氰酸
①寫出與互為等電子體的一種微粒_________分子或離子
②異硫氰酸的沸點比硫氰酸沸點高的原因是_______________。
(4)成語“信口雌黃”中的雌黃分子式為分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,As原子的雜化方式為_______________。
(5)離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。一個晶胞含有的鍵有__________個。
(6)硒化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中X和Y點所堆積的原子均為____________填元素符號該晶胞中硒原子所處空隙類型為____________填“立方體”、“正四面體”或“正八面體”該種空隙的填充率為____________;若該晶胞密度為硒化鋅的摩爾質(zhì)量為用代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則晶胞參數(shù)a為____________nm。
11、銅及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途。請回答下列問題:
(1)Cu2O中陽離子的基態(tài)核外電子排布式為__________________;Cu和Ni在元素周期表中的位置相鄰,Ni在周期表中的位置是__________________。
(2)將過量的氨水加到硫酸銅溶液中,溶液最終變成深藍色,繼續(xù)加入乙醇,析出深藍色的晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①乙醇分子中C原子的軌道雜化類型為__________________,NH3與H+以配位鍵形成NH4+,則NH4+的空間構(gòu)型為____________________。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化學(xué)鍵除了極性共價鍵外,還有____________________。
③NH3極易溶于水的原因主要有兩個,一是_______________,二是_______________________。
(3)CuSO4溶液中加入過量KCN溶液能生成配離子[Cu(CN)4]2-,1molCN-中含有的π鍵數(shù)目為__________。與CN-互為等電子體的離子有____________(寫出一種即可)。
(4)Cu與F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若晶體密度為ag·cm-3,則Cu與F最近距離為____________pm(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計算表達式;不用化簡)。
12、非金屬元素雖然種類不多;但是在自然界中的豐度卻很大,請回答下列問題:
(1)BN(氮化硼,晶胞結(jié)構(gòu)如圖)和CO2中的化學(xué)鍵均為共價鍵,BN的熔點高且硬度大,CO2的晶體干冰卻松軟且極易升華。由此可以判斷:BN可能是______晶體,CO2可能是______晶體,BN晶體中B原子的雜化軌道類型為______,干冰中C原子的雜化軌道類型為______
(2)分子極性:OF2______H2O,鍵角:OF2______H2O(填“>””或者“<”)
(3)金剛石和石墨都是碳元素的單質(zhì),但石墨晶體熔點比金剛石______,原因是______
(4)單晶硅的結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似,若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵,則得如圖所示的金剛砂(SiC)結(jié)構(gòu)。在SiC結(jié)構(gòu)中,每個C原子周圍距離相等且最近的C原子數(shù)目為______,假設(shè)C-Si鍵長為acm,則晶胞密度為______g/cm3。
13、下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖:
請回答下列問題:
(1)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點由高到低的順序為_____。
(2)MgO晶體中,距每個O2-最近且距離相等的O2-有_____個。
(3)每個Cu晶胞中實際占有_____個Cu原子;CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為_____。
(4)冰的熔點遠高于干冰,除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外,還有一個重要的原因是____。
(5)金剛石晶胞含有_________個碳原子;若碳原子半徑為r,根據(jù)硬球接觸模型,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率_____(計算結(jié)果為含π的分數(shù),不要化為小數(shù)或百分數(shù))。評卷人得分三、有機推斷題(共8題,共16分)14、Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知:①Z的原子序數(shù)為29,其余的均為短周期主族元素;Y原子的價電子(外圍電子)排布為msnmpn;②R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù);③Q;X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4.請回答下列問題:
(1)Z2+的核外電子排布式是________。
(2)在[Z(NH3)4]2+離子中,Z2+的空軌道接受NH3分子提供的________形成配位鍵。
(3)Q與Y形成的最簡單氣態(tài)氫化物分別為甲;乙;下列判斷正確的是________。
a.穩(wěn)定性:甲>乙,沸點:甲>乙。
b.穩(wěn)定性:甲>乙,沸點:甲<乙。
c.穩(wěn)定性:甲<乙,沸點:甲<乙。
d.穩(wěn)定性:甲<乙,沸點:甲>乙。
(4)Q;R、Y三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為________(用元素符號作答)。
(5)Q的一種氫化物相對分子質(zhì)量為26;其中分子中的σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為________,其中心原子的雜化類型是________。
(6)若電子由3d能級躍遷至4p能級時,可通過光譜儀直接攝取________。A.電子的運動軌跡圖像B.原子的吸收光譜C.電子體積大小的圖像D.原子的發(fā)射光譜(7)某元素原子的價電子構(gòu)型為3d54s1,該元素屬于________區(qū)元素,元素符號是________。15、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p軌道上僅有兩個未成對電子,B的3p軌道上有空軌道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中電負性最大的,D的氣態(tài)氫化物的水溶液能使無色酚酞試液變紅。試回答:
(1)A的價電子軌道排布圖為______________________________;B的電子排布式為_________;C的價電子排布式為____________;D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________。
(2)已知D與H原子能形成一種高能量的分子D2H2,其中D原子滿足8電子結(jié)構(gòu)特征,則該分子的電子式為_____________,含有_____個σ鍵和_____個π鍵。
(3)B的原子核外電子運動狀態(tài)________有多少種,原子軌道數(shù)為______,能級數(shù)__________,電子占據(jù)的最高能層符號為_________。
(4)四種元素最高價氧化物水化物酸性由強到弱的是(用對應(yīng)化學(xué)式回答)____________________。16、已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3;Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題:
(1)X元素原子基態(tài)時的電子排布式為__________,該元素的符號是__________。X與同周期鹵族元素的第一電離能比較,較大的是____________________(填元素符號)。
(2)Y元素原子的價層電子的電子排布圖為________,該元素的名稱是__________。
(3)X與Z可形成化合物XZ3,XZ3分子的VSEPR模型為____________________。
(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3,產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________。
(5)XY43-的空間構(gòu)型為__________,與其互為等電子體的一種分子__________。
(6)X的某氧化物的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
該化合物的化學(xué)式為___________,X原子采取___________雜化。17、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大。已知:X的最外層電子數(shù)是次外層的2倍;在地殼中Z的含量最大,W是短周期元素中原子半徑最大的主族元素,Q的最外層比次外層少2個電子。請回答下列問題:
(1)X的價層電子排布式是___,Q的原子結(jié)構(gòu)示意圖是____。
(2)Y、Z兩種元素中,第一電離能較大的是(填元素符號)_____,原因是______。
(3)Z、W、Q三種元素的簡單離子的半徑從小到大排列的是________。
(4)關(guān)于Y、Z、Q三種元素的下列有關(guān)說法,正確的有是_______;
A.Y的軌道表示式是:
B.Z;Q兩種元素的簡單氫化物的穩(wěn)定性較強的是Z
C.Z;Q兩種元素簡單氫化物的沸點較高的是Q
D.Y常見單質(zhì)中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比是1:2
(5)Q與Z形成的化合物QZ2,中心原子Q的雜化類型是_____,QZ2易溶于水的原因是________。18、短周期元素W;X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大。金屬元素W是制備一種高效電池的重要材料;X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,元素Y是地殼中含量最豐富的金屬元素,Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、_______種不同能量的電子。
(2)元素Z與元素X形成共價化合物XZ2是________(選填“極性”或“非極性”)分子,其電子式為________________。
(3)Y原子的最外層電子排布式為________________,Y元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物的電離方程式為________________________________________________。
(4)兩種非金屬元素中,非金屬性較強的元素是_______(寫元素符號),試寫出一個能說明這一事實的化學(xué)方程式______________________________。19、周期表中的五種元素A、B、D、E、F,原子序數(shù)依次增大,A的基態(tài)原子價層電子排布為nsnnpn;B的基態(tài)原子2p能級有3個單電子;D是一種富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位;E2+的3d軌道中有10個電子;F位于第六周期;與Cu同族,其單質(zhì)在金屬活動性順序表中排在末位。
(1)寫出E的基態(tài)原子的價層電子排布式___________。
(2)A、B形成的AB﹣常作為配位化合物中的配體,其A原子的雜化方式為________,AB﹣中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為________。
(3)FD3是一種褐紅色晶體,吸濕性極強,易溶于水和乙醇,無論是固態(tài)、還是氣態(tài),它都是以二聚體F2D6的形式存在,依據(jù)以上信息判斷FD3,晶體的結(jié)構(gòu)屬于____晶體,寫出F2D6的結(jié)構(gòu)式________。
(4)E、F均能與AB﹣形成配離子,已知E與AB﹣形成的配離子為正四面體形。F(+1價)與AB形成的配離子為直線形,工業(yè)上常用F和AB﹣形成的配離子與E反應(yīng)來提取F單質(zhì),寫出E置換F的離子方程式_________________。
(5)F單質(zhì)的晶體為面心立方最密堆積,若F的原子半徑為anm,F(xiàn)單質(zhì)的摩爾的的質(zhì)量為Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求F單質(zhì)的密度為______g/cm3。(用a、NA、M的代數(shù)式表示)20、有A、B、D、E、F、G六種前四周期的元素,A是宇宙中最豐富的元素,B和D的原子都有1個未成對電子,B+比D少一個電子層,D原子得一個電子填入3p軌道后,3p軌道全充滿;E原子的2p軌道中有3個未成對電子,F(xiàn)的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4。R是由B、F兩元素形成的離子化合物,其中B+與F2-離子數(shù)之比為2∶1。G位于周期表第6縱行且是六種元素中原子序數(shù)最大的。請回答下列問題:
(1)D元素的電負性_______F元素的電負性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的價電子排布圖_________________________________。
(3)B形成的晶體堆積方式為________,區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進行_______實驗。
(4)D-的最外層共有______種不同運動狀態(tài)的電子,有___種能量不同的電子。F2D2廣泛用于橡膠工業(yè),各原子均滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),F2D2中F原子的雜化類型是___________,F2D2是______分子(填“極性”或“非極性”)。
(5)A與E形成的最簡單化合物分子空間構(gòu)型為_____,在水中溶解度很大。該分子是極性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如圖所示,設(shè)F2-半徑為r1cm,B+半徑為r2cm。試計算R晶體的密度為______。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示;寫表達式,不化簡)
21、原子序數(shù)依次增大的X;Y、Z、Q、E五種元素中;X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同,Z是地殼內(nèi)含量(質(zhì)量分數(shù))最高的元素,Q原子核外的M層中只有兩對成對電子,E元素原子序數(shù)為29。
用元素符號或化學(xué)式回答下列問題:
(1)Y在周期表中的位置為__________________。
(2)已知YZ2+與XO2互為等電子體,則1molYZ2+中含有π鍵數(shù)目為___________。
(3)X、Z與氫元素可形成化合物XH2Z,XH2Z分子中X的雜化方式為_________________。
(4)E原子的核外電子排布式為__________;E有可變價態(tài),它的某價態(tài)的離子與Z的陰離子形成晶體的晶胞如圖所示,該價態(tài)的化學(xué)式為____________。
