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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年滬科版選修3化學上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是A.具有下列電子排布式①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4的原子中,原子半徑最大的是①B.具有下列價電子排布式①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4的原子中,第一電離能最大的是③C.①Na、K、Rb②N、P、Si③Na、P、Cl,元素的電負性隨原子序數(shù)增大而增大的是③D.某主族元素基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,當它與氯氣反應時生成的陽離子是X3+2、下列說法不正確的是A.晶體硅和石英都是通過共價鍵形成的原子晶體B.HCl和NaOH溶于水時破壞的化學鍵類型相同C.H2O比H2S穩(wěn)定是因為H-O鍵的鍵能大于H-S鍵的鍵能D.硫單質(zhì)和干冰均屬于分子晶體3、下列描述中正確的是()A.CS2為V形的極性分子B.ClO3-的空間構(gòu)型為平面三角形C.SF6中沒有6對完全相同的成鍵電子對D.SiF4和SO32-的中心原子均為sp3雜化4、在抗擊新冠病毒肺炎中瑞德西韋是主要藥物之一。瑞德西韋的結(jié)構(gòu)如圖所示;下列說法正確的是()
A.瑞德西韋中N、O、P元素的電負性:N>O>PB.瑞德西韋中的N—H鍵的鍵能大于O—H鍵的鍵能C.瑞德西韋中所有N都為sp3雜化D.瑞德西韋結(jié)構(gòu)中存在σ鍵、π鍵和大π鍵5、下面有關(guān)晶體的敘述中,正確的是A.干冰晶體中,每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子B.熔點由高到低的順序:KCl>NaCl>MgCl2>MgOC.金屬銅屬于六方最密堆積結(jié)構(gòu),金屬鎂屬于面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)D.若某晶體中含有非極性鍵,該晶體不可能是離子晶體6、下列有說法不正確的是()A.金屬的六方最密堆積和面心立方最密堆積的空間利用率最高B.B;鈉晶胞結(jié)構(gòu)如圖;鈉晶胞中每個鈉原子的配位數(shù)為8
C.溫度升高,金屬的導電性將變小D.干冰晶體熔化時,1mol干冰要斷裂2mol碳氧雙鍵評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)7、氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中都有廣泛應用;回答下列問題:
(1)氮元素原子的L層電子數(shù)為_______;
(2)NH3與NaClO反應可得到肼(N2H4),該反應的化學方程式為_______;
(3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(1)△H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ·mol-1
寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式_______;
(4)肼一空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時,負極的反應式為_______。8、碳;硅、鐵、銅、鋁、鈦是重要的材料元素。請回答下列有關(guān)問題:
(1)上述元素中屬于主族元素的是________(填寫元素符號,下同),在元素周期表d區(qū)的元素是________。
(2)原子核外電子含有四個能層的元素是________,基態(tài)原子的原子軌道中未成對電子數(shù)最多的是________。
(3)基態(tài)鈦原子外圍電子的電子排布圖為________。
(4)基態(tài)銅原子的外圍電子排布式為3d104s1,由此可判斷銅在元素周期表中位于第________周期________族。9、研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中;Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為______。元素Mn與O中,第一電離能較大的是________,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為__________和__________。
(3)在CO2和H2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質(zhì)中,沸點從高到低的順序為_______,原因是_____________。
(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外,還存在________。10、水是一種常見且重要的化學物質(zhì)。
(1)冰中水分子間的氫鍵可表示為_____(填選項字母)。
a.O—H—Ob.O—H?Oc.H—O—H
(2)水分子能微弱電離生成H3O+和OH-。
①與OH-互為等電子體的一種分子為_____(寫化學式;下同);
②與H2O互為等電子體的一種陰離子為_____。
(2)H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大的原因為______。
(3)氧與硫同主族,其中H2S比H2O更易分解的原因為_____。11、氮元素可以形成多種化合物.請回答以下問題:
⑴基態(tài)氮原子的價電子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物.
