
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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年中圖版選修3化學上冊階段測試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9題,共18分)1、下列說法中正確的是A.元素的第一電離能越大,其金屬性越強B.原子核外的M層上的s能級和p能級都填滿了電子,而d軌道上尚未排有電子的兩種原子,其對應(yīng)元素不一定位于同一周期C.元素電負性越大的原子,失電子能力越強D.金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的難易,只跟該金屬元素的第一電離能有關(guān)2、如圖是元素周期表前四周期的一部分,下列有關(guān)R;W、X、Y、Z五種元素的敘述中,正確的是()
A.通常情況下五種元素的單質(zhì)中,Z單質(zhì)的沸點最高B.Y、Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同C.W的電負性比X的的電負性大D.第一電離能:R>W(wǎng)>Y3、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4、下列說法正確的是A.石墨晶體呈層狀結(jié)構(gòu),每個碳原子只有3個價電子形成共價鍵B.白磷是正四面體分子,鍵角是109°28′,1摩爾白磷含共價鍵6NA個C.臭氧是直線型分子,等質(zhì)量的臭氧和氧氣所含的氧原子數(shù)相同D.S8是分子晶體,8個硫原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),摩爾質(zhì)量為256g5、CH3+、—CH3、CH3—都是重要的有機反應(yīng)中間體,有關(guān)它們的說法錯誤的是()A.它們互為等電子體,碳原子均采取sp2雜化B.CH與NH3、H3O+互為等電子體,幾何構(gòu)型均為三角錐形C.CH中的碳原子采取sp2雜化,所有原子均共面D.2個—CH3或1個CH3+和1個CH3—結(jié)合均可得到CH3CH36、下列物質(zhì)的分子中,鍵角最小的是()A.H2OB.NF3C.CH4D.NH37、下列對一些實驗事實的理論解釋正確的是()。選項實驗事實理論解釋AN原子的第一電離能大于O原子N原子2p軌道半充滿BCO2為直線形分子CO2分子中C=O之間的夾角為109.5°CNH3極易溶于水NH3與H2O發(fā)生化學反應(yīng)DHF的沸點高于HClHF的相對分子質(zhì)量小于HCl
A.AB.BC.CD.D8、下列物質(zhì)中分子間存在大量氫鍵的是()A.CH3CH2OH(l)B.CH3—O—CH3(l)C.C2H6(g)D.NH3(g)9、下列說法正確的是A.水的沸點較高是因為水分子間存在較強的化學鍵B.離子晶體中可能存在共價鍵,而分子晶體中一定存在共價鍵C.CO2與SiO2均為共價化合物,其固體熔化時,均破壞了分子間作用力D.某物質(zhì)熔點1067°C,易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)均能導(dǎo)電,其晶體一定為離子晶體評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)10、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)。11、三價鉻離子(Cr3+)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要組成成分,GTF能夠協(xié)助胰島素發(fā)揮作用。構(gòu)成葡萄糖耐量因子和蛋白質(zhì)的元素有C、H、O、N、S、Cr等;回答下列問題:
(l)Cr的價電子排布式為______;
(2)O、N、S的第一電離能由大到小的順序為______;
(3)SO2分子的VSEPR模型為______,其中心原子的雜化方式為______;
(4)CO和N2互為等電子體,兩種物質(zhì)相比沸點較高的是______,其原因是______;
(5)化學式為CrCl3?6H2O的化合物有多種結(jié)構(gòu),其中一種可表示為[CrCl2(H2O)4]Cl?2H2O,該物質(zhì)的配離子中提供孤電子對的原子為______,配位數(shù)為______;
(6)NH3分子可以與H+結(jié)合生成這個過程發(fā)生改變的是______(填序號)
A.微粒的空間構(gòu)型B.N原子的雜化類型C.H-N-H鍵角D.微粒的電子數(shù)。
(7)由碳元素形成的某種晶體的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度為ρg?cm-3,則該晶胞的棱長為______pm。
12、配合物X{[Cu(phen)(Thr)(H2O)]ClO4}能夠通過插入或部分插入的模式與DNA作用,它可由Cu(ClO4)2、HThr(結(jié)構(gòu)簡式如圖l所示);phen等為原料制備。
(1)Cu2+基態(tài)電子排布式為___。
(2)ClO4-的空間構(gòu)型為__(用文字描述),與ClO4-互為等電子體的一種分子的化學式為___。
(3)HThr分子中,碳原子的雜化類型為___;1molHThr中含有σ鍵的數(shù)目為___。
(4)配合物X中配離子的結(jié)構(gòu)如圖2所示,則配位原子為___(填元素符號)。
13、以Fe和BN為原料合成的鐵氮化合物在光電子器材領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
(1)基態(tài)Fe原子核外電子排布式為___。
(2)硼在室溫下與F2反應(yīng)生成BF3,BF3的空間構(gòu)型為__。寫出一種與BF3互為等電子體的陰離子:___。