(5)氧元素和鈉元素能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(立方體晶胞),晶體的密度為ρg··cm-3,列式計算晶胞的邊長為a=______________cm(要求列代數(shù)式)。評卷人得分四、實驗題(共1題,共7分)22、現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。評卷人得分五、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共45分)23、已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。化合物AC2為一種常見的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數(shù)為24。請根據(jù)以上情況;回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示)
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是________,在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同還有_______(填元素符號)。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為____________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質(zhì)在AC2中點燃可生成A的單質(zhì)與一種熔點較高的固體產(chǎn)物,寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數(shù)相同、電子數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。此后,等電子原理又有發(fā)展,例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體。一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學(xué)式為_____。
(6)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時,B被還原到最低價,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。24、現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的價電子構(gòu)型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿;N層沒有成對電子,只有一個未成對電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。
(1)A元素的第一電離能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序為_______(用元素符號表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號為_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為_______
(4)G元素可能的性質(zhì)_______。
A.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B.其電負性大于磷。
C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒。
(5)活潑性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。25、原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、R、W五種元素;其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y是形成化合物種類最多的元素,Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,R單質(zhì)占空氣體積的1/5;W的原子序數(shù)為29。回答下列問題:
(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),三者的沸點由高到低的順序是________。
(4)元素Y的一種氧化物與元素Z的單質(zhì)互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結(jié)構(gòu)式是________。
(5)W元素原子的價電子排布式為________。26、下表為長式周期表的一部分;其中的編號代表對應(yīng)的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請回答下列問題:
(1)表中⑨號屬于______區(qū)元素。
(2)③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構(gòu)型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)
(4)元素⑥的第一電離能________元素⑦的第一電離能;元素②的電負性________元素④的電負性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態(tài)原子核外價電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為________。
(7)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性,如表中元素⑩與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。27、下表為長式周期表的一部分;其中的序號代表對應(yīng)的元素。
(1)寫出上表中元素⑨原子的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為_____雜化;元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是___________。
(3)元素④的第一電離能______⑤(填寫“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素④與元素①形成的X分子的空間構(gòu)型為__________。請寫出與元素④的單質(zhì)互為等電子體分子、離子的化學(xué)式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價氧化物對應(yīng)的水化物稀溶液與元素⑦的單質(zhì)反應(yīng)時,元素④被還原到最低價,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中實心球表示元素⑩原子,則一個晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為__________。評卷人得分六、原理綜合題(共4題,共28分)28、據(jù)世界權(quán)威刊物《自然》最近報道,我國科學(xué)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(yīng);并發(fā)現(xiàn)了金屬-絕緣體的轉(zhuǎn)換?;卮鹣铝袉栴}:
(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(guān)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(shù)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(shù)式表示),鎘晶胞中原子空間利用率為________(用含π的代數(shù)式表示)。
29、研究發(fā)現(xiàn);鋁元素能損害人的腦細胞。適當(dāng)?shù)匮a充碘元素可預(yù)防甲狀腺腫大,但攝入過多也會導(dǎo)致甲狀腺腫大,因此補充人體所需的元素時也要適可而止。試回答下列問題:
(1)Fe也是人體需要補充的元素之一,試寫出Fe2+的核外電子排布式:__。
(2)與Al同一周期的Na、Mg元素也是人體所需元素,Na、Mg、Al基態(tài)原子第一電離能的大小關(guān)系是__。
(3)氯化鋁的熔點是194℃,氧化鋁的熔點是2054℃,但是工業(yè)上不能用電解熔融氯化鋁的方法獲取鋁單質(zhì),這是因為__。