①請用價電子層對互斥理論推測NH3分子的空間構(gòu)型是__________________,其中H—N—H的鍵角為___________________,請根據(jù)價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃燒時發(fā)生的反應是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若該反應中有4molN—H鍵斷裂,則形成π鍵的數(shù)目為__________。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由___________________________________________。12、2019年的化學諾貝爾獎頒給了為鋰電池研究作出貢獻的三位科學家。有兩種常見鋰電池:一種是采用鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2或鎳鈷鋁酸鋰為正極的“三元材料鋰電池”;另一種是采用磷酸鐵鋰為正極的磷酸鐵鋰電池。請回答下列問題:
(1)基態(tài)鈷原子的價電子排布式為____,Mn位于元素周期表的____區(qū)(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。
(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,這四種酸中酸性最強的是___。PO43-的空間構(gòu)型是___,中心原子的雜化方式是____。
(3)CoO、MnO兩種氧化物的熔點由高到低的順序是___,原因是___。
(4)PH3是____分子(填“極性”或“非極性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是_____
(5)硫化鋰Li2S(摩爾質(zhì)量Mg?mol-1)的納米晶體是開發(fā)先進鋰電池的關(guān)鍵材料,硫化鋰的晶體為反螢石結(jié)構(gòu),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。若硫化鋰晶體的密度為ag.cm-3,則距離最近的兩個S2-的距離是___nm。(用含a、M、NA的計算式表示)
13、硫和鈣的相關(guān)化合物在化工;醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應用?;卮鹣铝袉栴}:
(1)鈣元素的焰色反應呈磚紅色,其中紅色對應的輻射波長為________nm(填字母)。
a.435b.500c.580d.605e.700
(2)元素S和Ca中,第一電離能較大的是________(填元素符號),其基態(tài)原子價電子排布式為________,其基態(tài)原子中電子的空間運動狀態(tài)有________種。
(3)硫的最高價氧化物對應的水化物H2SO4能與肼反應生成N2H6SO4,N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同,則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在________(填字母)。
a.離子鍵b.共價鍵。
c.配位鍵d.范德華力。
(4)基態(tài)Ca原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號是________,該能層為次外層時最多可以容納的電子數(shù)為________。鈣元素和錳元素屬于同一周期,且核外最外層電子排布相同,但金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低,原因是________________________________________________________。14、晶體具有規(guī)則的幾何外形,晶體中最基本的重復單位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x值小于1,測知FexO晶體密度ρ=5.71g·cm-3,晶胞邊長為4.28×10-10m。
(1)FexO中x值(精確至0.01)為________。
(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+,在Fe2+和Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分數(shù)(用小數(shù)表示,精確至0.001)為________。
(3)此晶體的化學式為________。
(4)與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是________。
(5)在晶體中,鐵離子間最短距離為________cm。評卷人得分三、工業(yè)流程題(共1題,共2分)15、飲用水中含有砷會導致砷中毒,金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水,其工藝流程如下:
已知:①As2S3與過量的S2-存在反應:As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。
(1)砷在元素周期表中的位置為_______;AsH3的電子式為______;
(2)下列說法正確的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半徑:S>P>As
c.第一電離能:S
(3)沉淀X為__________(填化學式);
(4)“一級沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應的化學方程式為__________;
(6)關(guān)于地下水中砷的來源有多種假設,其中一種認為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分四、原理綜合題(共1題,共8分)16、Li、Fe、As均為重要的合金材料,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的空間運動狀態(tài)有________個,占據(jù)最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為_________。