(3)以氨硼烷(NH3BH3)為原料可以獲得BN。氨硼烷的結(jié)構(gòu)式為__(配位鍵用“→”表示),氨硼烷能溶于水,其主要原因是__。
(4)如圖為Fe與N所形成的一種化合物的基本結(jié)構(gòu)單元,該化合物的化學式為__。
14、鎂;鋁、硅、銀、鐵的單質(zhì)及其化合物在建筑業(yè)、飛機制造業(yè)、電子工業(yè)和石油化工等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)Fe3+價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為__。
(2)晶體硅屬于______晶體。硅能形成多種化合物(如SiH4、Si2H4等),SiH4的分子的立體構(gòu)型為____;Si2H4分子中含有的σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為____。
有機物種類繁多的原因其中之一就是因為碳原子之間既可以形成單鍵又可以形成雙鍵和三鍵,Si和Ge與C是同主族價電子數(shù)相同,但是Si和Ge就難形成雙鍵或三鍵,原因是________
(3)Mg、Al、Si的第一電離能由大到小順序:______________
(4)Ca和Fe屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬Ca的熔點、沸點等都比金屬Fe低,原因是______。
(5)Ag晶體的堆積方式為面心立方最密堆積(如圖所示),晶胞中Ag原子的配位數(shù)為______;設(shè)Ag原子半徑為rcm,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,則Ag晶體的密度為______g·cm-3(寫出表達式)。
評卷人得分三、計算題(共9題,共18分)15、(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)(如圖a),試回答下列問題:圖中平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為____個、占有的碳碳鍵數(shù)為____個,碳原子數(shù)目與碳碳化學鍵數(shù)目之比為_______。
(2)2001年報道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖b所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元:鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底面還各有1個鎂原子,6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學式可表示為_______。16、鐵有δ;γ、α三種同素異形體;三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。
(1)δ、γ、α三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。
(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm,α-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半徑為rpm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則γ-Fe單質(zhì)的密度為_______g/cm3(用含r的表達式表示;列出算式即可)
(4)三氯化鐵在常溫下為固體,熔點為282℃,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)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。17、SiC有兩種晶態(tài)變體:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞;結(jié)構(gòu)與金剛石相似,晶胞參數(shù)為434pm。針對β—SiC回答下列問題:
⑴C的配位數(shù)為__________。
⑵C和Si的最短距離為___________pm。
⑶假設(shè)C的原子半徑為r,列式并計算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)18、用X射線研究某金屬晶體,測得在邊長為360pm的立方晶胞中含有4個金屬原子,此時金屬的密度為9.0g/cm3。試回答下列問題:
(1)此金屬晶胞屬于哪一種類型?_______
(2)求每個晶胞的質(zhì)量。_______
(3)求此金屬的相對原子質(zhì)量。_______
(4)求此金屬原子的原子半徑(pm)。_______19、金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為____________。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為________g·cm-3(列出計算式)。
20、如圖是金屬鎢晶體中的一個晶胞的結(jié)構(gòu)模型(原子間實際是相互接觸的)。它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。實驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對原子質(zhì)量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請回答以下各題:
(1)每一個晶胞中分攤到__________個鎢原子。
(2)計算晶胞的邊長a。_____________
(3)計算鎢的原子半徑r(提示:只有體對角線上的各個球才是彼此接觸的)。___________