(4)F與I是同一主族的元素,BeF2與H2O都是由三個原子構(gòu)成的共價化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別為__、__,BeF2分子的立體構(gòu)型是___,H2O分子的立體構(gòu)型是__。
(5)I2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞中含有__個I2分子,設(shè)該晶胞的晶胞參數(shù)為acm,則I2的密度是__g·cm-3。
30、ⅢA族的硼;鋁、鎵、銦、鉈等元素在化合物中通常表現(xiàn)出+3價;含ⅢA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題。
(1)基態(tài)Ga原子價層電子排布式_____。
(2)砷化鎵屬于第三代半導(dǎo)體,晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似。下列說法正確的是_____。
A.砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)中Ga原子的軌道雜化方式為sp3
B.第一電離能:As
C.電負性:As
D.砷和鎵都屬于p區(qū)元素。
(3)BCl3的立體構(gòu)型是____,由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為____。
(4)已知:Al的燃燒熱為△H1=akJ·mol-1;Fe2O3(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+2Fe(s);ΔH2=bkJ/mol,則:3O2(g)+4Fe(s)=2Fe2O3(s);ΔH3=____kJ/mol。
(5)人造立方氮化硼晶胞如圖所示,判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是____。設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,晶體的密度為ag/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中兩個距離最近的B原子之間的距離為____cm。
31、鈷的化合物在工業(yè)生產(chǎn);生命科技等行業(yè)有重要應(yīng)用。
(1)Co的價電子排布式為__,的I4(Co)__的I4(Fe)(填>、<或者=),原因是__。
(2)Fe、Co均能與CO形成配合物,如Fe(CO)5、Co2(CO)8的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示,圖1中0.1molFe(CO)5含有配位鍵__個,寫出2個與CO互為等電子體微粒__,圖2中的σ鍵和π鍵個數(shù)之比是__(填元素符號)。
(3)金屬鈷的堆積方式為六方最密堆積,其配位數(shù)是__;該晶胞的邊長為xnm,高為ynm,該晶胞的密度為__g·cm-3。(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值;列出代數(shù)式)
參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、A【分析】【詳解】
A.硫離子核外電子數(shù)為18,核外電子排布式為1s22s22p63s23p6;故A正確;
B.在101kPa時,1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為:H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;故B錯誤;
C.明礬為十二水硫酸鋁鉀,化學(xué)式為KAl(SO4)2?12H2O;故C錯誤;
D.次氯酸的分子式為HClO;結(jié)構(gòu)式為H—O—Cl,故D錯誤;
故選A。2、B【分析】【分析】
【詳解】
s;p、d、f含有的軌道數(shù)目分別是1、3、5、7;所以K層原子軌道的數(shù)目為1,L層原子軌道的數(shù)目為4,M層原子軌道的數(shù)目為9,N層原子軌道的數(shù)目為16,答案選B。
【點睛】
該題的關(guān)鍵是記住能級對應(yīng)的軌道數(shù)目以及能層包含的能級數(shù)目,然后靈活運用即可。3、B【分析】【詳解】
A.硫酸銅先和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅,氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成絡(luò)合物,Cu2+的濃度減??;A錯誤;
B.沉淀溶解后,生成深藍色的配合離子該離子較穩(wěn)定,難電離,B正確;
C.從實驗現(xiàn)象分析可知,Cu2+與NH3?H2O反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀,繼續(xù)添加氨水,由于Cu2+更易與NH3結(jié)合,生成更穩(wěn)定的C錯誤;
D.本實驗的本質(zhì)是Cu2+更易與NH3結(jié)合;所以用硝酸銅溶液代替硫酸銅溶液進行實驗,也能觀察到同樣的現(xiàn)象,D錯誤;
答案選B。4、A【分析】【詳解】
A.價層電子對數(shù)為VSEPR模型為四面體形,離子的空間立體構(gòu)型四面體形,故A符合題意;
B.價層電子對數(shù)為VSEPR模型為四面體形,離子的空間立體構(gòu)型三角錐形,故B不符合題意;
C.價層電子對數(shù)為VSEPR模型為平面三角形,離子的空間立體構(gòu)型“V”形,故C不符合題意;
D.價層電子對數(shù)為VSEPR模型為四面體形,離子的空間立體構(gòu)型三角錐形,故D不符合題意。
綜上所述,答案為A。5、A【分析】【詳解】
A.K+位于晶胞棱心,被橫平面、豎平面和正平面共有,且每一個平面有4個K+距離最近,共43=12個;A錯誤;
B.與K+距離相等且最近的O2-共有6個,構(gòu)成正八面體,K+位于正八面體中心;B正確;
C.K+位于晶胞棱心和體心,平均每個晶胞的數(shù)目為O2-位于頂點和面心,平均每個晶胞的數(shù)目為即一個KO2晶胞中分攤得的K+和O2-粒子數(shù)均為4個;C正確;
D.K+位于晶胞棱心,與K+距離相等且最近的O2-位于頂點和面心;共有6個,D正確;
故選A。二、填空題(共8題,共16分)6、略
【分析】【分析】
⑴晶體中以中心的Y分析Y同時吸引X的個數(shù);再以頂點的X分析X同時吸引Y的個數(shù),計算晶體中有X和Y個數(shù)。
⑵晶體中以頂點X分析;X與面對角線的X來分析。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結(jié)構(gòu)。
⑷A.中苯環(huán)上的碳價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化;B.CH4中碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化;C.CH2=CHCH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化;D.CH3CH2C≡CH中第3個和第4個碳原子價層電子對數(shù)為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化;E.CH3CH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化。
【詳解】
⑴晶體中以中心的Y分析,每個Y同時吸引著4個X,以頂點的X分析,每個X同時吸引著8個Y,該晶體中有X為個,Y為1個,因此化學(xué)式為XY2;故答案為:4;8;XY2。
⑵晶體中以頂點X分析;X與面對角線的X來分析,每個面有4個,共3個面,因此在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有12個;故答案為:12。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結(jié)構(gòu);因此距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX的度數(shù)為109°28′;故答案為:109°28′。