(2)Li的焰色反應為紫紅色,很多金屬元素能產(chǎn)生焰色反應的原因為_________。
(3)基態(tài)Fe3+比基態(tài)Fe2+穩(wěn)定的原因為____________。
(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于檢驗Fe3+。
①SCN-的立體構(gòu)型為_______,碳原子的雜化方式為_____________。
②K4[Fe(CN)6]中所含元素的第一電離能由大到小的順序為__________(用元素符號表示);1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數(shù)目為____________。
(5)H3AsO3的酸性弱于H3AsO4的原因為____________________。
(6)Li、Fe和As可組成一種新型材料,其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度可表示為______g●cm-3。(列式即可)
評卷人得分五、實驗題(共1題,共2分)17、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。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。評卷人得分六、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共18分)18、鉻云母是一些玉石、彩石的重要組成和著色礦物。理想的組分是含Al的八面體片,化學式為KAl2[Si3AlO10](OH,F(xiàn))2,其中的Al也可少量地被Fe、Mg、Mn、Cr;V等替換。
(1)基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為__。
(2)基態(tài)錳原子核外電子排布中能量最高的能級符號為___。
(3)O、F、Si三種元素的第一電離能由大到小的順序為___。
(4)O、F、Si與H形成的氫化物有H2O2、H2O、HF、SiH4、Si2H6等。
①SiH4中Si原子的雜化方式為__。
②H2O、HF、SiH4三種物質(zhì)中沸點最高的是__。
③等物質(zhì)的量的H2O2與Si2H6所含σ鍵數(shù)目之比為__。19、(1)氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酯時;會生成紫色配合物,其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示。
①此配合物中,基態(tài)鐵離子的價電子排布式為________________。
②此配合物中碳原子的雜化軌道類型有________________。
③此配離子中含有的化學鍵有____________(填字母)。
A.離子鍵B.金屬鍵C.極性鍵D.非極性鍵E.配位鍵F.氫鍵G.σ鍵H.π鍵。
④氯化鐵在常溫下是固體,熔點為306℃,沸點為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷氯化鐵的晶體類型為_________。
(2)基態(tài)A原子的價電子排布式為3s23p5;銅與A形成化合物的晶胞如圖所示(黑球代表銅原子)。
①該化合物的化學式為____________,A原子的配位數(shù)是______________。
②已知該化合物晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體中Cu原子和A原子之間的最短距離為________pm(列出計算表達式即可)。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、D【分析】【分析】
A;同周期自左而右原子半徑減小;同主族自上而下原子半徑增大;
B;同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢;ⅤA族3p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素;
C;同周期自左而右電負性增大;同主族自上而下電負性減小;
D;該元素第三電離能劇增;最外層應有2個電子,表現(xiàn)+2價。
【詳解】
A.①1s22s22p63s23p2是硅,②1s22s22p3是氮,③1s22s22p2是碳,④1s22s22p63s23p4是硫;電子層數(shù)越多半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大半徑越小,所以原子半徑最大的是硅,選項A正確;
B.①為Al元素;②為Si元素,③為P,④為S元素,同周期第IIA和第VA族元素的電離能大于同周期的相鄰其它元素,所以P的第一電離能最大,即對應的第一電離能最大的是③,選項B正確;
C.同周期自左而右電負性增大,同主族自上而下電負性減小,故①Na、K、Rb電負性依次減小;②N;P、As的電負性依次減小,③O、S、Se的電負性依次減小④Na、P、Cl的電負性依次增大,選項C正確;
D.該元素第三電離能劇增,最外層應有2個電子,表現(xiàn)+2價,當它與氯氣反應時最可能生成的陽離子是X2+;選項D不正確;
答案選D。
【點睛】
本題考查核外電子排布、微粒半徑比較、電離能與電負性等,難度中等,注意理解電離能與元素化合價關(guān)系、同周期第一電離能發(fā)生突躍原理。2、B【分析】【詳解】
A.晶體硅中Si原子之間以Si-Si鍵結(jié)合形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);屬于原子晶體;在石英中Si原子與O原子之間以Si-O鍵結(jié)合形成立體網(wǎng)狀晶體,也屬于原子晶體,因此二者都是通過共價鍵形成的原子晶體,A正確;
B.HCl是由分子構(gòu)成的物質(zhì);溶于水時破壞的化學鍵是共價鍵,而NaOH是離子化合物,溶于水時破壞的化學鍵是離子鍵,因此溶于水時破壞的化學鍵類型不相同,B錯誤;
C.H2O比H2S穩(wěn)定是因為O原子半徑比S原子半徑?。恍纬傻幕瘜W鍵H-O鍵的鍵能大于H-S鍵的鍵能,斷裂消耗更多能量,C正確;