(4)計算金屬鎢原子采取的體心立方密堆積的空間利用率。____________21、NaCl是重要的化工原料。回答下列問題。
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈_______色。價電子被激發(fā)到相鄰高能級后形成的激發(fā)態(tài)Na原子,其價電子軌道表示式為_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu),但其熔點比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Cl2反應(yīng);可以形成一種晶體,其立方晶胞如圖所示(大球為Cl,小球為Na)。
①若A的原子坐標為(0,0,0),B的原子坐標為(0,),則C的原子坐標為_______。
②晶體中,Cl構(gòu)成的多面體包含______個三角形的面,與Cl緊鄰的Na個數(shù)為_______。
③已知晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為_________g·cm-3(列出計算式)。22、NaCl晶體中Na+與Cl-都是等距離交錯排列,若食鹽的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023mol-1,食鹽的摩爾質(zhì)量為58.5g·mol-1。則食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離是多少?_______23、通常情況下;氯化鈉;氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如下圖所示。
(1)在NaCl的晶胞中,與Na+最近且等距的Na+有_____個,在NaCl的晶胞中有Na+_____個,Cl-____個。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過_________結(jié)合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧鍵。
(4)設(shè)二氧化碳的晶胞密度為ag/cm3,寫出二氧化碳的晶胞參數(shù)的表達式為____nm(用含NA的代數(shù)式表示)評卷人得分四、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)24、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)的化學方程式是____________。25、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____。26、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________。27、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)的化學方程式:____________________。28、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__________。評卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共4分)29、已知A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,其元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如圖:。A原子核外電子分占3個不同能級,且每個能級上排布的電子數(shù)相同B原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同C在周期表所有元素中電負性最大D位于周期表中第4縱列E基態(tài)原子M層全充滿,N層只有一個電子
(1)A的最高價氧化物是___________分子(填“極性”或“非極性”)。
(2)B與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序為___________(請?zhí)钤胤?;其一種氣態(tài)氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化軌道類型為___________。
(3)C的氣態(tài)氫化物沸點是同族元素氫化物沸點中最高的,其原因是___________。
(4)A、B、C三種元素的原子半徑由大到小的順序:___________(請?zhí)钤胤?。
(5)D屬于___________區(qū)的元素,其基態(tài)原子的價電子排布圖為___________。
(6)E的基態(tài)原子電子排布式為___________。30、氮氣、羥基乙胺(HOCH2CH2NH2)和氮化鎵都含氮元素;其用途非常廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)氮原子價層電子排布圖為___,其中電子能量最高的能級是___。
(2)HOCH2CH2NH2所含非金屬元素電負性由大到小順序為___,其中C和N的雜化方式均為___HOCH2CH2NH2中∠HOC小于∠HNC,其原因是___。
(3)HOCH2CH2NH2是一種常見的二齒配體,能和Co2+形成環(huán)狀配離子。Co位于元素周期表中___區(qū),該環(huán)狀配離子的配位原子為___。
(4)氮化鎵為六方晶胞,其結(jié)構(gòu)如圖,其中Ga作六方最密堆積。Ga填充在N圍成的___(選填:八面體空隙、正四面體空隙、立方體空隙或三角形空隙);已知該晶胞底邊邊長為apm,高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為___g?cm-3(列出計算式即可)。