⑷A.中苯環(huán)上的碳價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化,故A不符合題意;B.CH4中碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故B不符合題意;C.CH2=CHCH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化,故C不符合題意;D.CH3CH2C≡CH中第3個和第4個碳原子價層電子對數(shù)為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故D符合題意;E.CH3CH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故E符合題意;綜上所述,答案為D?!窘馕觥竣?4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D7、略
【分析】【詳解】
分析:(1)根據(jù)Zn在周期表中的位置是第四周期;第IIB族,含有四個能層及核外電子排布式寫法解答;
(2)在[Zn(NH3)4]SO4中,陰離子為SO42?,根據(jù)價層電子對互斥模型和雜化軌道理論判斷空間構(gòu)型和雜化類型;根據(jù)等電子體的原理找出與SO42-互為等電子體粒子;NH3容易與水分子形成分子間氫鍵;
(3)①根據(jù)晶胞晶體中組成粒子的計算方法確定S2-、Zn2+的個數(shù);進一步確定化學(xué)式;
②根據(jù)晶胞的密度計算公式進行計算。
詳解:(1)Zn的核電荷數(shù)是30,在Zn在周期表中的位置是第四周期,第IIB族,含有四個能層,分別是K、L、M、N,所以最高能層符號為N;Zn2+基態(tài)核外電子排布式為:[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;正確答案:N;[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10;
(2)①根據(jù)價層電子對互斥模型,SO42?中價電子對數(shù)為:(6+4×0+2)÷2=4,價電子對全是成鍵電子對,所以SO42?的空間構(gòu)型是正四面體;正確答案:正四面體;
②SO42?的空間構(gòu)型是正四面體,根據(jù)雜化軌道理論,中心原子S的雜化類型為sp3雜化,正確答案:sp3;
③等電子體是指在原子數(shù)相同下,原子的價電子數(shù)相同的粒子,通常采用元素上下左右平移法,同時調(diào)整電子數(shù)來確定等電子體粒子,因此,與SO42?互為等電子體的有PO43?,ClO4?,CCl4,SiCl4,SiF4等,符合題干要求是分子的有CCl4,SiCl4,SiF4,正確答案為:CCl4,SiCl4,SiF4;
④NH3極易溶于水,除因為它們都是極性分子,NH3容易與水分子形成分子間氫鍵,同時還發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其方程式為:NH3+H2ONH3·H2O,正確答案:NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵,NH3與H2O發(fā)生反應(yīng);
(3)①對于立方晶胞,頂點粒子占1/8,面心粒子占1/2,晶胞內(nèi)部原子為整個晶胞所有,則一個ZnS晶胞中,Zn2+個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,S2-個數(shù)為4,因此該化合物化學(xué)式為ZnS,正確答案為:ZnS;
②取1mol晶胞,則有NA個晶胞,已知晶胞參數(shù)為a=541pm,則一個晶胞的體積為V0=(541×10?10)3cm3,1molZnS晶胞中,有4molZn2+和4molS2-,則一個晶胞的質(zhì)量為m=4mol×65g/mol+4mol×32g/mol=4×97g,因此晶胞的密度為ρ=m/NAV0=4×97g/[NA×(541×10?10)3]cm3,所以正確答案:4×97/[NA×(541×10?10)3]g·cm-3。
點睛:點睛:晶體中微粒的排列具有周期性;晶體中最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元稱為晶胞,利用“均攤法”可以計算一個晶胞中的粒子數(shù),從而確定晶體的化學(xué)式。中學(xué)中常見考題里涉及的晶胞有立方晶胞,在立方晶胞中:
(1)每個頂點上的粒子被8個晶胞共用,每個粒子只有1/8屬于該晶胞,如本題中的Zn2+離子;
(2)每條棱上的粒子被4個晶胞共用;每個粒子只有1/4屬于該晶胞;
(3)每個面心上的粒子被2個晶胞共用,每個粒子只有1/2屬于該晶胞。如本題中的Zn2+離子;
(4)晶胞內(nèi)的粒子完全屬于該晶胞,如本題中的S2-離子?!窘馕觥竣?N②.[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10③.正四面體④.sp3⑤.CCl4或SiCl4等⑥.NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵NH3與H2O發(fā)生反應(yīng)⑦.ZnS⑧.4×97/NA×(541×10?10)38、略
【分析】【分析】
根據(jù)P最外層5個電子,寫出價電子排布圖;根據(jù)電負性遞變規(guī)律,以N元素為中間,判斷P與F的電負性大小,以VSEPR理論,判斷PF3和PF5的空間構(gòu)型;根據(jù)黑磷烯與石墨烯結(jié)構(gòu)相似;P的配位數(shù)為3,判斷P原子雜化類型和熔點高低;根據(jù)題中圖示和所給信息,判斷P原子的坐標及晶胞中P原子個數(shù)。
【詳解】
(1)P為15號元素,其核外價電子排布為3s23p3,價電子排布圖為:答案為:
(2)同一周期元素,元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而呈增大,N、F同一周期,電負性x(N)<x(F),同一主族,從上到下,電負性依次減弱,N、P屬于同主族,電負性x(N)>x(P),P和F的電負性大小順序是x(P)<x(F);PF3的價層電子對數(shù)3+=4,有一對孤電子對,所以空間構(gòu)型為三角錐形,PF5的價層電子對數(shù)5+=5;無孤電子對,所以空間構(gòu)型為三角雙錐形;答案為<,三角錐,三角雙錐。
(3)①黑磷烯與石墨烯結(jié)構(gòu)相似,P的配位數(shù)為3,有一對孤電子對,黑磷中P原子雜化類型是sp3,黑鱗中,P與P形成共價鍵,即有σ鍵,黑磷烯與石墨烯結(jié)構(gòu)相似,層與層之間有分子間作用力,即范德華力,故不存在π鍵;答案為sp3;C。
②黑磷相當(dāng)于石墨;屬混合晶體,紅磷和白磷都是分子晶體,紅磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德華力越大,熔沸點越高,所以熔點高低順序為黑磷>紅磷>白磷;答案為黑磷>紅磷>白磷,黑磷相當(dāng)于石墨,屬混合晶體,紅磷和白磷都是分子晶體,紅磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德華力越大,熔沸點越高。
(4)結(jié)合圖B可知,圖A中編號為②的P原子位于同一坐標軸a,關(guān)于坐標軸b對稱,且位于坐標軸c的值為1-0.598=0.402,該P原子在晶胞內(nèi)的坐標為(0.500,-0.090,0.402);該晶胞中第一層含有P原子1+1=2個,第二層含有P原子1+1+1+1=4個,第三層含有P原子1+1=2個,共8個P原子;答案為(0.500,-0.090,0.402),8。【解析】①.②.<③.三角錐④.三角雙錐⑤.sp3⑥.C⑦.黑磷>紅磷>白磷⑧.黑磷相當(dāng)于石墨,屬于混合晶體;紅磷和白磷都是分子晶體,紅磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德華力越大,熔沸點越高;所以熔點高低順序為黑磷>紅磷>白磷⑨.(0.500,-0.090,0.402)⑩.89、略
【分析】(1)
處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概念密度分布可用電子云形象化描述;基態(tài)14C原子的軌道表示式為核外存在2對自旋相反的電子;
(2)
CH4中C為-4價、H為+1價,電負性:CH;非金屬性:OC,電負性:OC.H、O三種元素電負性由小到大的順序為:HCO;