D.硫單質(zhì)和干冰都是由分子通過分子間作用力構(gòu)成的晶體;因此都屬于分子晶體,D正確;
故合理選項是B。3、D【分析】【詳解】
A.CS2中心碳原子的價層電子對數(shù)為2;無孤電子對,所以為直線形構(gòu)型,分子的正負電荷中心重合,為非極性分子,故A錯誤;
B.ClO3-中心原子價層電子對數(shù)為=4;有一對孤電子對,所以空間構(gòu)型為三角錐形,故B錯誤;
C.硫原子最外層有6個電子;和氟原子之間有6對完全相同的成鍵電子對,故C錯誤;
D.SiF4中心原子價層電子對數(shù)為=4,SO32-中心原子的價層電子對數(shù)為=4,所以二者均為sp3雜化;故D正確;
故答案為D。4、D【分析】【詳解】
A.一般情況下非金屬性越強,電負性越強,所以電負性:O>N>P;故A錯誤;
B.O原子半徑小于N原子半徑;電負性強于N,所以O-H鍵的鍵能大于N-H鍵鍵能,故B錯誤;
C.形成N=C鍵的N原子為sp2雜化;形成C≡N鍵的N原子為sp雜化,故C錯誤;
D.該分子中單鍵均為σ鍵;雙鍵和三鍵中含有π鍵、苯環(huán)中含有大π鍵;故D正確;
故答案為D。5、A【分析】【詳解】
A.二氧化碳晶體屬于面心立方;每個二氧化碳分子周圍緊鄰二氧化碳分子個數(shù)=3×8÷2=12,故A正確;
B.離子晶體的晶格能大小取決于離子半徑的電荷的因素,離子半徑越小,電荷越多,晶格能越大,離子晶體的熔點越高,則有KCl<NaCl<MgCl2<MgO;故B錯誤;
C.金屬鎂為六方最密堆積,堆積方式為:金屬銅是面心立方最密堆積,堆積方式為:故C錯誤;
D.金剛石為原子晶體;晶體中含有非極性共價鍵C-C鍵,故D錯誤;
故答案為A。
【點睛】
一般相同同非金屬元素之間形成非極性鍵,已知某晶體中含有非極性鍵,若該晶體為化合物,可能是離子化合物、共價化合物,若為單質(zhì),可能為分子晶體,也可能為原子晶體。6、D【分析】【分析】
A.金屬的六方最密堆積空間利用率為74%;面心立方最密堆積的空間利用率是74%;
B.由圖可知納晶胞的結(jié)構(gòu)是體心結(jié)構(gòu);
C.溫度升高;金屬離子與電子之間的碰撞加劇,金屬導電性減弱;
D.分子晶體熔融時;只破壞分子間作用力,不破壞化學鍵。
【詳解】
A.金屬的六方最密堆積空間利用率為74%;面心立方最密堆積的空間利用率是74%,空間利用率相同,都是最高的,A項正確;
B.由圖可知鈉晶胞的結(jié)構(gòu)是體心結(jié)構(gòu);每個鈉原子周圍距離最近的鈉原子有8個,分別位于晶胞的八個頂點,配位數(shù)為8,B項正確;
C.溫度升高;金屬離子與電子之間的碰撞加劇,金屬導電性減弱,C項正確;
D.分子晶體熔融時;只破壞分子間作用力,不破壞化學鍵,干冰是分子晶體,D項錯誤;
答案選D。二、填空題(共8題,共16分)7、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3;所以氮元素原子的L層電子數(shù)為5,故答案為5;
(2)NH3與NaClO發(fā)生氧化還原反應可得到肼(N2H4)、氯化鈉和水,所以該反應的化學方程式為:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O,故答案為2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2H4反應生成N2和水蒸氣,將方程式②×2-①得肼和N2H4反應的熱化學方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol,故答案為2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol;
(4)肼一空氣燃料堿性電池中,負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣,電極反應式為:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,故答案為N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O。
考點:考查了熱化學方程式的書寫、原電池和電解池的工作原理的相關(guān)知識【解析】①.5②.2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O③.2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol④.N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑8、略
【分析】【詳解】
(1);C、Si是第ⅣA族元素;Al是第ⅢA族元素;Cu、Ti屬于副族,F(xiàn)e是第Ⅷ族元素。C、Si、Al為p區(qū),Ti、Fe為d區(qū),Cu為ds區(qū);
故答案為C;Si、Al;Ti、Fe;
(2)、第四周期的Ti、Fe、Cu均有四個能層;基態(tài)Fe原子的外圍電子排布式為3d64s2;d軌道中含有4個未成對電子;
故答案為Ti;Fe、Cu;Fe;
(3)、鈦位于第四周期ⅣB族,外圍電子排布式為3d24s2;
故答案為
(4);由外圍電子排布中的4s可推知Cu為第四周期;由外圍電子排布式中的電子為11個可知Cu在元素周期表中第11列,位于第ⅠB族;
故答案為四;ⅠB?!窘馕觥竣?C、Si、Al②.Ti、Fe③.Ti、Fe、Cu④.Fe⑤.⑥.四⑦.ⅠB9、略
【分析】【詳解】
(1)Co為27號元素,依據(jù)電子排布的原則,其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2。元素Mn為金屬,O為非金屬,第一電離能較大的是O;Mn和O的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)分別為3、2,則基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。答案為:[Ar]3d74s2;O;Mn;
(2)CO2分子中,C原子只與兩個氧原子形成共價鍵,且最外層無孤對電子,CH3OH分子中C原子與4個原子形成共價鍵,所以二者的雜化形式分別為sp和sp3。答案為:sp;sp3;