評卷人得分六、有機推斷題(共2題,共10分)31、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________。32、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________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【詳解】
A.第一電離能越大;原子失電子能力越弱,金屬性越弱,故A錯誤;
B.原子核外的M層上的s能級和p能級都填滿了電子的原子是Ar;而3d軌道上沒有排電子的原子可以在4s軌道上排了電子,所以可以是氬元素,也可以是鉀,故B正確;
C.元素電負性越大的原子;吸引電子能力越強,故C錯誤;
D.金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)時,例如鈉生成價的化合物,鎂生成價的化合物;鋁生成+3價的化合物,所以不只跟該金屬元素的第一電離能有關(guān),與第二電離能,第三電離能也有關(guān)系,故D錯誤;
答案選B。2、D【分析】【分析】
根據(jù)元素在周期表中的位置可判斷出:R為Ar、Z為Br;Y為S、W為P、X為N。
【詳解】
A、Br2在常溫下為液體,而S和P在常溫下為固體,所以五種元素的單質(zhì)中,不是Br2的沸點最高;A錯誤;
B、S2-的電子層結(jié)構(gòu)與Ar相同,而Br-的電子層結(jié)構(gòu)與Ar不相同;B錯誤;
C;N的電負性大于P的電負性;C錯誤;
D、同周期,從左到右,元素的電離能增大,但第ⅤA的電離能大于第ⅥA的,第ⅡA的電離能大于第ⅢA的,所以第一電離能大小關(guān)系為:Ar>P>S;D正確。
答案為D。3、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原子半徑小;形成的化學鍵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。4、A【分析】【詳解】
A.石墨的層狀結(jié)構(gòu)圖為每個碳原子與其它3個碳原子形成3個共價鍵,所以每個碳原子只有3個價電子形成共價鍵,A選項正確;
B.白磷的分子的結(jié)構(gòu)為白磷分子呈正四面體,鍵角60°,1mol白磷含共價鍵6mol,個數(shù)為6NA;B選項錯誤。
C.臭氧分子含3個O原子;為V型結(jié)構(gòu),而等質(zhì)量的臭氧和氧氣,均由氧原子構(gòu)成,則氧原子物質(zhì)的量相同,所含的氧原子數(shù)相同,C選項錯誤;
D.S8是分子晶體;8個硫原子不在同一個平面上,摩爾質(zhì)量為256g/mol,D選項錯誤;
答案選A。
【點睛】
C選項為易錯選項,解答時要注意O2和O3是同素異形體,等質(zhì)量的臭氧和氧氣,均由氧原子構(gòu)成,氧原子物質(zhì)的量相同,所含的氧原子數(shù)相同,但分子的空間構(gòu)型不同。5、A【分析】【詳解】
A項、CH3+、—CH3、CH3—分別具有6個;7個和8個價電子;電子總數(shù)分別是8個、9個和10個,它們不是等電子體,故A錯誤;
B項、CH3—與NH3、H3O+均具有8個價電子;4個原子;互為等電子體,幾何構(gòu)型均為三角錐形,故B正確;
C項、根據(jù)價層電子對互斥模型,CH3+中C原子的價電子對數(shù)為3,碳原子采取sp2雜化;其空間構(gòu)型是平面三角形,故C正確;
D項、根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒可知,2個—CH3或1個CH3+和1個CH3—結(jié)合都能得到CH3CH3;故D正確;
故選A。
【點睛】
原子總數(shù)相同、價電子數(shù)相同的微?;榈入娮芋w是判斷等電子體的關(guān)鍵,也是解答關(guān)鍵。6、A【分析】【詳解】
在分子中,中心原子上孤電子對之間的排斥力>孤電子對和成鍵電子之間的排斥力>成鍵電子之間的排斥力,則含有孤電子對越多,分子中的鍵角越小,由于H2O、NF3、CH4、NH3它們中心原子均采用sp3雜化,sp3雜化的理論鍵角為109°28′,根據(jù)H2O中O原子含有2個孤電子對,NF3中N原子含有1個孤電子對,NH3分子中N原子含有1個孤電子對,CH4分子中C原子不含孤電子對,所以鍵角最小的是H2O;
答案為A。7、A【分析】【詳解】
A.N原子核外電子排布式為1s22s22p3,2p能級半充滿,O原子核外電子排布式為1s22s22p4;半充滿結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,N原子失電子較難,第一電離能大于O原子,A正確;
B.因為CO2分子的價層電子對是2,根據(jù)價層電子對互斥理論,CO2中C為sp雜化,CO2分子是直線型;B錯誤;
C.由于NH3和H2O都是極性分子,根據(jù)相似相溶規(guī)律,所以NH3極易溶于水;C錯誤;
D.由于HF分子間存在氫鍵;氯化氫中不含氫鍵,所以HF的沸點高,D錯誤。
答案選A。8、A【分析】【分析】
【詳解】
氫鍵是指已經(jīng)與電負性很大的原子(如N、O、F)形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子(如N、O、F)之間的作用力。B,C兩項中的物質(zhì)二甲醚和乙烷中均不存在氫鍵;由于氣體分子間距太大,氣體不會形成氫鍵,只有在液體中才會有氫鍵,故答案為:A。9、D【分析】【詳解】
A.水的沸點較高是因為水分子間存在較強的氫鍵;故A錯誤;
B.離子晶體中可能存在共價鍵如氫氧化鈉;而分子晶體中不一定存在共價鍵,如稀有氣體,是單原子分子,沒有化學鍵,故B錯誤;
C.CO2與SiO2均為共價化合物,但CO2是分子晶體,其固體熔化時,破壞了分子間作用力,SiO2是原子晶體;其固體熔化時,破壞共價鍵,故C錯誤;
D.離子晶體的熔沸點較高,一般在幾百至1000℃左右,某物質(zhì)熔點1067℃;易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)能導(dǎo)電的是離子化合物,其晶體一定為離子晶體,故D正確;