(3)
①a.CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,CO2分子中含有2個σ鍵和2個π鍵;a項正確;
b.CH4分子中含極性共價鍵,由于CH4為正四面體結(jié)構(gòu),CH4分子中正電荷中心和負電荷中心重合,CH4為非極性分子,b項錯誤;
c.CH4的相對分子質(zhì)量小于CO2的相對分子質(zhì)量,CH4分子間作用力小于CO2分子間作用力,CH4的熔點低于CO2;c項錯誤;
d.CH4中碳原子采取sp3雜化,CO2中碳原子采取sp雜化;d項正確;答案選ad;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),CO2的分子直徑(0.512nm)小于籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑(0.586nm),CO2與H2O的結(jié)合能(29.91kJ/mol)大于CH4與H2O的結(jié)合能(16.40kJ/mol),所以可用CO2置換“可燃冰”中的CH4?!窘馕觥侩娮釉?H、C、OadCO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑,且與H2O的結(jié)合力大于CH410、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理寫出核外電子排布式,判斷出最高能級的形狀,與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同,結(jié)合構(gòu)造原理與洪特規(guī)則特例,符合條件元素原子的價電子排布為3d54s1、3d104s1;
(2)價電子排布為全滿或半滿時;處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu),此時電離能將增大;
(3)C原子與1個單位負電荷可以等效替換為N原子,N原子與1個單位負電荷可以替換為O原子,S原子可以用氧原子替換,與SCN-互為等電子體的一種微粒為:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一種);從氫鍵的角度分析沸點的高低。
(4)由結(jié)構(gòu)圖可知,黑色球為As、白色球為S,分子中As原子形成3個σ鍵、還含有1對孤電子對,雜化軌道數(shù)目為3+1=4,故As雜化方式為sp3雜化;
(5)計算出晶胞中C22-數(shù)目,每個C22-中含2個π鍵;
(6)根據(jù)圖示,Zn原子處于晶胞的頂點與面心,晶胞中Zn原子形成正四面體結(jié)構(gòu)有8個,其中4個正四面體中心填充Se原子,正四面體空隙的填充率為50%;V===N可以從晶胞構(gòu)型中計算出N=4,NA;M、ρ均為已知;代入公式可以得到體積,晶胞參數(shù)等于體積的三次開方。
【詳解】
(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為[Ar]3d24s2,最高能層電子為4s能級,電子云輪廓圖形為球形;與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同,結(jié)合構(gòu)造原理與洪特規(guī)則特例,符合條件元素原子的價電子排布為3d54s1、3d104s1;故有2種;
故答案為:球形;2;
(2)由Fe2+變?yōu)镕e3+體現(xiàn)Fe的第三電離能,即價電子由3d6變?yōu)?d5;當(dāng)從3d5狀態(tài)再失去一個電子時,體現(xiàn)第四電離能,因3d5為半充滿狀態(tài);較為穩(wěn)定,故第四電離能大于第三電離能;
故答案為:Fe3+的3d能級半充滿;結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;
(3)①C原子與1個單位負電荷可以等效替換為N原子,N原子與1個單位負電荷可以替換為O原子,S原子可以用氧原子替換,與SCN-互為等電子體的一種微粒為:N2O、CO2、CS2、OCN-(任意一種);
故答案為:或
②異硫氰酸分子間含有氫鍵;故異硫氰酸的沸點比硫氰酸沸點高;
故答案為:異硫氰酸分子間存在氫鍵;
(4)由結(jié)構(gòu)圖可知,黑色球為As、白色球為S,分子中As原子形成3個σ鍵、還含有1對孤電子對,雜化軌道數(shù)目為3+1=4,故As雜化方式為sp3雜化;
故答案為:sp3雜化;
(5)晶胞中C22-數(shù)目為:12×+1=4,每個C22-中含2個π鍵;一個晶胞含有平均有π鍵數(shù)目為:2×4=8;
故答案為:8;
(6)晶胞中Se、Zn原子數(shù)目之比為1:1,Zn原子處于晶胞的頂點與面心,Se原子與周圍的4個Zn原子形成正四面體構(gòu)型,Se處于正四面體的中心,X,Y都代表Zn;晶胞中Zn原子形成正四面體結(jié)構(gòu)有8個,其中4個正四面體中心填充Se原子,正四面體空隙的填充率為50%;晶胞中Zn原子數(shù)目為:8×+6×=4、Se原子數(shù)目為4,晶胞中各微??傎|(zhì)量為:g,晶胞體積為:晶胞參數(shù)a=cm=nm;
故答案為:正四面體;
【點睛】
熟練1-36號元素的核外電子排布式,半充滿,全充滿的狀態(tài)導(dǎo)致電離能反常?!窘馕觥壳蛐?的3d能級半充滿,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定或異硫氰酸分子間存在氫鍵雜化正四面體11、略
【分析】【詳解】
(1)Cu2O中的陽離子Cu+,銅為29號元素,Cu+為銅原子失去1個電子后形成的,其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10[Ar]3d10;Ni為28號元素;在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
(2)①乙醇分子中C原子形成4個σ鍵,軌道雜化類型為sp3;NH3與H+以配位鍵形成NHNH中N原子的價層電子對數(shù)=4+=4,孤電子對數(shù)為0,則NH的空間構(gòu)型為正四面體形。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O]中存在的化學(xué)鍵有極性共價鍵;銅與氨分子之間的配位鍵,銅與硫酸根離子之間的離子鍵,故填:離子鍵;配位鍵。
③因為氨分子和水分子之間能形成氫鍵,氨分子和水分子都是極性分子,根據(jù)相似相溶原理NH3極易溶于水;
(3)氮氣與CN-互為等電子體,分子中含有三鍵,叁鍵含有1個σ鍵2個π鍵;則lmolCN-中含有的π鍵的數(shù)目為2NA或2×6.02×1023。原子數(shù)和價電子數(shù)分別都相等的互為等電子體,與CN-互為等電子體的離子有C等。
(4)晶胞中Cu原子位于頂點和面心,一個晶胞中Cu原子數(shù)目為F原子位于晶胞內(nèi)部,一個晶胞中F原子數(shù)目為4,則晶胞質(zhì)量為設(shè)晶胞邊長為x,則晶胞體積為密度為Cu與F最近距離為晶胞體對角線的四分之一,則Cu與F最近距離【解析】1s22s22p63s23p63d10##[Ar]3d10第四周期第Ⅷ族sp3正四面體形離子鍵、配位鍵氨分子和水分子之間能形成氫鍵氨分子和水分子都是極性分子,相似相溶2NA或1.204×1024C(或其他合理答案)12、略
【分析】【分析】
本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查;涉及晶體類型與性質(zhì);雜化方式、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計算等,側(cè)重考查學(xué)生分析解決問題的能力,分子極性大小及鍵角的大小判斷為易錯點、難點,(4)中關(guān)鍵是明確鍵長與晶胞棱長關(guān)系,需要學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)計算能力。
【詳解】
(1)BN由共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),熔點高、硬度大,屬于原子晶體;而干冰松軟且極易升華,屬于分子晶體;BN晶體中B原子形成4個B-N鍵,雜化軌道數(shù)目為4,B原子采取sp3雜化,干冰中C原子形成2個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數(shù)目為2,C原子采取sp雜化,故答案為:原子;分子;sp3;sp;