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四種分子中,CH3OH、H2O都能形成分子間的氫鍵,H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,CO2與H2均為非極性分子,CO2相對分子質(zhì)量較大、范德華力較大,所以沸點從高到低的順序為H2O>CH3OH>CO2>H2,答案為:H2O>CH3OH>CO2>H2;H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,CO2與H2均為非極性分子,CO2相對分子質(zhì)量較大;范德華力較大;
(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外,還存在Mn2+與NO3-間的離子鍵和NO3-內(nèi)的π鍵。答案為:離子鍵和π鍵。
【點睛】
注意分子間的范德華力比氫鍵小得多,比較沸點時,還需從氫鍵的數(shù)目和鍵長尋找突破?!窘馕觥竣?[Ar]3d74s2②.O③.Mn④.sp;sp3⑤.H2O>CH3OH>CO2>H2⑥.H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多⑦.CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大、范德華力較大⑧.離子鍵和π鍵10、略
【分析】【詳解】
(1)氫鍵可用X-H?Y表示。式中X和Y代表F,O,N等電負性大而原子半徑較小的非金屬原子,冰中水分子間的氫鍵可表示為O—H?O;
(2)①一個OH-含有10個電子,與OH-互為等電子體的一種分子為HF;
②1個水分子含有10個電子,等電子體的一種陰離子為NH
(2)H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大的原因為H2O中O原子有2對孤對電子,H3O+中O原子只有1對孤對電子,H3O+的孤對電子對成鍵電子的排斥力較?。?/p>
(3)氧與硫同主族,硫的非金屬性弱于氧,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2S<H2O,故硫化氫更易分解?!窘馕觥縝HFNHH2O中O原子有2對孤對電子,H3O+中O原子只有1對孤對電子,H3O+的孤對電子對成鍵電子的排斥力較小硫的非金屬性弱于氧,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2S<H2O11、略
【分析】【分析】
⑴N基態(tài)氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①先計算NH3分子中氮原子價層電子對數(shù),根據(jù)孤電子對影響鍵角進行分析;②有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應;生成1.5mol氮氣進行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶體,NH3可形成分子間氫鍵,AsH3、PH3根據(jù)相對分子質(zhì)量越大;范德華力越大,熔沸點越高進行分析。
【詳解】
⑴N核外有7個電子,其基態(tài)氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子價層電子對數(shù)為推測出NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形,其中H—N—H的鍵角為107°18′,請根據(jù)價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因是NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角;故答案為:三角錐形;NH3分子含有1個孤電子對;孤電子對影響鍵角。
②若該反應中有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應,生成1.5mol氮氣,因此形成π鍵的數(shù)目為3NA;故答案為:3NA。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3、PH3是分子晶體,根據(jù)相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,熔沸點越高分析得到AsH3相對分子質(zhì)量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高;故答案為:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質(zhì)量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。
【點睛】
物質(zhì)結(jié)構(gòu)是??碱}型,主要考查電子排布式、分子構(gòu)型,共價鍵分類,鍵角分析、熔沸點分析?!窘馕觥竣?2s22p3;②.三角錐形③.107°18′④.NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質(zhì)量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。12、略
【分析】【詳解】
(1)鈷(Co)的核電荷數(shù)為27,基態(tài)鈷原子的價電子排布式為為3d74s2,Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,屬于d區(qū),故答案為:3d74s2;d。
(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,偏磷酸的酸性最強,次,亞,正依次減弱,PO43-的中P原子的價層電子對數(shù)為4,且不含孤對電子,所以空間構(gòu)型是正四面體,中心原子的雜化方式是sp3,故答案為:HPO3;正四面體;sp3。
(3)CoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能,熔點:CoO>MnO;故答案為:
CoO>MnO;CoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+);CoO的晶格能大于MnO的晶格能。
(4)PH3分子中磷原子形成了3個σ鍵,1個孤電子對,其價層電子對的總數(shù)是4,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,是極性分子,NH3能與水分子形成氫鍵,所以在水中的溶解性NH3大于PH3,故答案為:極性;NH3能與水分子形成氫鍵,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小。
(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,X原子個數(shù)為:Y原子個數(shù)為:8,所以X為S2-,Y為Li+,設晶胞的邊長為bcm,cm,距離最近的兩個S2-的是面對角線的一般,面對角線為則距離最近的兩個S2-的距離為nm,故答案為:【解析】3d74s2dHPO3正四面體sp3CoO>MnOCoO和MnO都屬于離子晶體,離子半徑:r(Mn2+)>r(Co2+),CoO的晶格能大于MnO的晶格能極性NH3能與水分子形成氫鍵,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小13、略
【分析】【詳解】
(1);鈣元素的焰色反應呈磚紅色;其中紅色對應的輻射波長為700nm,故選E;
(2)、S原子吸引電子的能力大于Ca原子,第一電離能較大的是S,S是16號元素,基態(tài)原子價電子排布式為3s23p4;原子核外有多少個電子就有多少種運動狀態(tài);
故答案為S;3s23p4;16;
(3)、N2H6SO4和(NH4)2SO4都是離子晶體,N2H62+和SO42-之間存在離子鍵,N2H62+中N和H之間形成6個共價鍵(其中2個為配位鍵),N和N之間形成共價鍵,SO42-中S和O之間形成共價鍵,N2H6SO4晶體中不存在范德華力;故選d;
(4);基態(tài)Ca原子含有4個電子層;核外電子占據(jù)最高能層的符號是N,該能層為次外層時容納的電子數(shù)不超過18個。Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少,導致鈣中金屬鍵較弱,使得金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低;
故答案為N;18;Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少,金屬鍵較弱?!窘馕觥竣?E②.S③.3s23p4④.16⑤.d⑥.N⑦.18⑧.Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少,金屬鍵較弱14、略
【分析】【詳解】
(1)由氯化鈉晶胞可知在此晶胞中應有4個FexO,根據(jù)密度公式可得(56x+16)×4/NA=5.71×(4.28×10-8)3;解得x≈0.92。
(2)設晶體中的Fe2+個數(shù)為y,根據(jù)化合物中電荷守恒的原則,即正電荷總數(shù)等于負電荷總數(shù)可得:2y+3×(0.92-y)=2,解得y=0.76,所以可得Fe2+所占分數(shù)=≈0.826。
(3)含F(xiàn)e3+個數(shù)為0.92-0.76=0.16,此晶體的化學式為
(4)根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)可知與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-位于面心處;圍成的空間幾何形狀是正八面體;
(5)由FexO晶體晶胞的結(jié)構(gòu)及晶胞的邊長可知,鐵離子間最短距離為面對角線的一半,即為×4.28×10-10m≈3.03×10-10m=3.03×10-8cm?!窘馕觥?.920.826正八面體3.03×10-8三、工業(yè)流程題(共1題,共2分)15、略
【分析】【分析】
廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化鈉生成As2S3沉淀,為防止As2S3與硫離子反應再次溶解,所以再加入硫酸亞鐵除去過量的硫離子,過濾得到As2S3和FeS,濾液中加入過氧化氫將亞砷酸氧化成砷酸,亞鐵離子氧化成鐵離子,再加入CaO沉淀砷酸根、鐵離子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低濃度含砷廢水。
【詳解】
(1)As元素為33號元素,與N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨氣分子結(jié)構(gòu)相同為共價化合物,砷原子和三個氫原子形成三個As-H鍵,電子式為:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金屬性增強,最高價氧化物對應水化物酸性增強,同主族自上而下非金屬性減弱,最高價氧化物對應水化物酸性減弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正確;
b.同周期主族元素自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑依次增大,原子半徑:As>P>S,故b錯誤;
c.同主族元素自上而下第一電離能減小,P和S同周期,但是P原子3p能級為半滿狀態(tài),更穩(wěn)定,第一電離能更大,所以第一電離能P>S>As;故c錯誤;
綜上所述選a;
(3)根據(jù)分析可知沉淀為微溶物CaSO4;
(4)As2S3與過量的S2-存在反應:As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq),所以需要加入FeSO4除去過量的硫離子;使平衡逆向移動,一級沉砷更完全;