(2)二者結(jié)構(gòu)相似;均為V形,F(xiàn)與O的電負性相對比較接近,H與O的電負性相差較大,水分子中共用電子對較大地偏向O,所以O(shè)-F鍵的極性較弱,所以整個分子的極性也較弱,水分子中成鍵電子對之間排斥更大,故水分子中鍵角也更大,故答案為:<;<;
(3)石墨層內(nèi)碳碳鍵的鍵長比金剛石要短;鍵能比金剛石大,故石墨晶體熔點比金剛石的高。故答案為:高;石墨層內(nèi)碳碳鍵的鍵長比金剛石要短,鍵能比金剛石大;
(4)晶胞中每個碳原子與4個Si原子形成正四面體,每個Si原子與周圍的4個C原子形成正四面體,晶胞中Si、C的相對位置相同,可以將白色球看作C、黑色球看作Si,互換后以頂點原子研究,與之最近的原子處于面心,每個頂點為8個晶胞共用,每個面心為2個晶胞共用,故每個C原子周圍距離相等且最近的C原子數(shù)目為頂點Si原子與四面體中心C原子連線處于晶胞體對角線上,且距離等于體對角線長度的而體對角線長度等于晶胞棱長的倍,假設(shè)C-Si鍵長為acm,則晶胞棱長=cm,晶胞中Si原子數(shù)目=C原子數(shù)目=4,晶胞質(zhì)量=g,晶胞密度=(g)÷(cm)3=g/cm3,故答案為:12;【解析】原子分子sp3sp<<高石墨層內(nèi)碳碳鍵的鍵長比金剛石要短,鍵能比金剛石大1213、略
【分析】【分析】
(1)熔點的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體;同種晶體根據(jù)微粒間的作用力大小比較;
(2)MgO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似;
(3)Cu原子占據(jù)面心和頂點,根據(jù)均攤法計算;根據(jù)圖可知,每個Ca2+周圍有8個Cl-,而每個Cl-周圍有4個Ca2+;
(4)分子間含有氫鍵時;其熔沸點較高;
(5)利用均攤法計算。
【詳解】
(1)熔點的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體,冰和干冰屬于分子晶體,熔點:冰>干冰,MgO和CaCl2屬于離子晶體,熔點:MgO>CaCl2,金剛石是原子晶體,則熔點由高到低的順序為:金剛石、MgO、CaCl2;冰、干冰;
(2)MgO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似,以頂點為O2-離子研究,與之最近的O2-離子位于面心,每個頂點為12個面共用,故MgO晶體中一個O2-周圍和它最鄰近且距離相等的O2-有12個;
(3)Cu原子占據(jù)面心和頂點,則每個Cu晶胞中實際占有的原子數(shù)為×8+×6=4;根據(jù)氯化鈣的晶胞圖可知,每個Ca2+周圍有8個Cl-,而每個Cl-周圍有4個Ca2+,所以CaCl2晶體中Ca2+的配位數(shù)為8;
(4)冰的熔點遠高于干冰,除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外;水分子間含有氫鍵,氫鍵的作用力大于范德華力,所以其熔沸點較高;
(5)晶胞中頂點微粒數(shù)為:8×=1,面心微粒數(shù)為:6×=3,體內(nèi)微粒數(shù)為4,共含有8個碳原子;碳原子的體積為:8××π×r3,設(shè)金剛石晶胞的邊長為a,晶胞體積為:a3,晶胞內(nèi)含有四個碳原子,則晶胞體對角線長度與四個碳原子直徑相同,即a=8r,r=a;碳原子的空間利用率為:==π。【解析】①.金剛石>MgO>CaCl2>冰>干冰②.12③.4④.8⑤.水分子之間形成氫鍵⑥.8⑦.π三、有機推斷題(共8題,共16分)14、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知:①Z的原子序數(shù)為29,Z為銅元素,其余的均為短周期主族元素;Y原子的價電子(外圍電子)排布為msnmpn,n=2,Y是C或Si;②R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù);③Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4,因此Q為碳元素,則R為氮元素,X為氧元素,Y為硅元素。(1)Z為銅,其核外電子排布式為[Ar]3d104s1,失去2個電子,即為銅離子,其核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d9。(2)配位鍵形成時,銅離子提供空軌道,氨分子中的氮原子提供孤電子對。(3)甲為甲烷,乙為硅烷,同主族元素對應(yīng)氫化物越向上越穩(wěn)定,沸點越向下越高(不含分子間氫鍵時),所以b選項正確。(4)第一電離能氮比碳高,因為氮元素原子核外電子p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),硅的第一電離能最小,即第一電離能大小順序是Si54s1,該元素是24號元素,為Cr,屬于d區(qū)元素?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d9孤電子對bSi15、略
【分析】【詳解】
元素A、B、C、D都是短周期元素,A元素原子的2p軌道上只有兩個電子,則A的外圍電子排布為2s22p2,故A為C元素;B的3p軌道上有空軌道,則B的外圍電子排布為3s23p1或3s23p2;A;B同主族,故B為Si元素;B、C同周期,C是本周期中電負性最大的,故C為Cl元素;D的氣態(tài)氫化物的水溶液能使無色酚酞試液變紅,則D為氮元素。
(1)A為6號的C元素,基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p2,價電子軌道排布圖為B為14號Si元素,電子排布式為1s22s22p63s23p2;C為17號Cl元素,基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p5,價電子排布式為3s23p5;D為7號氮元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)D與H原子能形成一種高能量的分子N2H2,其中D原子滿足8電子結(jié)構(gòu)特征,則該分子的電子式為根據(jù)結(jié)構(gòu)可知,含有3個σ鍵和1個π鍵;
(3)B的電子排布式為1s22s22p63s23p2;原子核外電子運動狀態(tài)有14種;原子軌道數(shù)為8,能級數(shù)5,電子占據(jù)的最高能層符號為M;
(4)元素非金屬性越強其最高價氧化物的水化物的酸性越強,則四種元素最高價氧化物水化物酸性由強到弱的是HClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO3。【解析】1s22s22p63s23p23s23p5311485MHClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO316、略
【分析】【分析】
X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,X元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,處于第四周期第ⅤA族,故X為As元素;Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子,Y的2p軌道上有2個電子或4個電子,所以Y為碳元素或氧元素,X跟Y可形成化合物X2Y3;故Y為氧元素;X;Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42,則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1,則Z為氫元素,氫原子可以形成負一價離子,符合題意,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;X為As元素,Y為O元素,Z為H元素。
(1)根據(jù)上述分析可知,X為As;X元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3;與X同周期鹵族元素為Br,第一電離能較大的是Br,故答案為1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;Br;