(5)含砷物質(zhì)物質(zhì)為H3AsO3,加入過氧化氫可以將其氧化成H3AsO4,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得化學方程式為H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根據(jù)題意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根據(jù)元素守恒可知反應物應該還有H2O,F(xiàn)eS2整體化合價升高15價,一個O2降低4價,所以二者的系數(shù)比為4:15,再根據(jù)元素守恒可得離子方程式為4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【點睛】
同一周期元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折,當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,元素的第一電離能大于相鄰元素。【解析】第四周期第VA族aCaSO4沉淀過量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq)平衡逆向移動,使一級沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+四、原理綜合題(共1題,共8分)16、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理書寫Li核外電子排布式;據(jù)此書寫基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的空間運動狀態(tài),據(jù)此判斷Li原子核外占據(jù)最高能層電子的電子云輪廓圖形狀;
(2)焰色反應是是電子躍遷的結(jié)果;
(3)原子核外各個軌道電子排布處于全滿;半滿或全空時是穩(wěn)定狀態(tài);
(4)①根據(jù)價層電子對分析,在SCN-中C原子形成了共價三鍵;據(jù)此判斷C原子雜化類型;
②元素吸引電子能力越大;其電離能就越大;根據(jù)配位體及配位原子中含有的σ鍵計算;
(5)根據(jù)物質(zhì)中含有的非羥基O原子數(shù)目分析;
(6)先根據(jù)均攤方法計算一個晶胞中含有的各種元素的原子個數(shù)然后根據(jù)ρ=計算密度。
【詳解】
(1)Li核外電子排布式是1s22s1;1個原子軌道為1個空間運動狀態(tài),基態(tài)Li原子核外電子占據(jù)的軌道有1s;2s兩個,故有2個空間運動狀態(tài)。占據(jù)最高能層為L層2s軌道,故電子云輪廓圖形狀為球形;
(2)金屬元素產(chǎn)生焰色反應的原因為電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時;以光的形式釋放多余的能量,形成焰色反應,不同金屬元素的電子躍遷時釋放的能量不同,因此焰色反應不同;
(3)基態(tài)Fe3+的價層電子排布式為3d5,為d軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),相對穩(wěn)定形強,而基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d6;穩(wěn)定性不如半充滿狀態(tài);
(4)①SCN-中C原子的價層電子對數(shù)目為2;立體構(gòu)型為直線形,其中碳原子的雜化方式為sp;
②K4[Fe(CN)6]中基態(tài)K、Fe、C、N原子吸引電子能力依次增強,第一電離能依次增大;所以四種元素的第一電離能由大到小的順序為N>C>Fe>K;Fe2+與CN-形成配位鍵含6個σ鍵,每1個CN-中含有1個σ鍵,所以1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數(shù)目為12NA;
(5)H3AsO3中非羥基氧原子數(shù)是0,而H3AsO4中非羥基氧原子數(shù)是1,可見H3AsO3中非羥基氧原子數(shù)小于H3AsO4,酸分子中非羥基O原子數(shù)目越大,該酸的酸性就越強,且非羥基氧原子數(shù)少的酸分子中砷元素的正電性更小,羥基更不易電離出氫離子,故酸性弱于H3AsO4;
(6)由圖可知,每個晶胞中含有4個Li、4個As、4個Fe,則該晶體的密度可表示為ρ=g/cm3。
【點睛】
本題考查了原子核外電子排布、原子的雜化方式、電離能及含氧酸的酸性比較、化學鍵數(shù)目的計算和晶體密度的計算等,全面考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu),掌握核外電子排布規(guī)律、價層電子對互斥理論等物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論及電離能、電負性等概念是本題解答的關(guān)鍵,在進行晶體密度計算時,要學會用均攤法分析,題目考查了學生的分析與計算能力?!窘馕觥?球形電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時,以光的形式釋放能量基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為3d6,而基態(tài)Fe3+的價層電子排布式為3d5,為半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性更強直線形spN>C>Fe>K12NAH3AsO3中非羥基氧原子數(shù)小于H3AsO4,砷元素的正電性更小,羥基更不易電離出氫離子五、實驗題(共1題,共2分)17、略
【分析】【分析】
兩種配合物可電離出的氯離子數(shù)目不同;可將等質(zhì)量的兩種配合物配制成溶液,滴加硝酸銀,根據(jù)生成沉淀的多少判斷。
【詳解】
兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,內(nèi)界氯離子不能與硝酸銀反應,外界氯離子可以與硝酸銀反應,將這兩種配合物區(qū)別開來的實驗方案:稱取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量用硝酸酸化的硝酸銀溶液,充分反應后,過濾、洗滌、干燥后稱量,所得AgCl固體質(zhì)量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,所得Ag
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