(2)Y為O元素,O原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子,價層電子的電子排布圖為故答案為氧;
(3)X為As元素,Z為H元素,X與Z可形成化合物AsH3;As的價層電子對數(shù)=3+1=4,VSEPR模型為四面體,故答案為四面體;
(4)X為As元素,Y為O元素,Z為H元素,化合物X2Y3為As2O3,XZ3為AsH3,As2O3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH3,產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O,反應(yīng)中Zn元素化合價由0價升高為+2價,As元素化合價由+3價降低為-3價,參加反應(yīng)的Zn與As2O3的物質(zhì)的量之比為6×2∶2=6∶1,反應(yīng)方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O;
(5)X為As元素,Y為O元素,AsO43-中As的價層電子對數(shù)=4+=4,As采用sp3雜化,空間構(gòu)型為四面體,AsO43-的原子數(shù)=5,價電子數(shù)=5+4×6+3=32,與其互為等電子體的一種分子為CCl4,故答案為四面體;CCl4;
(6)X為As元素,根據(jù)As的某氧化物的分子結(jié)構(gòu)圖可知,分子中含有4個As原子和6個O原子,化學(xué)式為As4O6,As原子與3個O原子形成鍵,含有1個孤電子對,采取sp3雜化,故答案為As4O6;sp3。
【點睛】
本題的易錯點為(3),要注意區(qū)分VSEPR模型和空間構(gòu)型的區(qū)別,微粒的價層電子對互斥模型略去孤電子對就是該分子的空間構(gòu)型?!窘馕觥縖Ar]4s24p3AsBr氧四面體As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O四面體CCl4As4O6sp317、略
【分析】【分析】
X的最外層電子數(shù)是次外層的2倍;則次外層只能是K層,容納2個電子,最外層是L層,有4個電子,X為C元素。地殼中Z的含量最大,則Z為O元素,X;Y、Z原子序數(shù)依次增大,則Y為N元素。W是短周期元素中原子半徑最大的主族元素,W為Na。Q的最外層比次外層少2個電子,Q的次外層為L層,有8個電子,Q的最外層為M層,有6個電子,Q為S元素。
【詳解】
(1)X為C元素,核外電子排布為1s22s22p2,價層電子排布式為2s22p2;Q為S元素,16號元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)Y為N元素;Z為O元素,第一電離能大的是N元素,原因是N原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),能量低穩(wěn)定;
(3)Z、W、Q形成的離子分別為O2-、Na+、S2-。O2-和Na+具有相同的核外電子排布,核電荷數(shù)越大,半徑越小,則有r(Na+)<r(O2-)。O和S同主族,同主族元素形成的簡單離子半徑從上到小依次增大,有r(O2-)<r(S2-),則排序為r(Na+)<r(O2-)<r(S2-);
(4)Y為N,Z為O,Q為S;
A.Y的2p軌道上有3個電子;根據(jù)洪特原則,電子排布在能量相同的各個軌道時,電子總是盡可能分占不同的原子軌道,且自旋狀態(tài)相同,2p軌道上的3個電子,應(yīng)該分別在3個不同的軌道;A項錯誤;
B.O的氫化物H2O的穩(wěn)定性比S的氫化物H2S的穩(wěn)定性強;因為O非金屬性比S的強;B項正確;
C.O的氫化物H2O的沸點比S的氫化物H2S的沸點高;原因是水分子間存在氫鍵;C項錯誤;
D.Y的單質(zhì)為N2;N和N原子之間有3對共用電子對,其中σ鍵有1個,π鍵有2個,比例為1:2,D項正確;
本題答案選BD;
(5)QZ2為SO2,中心原子S的價電子有6個,配位原子O不提供電子,對于SO2,VP=BP+LP=2+=3,中心S原子為sp2雜化;根據(jù)相似相溶的原理,SO2易溶于水是由于SO2是極性分子,H2O是極性溶劑,相似相溶;另外SO2與H2O反應(yīng)生成易溶于水的H2SO3?!窘馕觥?s22p2NN原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),能量低穩(wěn)定r(Na+)<r(O2-)<r(S2-)BDsp2雜化SO2是極性分子,H2O是極性溶劑,相似相溶;SO2與H2O反應(yīng)生成易溶于水的H2SO318、略
【分析】【分析】
X原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍可知X為C;地殼中含量最豐富的金屬元素是Al(Y),Z最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍可知Z為S,由四種元素原子序數(shù)依次增大且W是制造高效電池的材料可知W為Li。
【詳解】
(1)同一個原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的電子,Li原子序數(shù)為3,電子數(shù)也為3,所以W原子核外有3種不同運動狀態(tài)的電子,Li核外電子排布式為1s22s1;所以有兩種不同能量的電子,故答案為:3;2;
(2)CS2是結(jié)構(gòu)對稱的共價化合物,屬于非極性分子,分子中含有兩個碳硫雙鍵,電子式為故答案為:非極性;
(3)Al的原子序數(shù)為13,最外層有3個電子,電子排布式為3s23p1;Al最高價氧化物對應(yīng)水化物為氫氧化鋁,氫氧化鋁為兩性氫氧化物,電離方程式為H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-,故答案為:3s23p1;H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-;
(4)元素的非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,S、C對應(yīng)的最高價氧化物對應(yīng)水化物分別為H2SO4和H2CO3,硫酸是強酸,碳酸是弱酸,所以非金屬性S>C,可以用硫酸制取碳酸證明,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,故答案為:S;H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑?!窘馕觥?2非極性3s23p1H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-SH2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑19、略
【分析】【分析】
周期表中的五種元素A、B、D、E、F,原子序數(shù)依次增大。A的基態(tài)原子價層電子排布為nsnnpn,那么n只能為2,則A的基態(tài)原子價層電子排布為2s2p2,A為C元素;B的基態(tài)原子2p能級有3個單電子,那么B的價層電子排布式為2s22p3,B是N元素;D是一種富集在海水中的元素,含量位于海水中各元素的第三位,那么D是Cl元素;E2+的3d軌道中有10個電子;E是Zn元素;F位于第六周期,與Cu同族,其單質(zhì)在金屬活動性順序表中排在末位,F(xiàn)是Au。可在此基礎(chǔ)上利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識解各小題。
【詳解】
根據(jù)分析;A;B、D、E、F分別為C、N、Cl、Zn、Au。
(1)E是鋅元素,核電荷數(shù)為30,在元素周期表中的位置為第四周期ⅡB族,E的基態(tài)原子的價層電子排布式3d104s2,答案為:3d104s2
(2)A、B形成的AB-,即CN-中C原子的價層電子對數(shù)為1+(4+1-1×3)/2=2,為sp雜化,CN-含有一個叁鍵;其中一個為σ鍵,另外2個為π鍵,σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1:2。答案為:sp;1:2
(3)AuCl3是一種褐紅色晶體,吸濕性極強,易溶于水和乙醇,以二聚體Au2Cl6的形式存在,則2個AuCl3應(yīng)通過配位鍵結(jié)合,Au為中心原子,Cl為配位原子,形成
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