答案選D。
【點睛】
離子晶體的熔沸點較高,一般在幾百至1000℃左右,其溶于水及熔化時均能夠?qū)щ?。二、填空題(共5題,共10分)10、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式。中學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。【解析】①.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)311、略
【分析】【分析】
根據(jù)Cr的原子序數(shù)和在周期表的位置,寫出價電子排布;根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律判斷第一電離能大小;根據(jù)VSEPR理論判斷SO2的VSEPR模型和中心原子的雜化形式;根據(jù)等電子體,分子量相同,由分子的極性判斷熔沸點高低;根據(jù)配位體的結(jié)構(gòu)判斷配體提供孤電子對和配位數(shù);根據(jù)VSEPR理論判斷NH3變?yōu)镹H4+時引起的變化;根據(jù)均攤法計算晶胞中C原子個數(shù);由密度,質(zhì)量計算晶胞的棱長;據(jù)此解答。
【詳解】
(1)Cr是24號元素,在元素周期表中位于第四周期第VIB,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,基態(tài)原子價電子排布為3d54s1;答案為:3d54s1。
(2)非金屬性越強;第一電離能越大,N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰元素,O,S屬于同主族元素,從上往下,非金屬性減弱,O的原子序數(shù)比S小,則非金屬性O(shè)>S,第一電離能O>S,則O;N、S的第一電離能由大到小的順序為N>O>S;答案為N>O>S。
(3)SO2分子的價層電子對數(shù)=2+=3,VSEPR模型的名稱為平面三角形,S原子采取sp2雜化;答案為平面三角形,sp2。
(4)CO和N2互為等電子體,且CO和N2分子量相同,由于CO是極性分子,N2是非極性分子,分子的極性越強分子間作用力越強熔沸點越高,所以熔沸點CO大于N2;答案為CO,CO和N2分子量相同,由于CO是極性分子,N2是非極性分子;極性分子與極性分子之間的范德華力較強,故CO沸點較高。
(5)由[CrCl2(H2O)4]Cl?2H2O結(jié)構(gòu)可知,中心原子Cr3+提供空軌道;配體Cl;O提供孤電子對,配位數(shù)為2+4=6;答案為Cl、O,6。
(6)NH3分子可以與H+結(jié)合生成NH4+,NH3分子中N原子價層電子對數(shù)=3+=3+1=4,采取sp3雜化,有一個孤電子對,空間構(gòu)型為三角錐形,NH4+中N原子價層電子對數(shù)=4+=4+0=4,采取sp3雜化;無孤電子對,空間構(gòu)型為正四面體,二者中N原子價層電子對數(shù)均是4,N原子孤電子對數(shù)由1對變?yōu)?,N原子雜化方式不變,電子數(shù)數(shù)目不變,空間構(gòu)型由三角錐形變?yōu)檎拿骟w,鍵角減??;答案為A;C。
(7)晶胞中碳原子數(shù)目=4+8×+6×=8,設(shè)晶胞棱長為apm,則8×=ρg/cm3×(a×10-10cm)3,解得a=×1010pm;答案為×1010。【解析】①.3d54S1②.N>O>S③.平面三角形④.sp2雜化⑤.CO⑥.CO為極性分子,N2為非極性分子,極性分子與極性分子之間的范德華力較強,故CO沸點較高⑦.O、Cl⑧.6⑨.AC⑩.×101012、略
【分析】【詳解】
(1)Cu為29號元素,失去2e-得到Cu2+,則Cu2+基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9,故答案為:1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9;
(2)ClO4-的孤電子對數(shù)=則ClO4-的空間構(gòu)型為正四面體形,與ClO4-互為等電子體的有CCl4等,故答案為正四面體形;CCl4;
(3)分子中C原子含有雙鍵和單鍵,則C的雜化方式有:sp2、sp3,1個HThr中含有16個σ鍵,則1molHThr中含有σ鍵的數(shù)目為:16mol或16×6.02×1023個,故答案為:sp2、sp3;16mol或16×6.02×1023個;
(4)根據(jù)配合物X中配離子的結(jié)構(gòu)可知,配合物X中配離子的配位原子為O、N,故答案為:O、N。【解析】①.1s22s22p63s23p63d9或者[Ar]3d9②.正四面體形③.CCl4等④.sp2、sp3⑤.16mol或16×6.02×1023個⑥.O、N13、略
【分析】【分析】
根據(jù)分子中δ鍵和孤電子對數(shù)判斷雜化類型和分子的空間構(gòu)型;根據(jù)均攤法;晶胞中的S;Fe原子數(shù)目,進而確定化學式。
【詳解】
(1)根據(jù)電子能級排布,基態(tài)Fe原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2。
(2)BF3分子中,B原子價層電子對數(shù)=3+中心原子B原子沒有孤對電子,則應(yīng)為sp2雜化,空間構(gòu)型為平面三角形。原子數(shù)相同,價電子數(shù)相同的粒子互為等電子體,則與BF3互為等電子體的陰離子為CO32-。
(3)氮原子提供一對共用電子對給硼原子形成配位鍵,氨硼烷的結(jié)構(gòu)式為氨硼烷能溶于水,其主要原因是氨硼烷與水分子間形成氫鍵。
(4)由圖可知,根據(jù)均攤法,該晶胞中鐵原子個數(shù)為4,氮原子個數(shù)=1+4×=1.5,鐵原子和氮原子的數(shù)目之比為8:3,所以該化合物的化學式為Fe8N3?!窘馕觥竣?[Ar]3d64s2②.平面三角形③.CO32-④.⑤.氨硼烷與水分子間形成氫鍵⑥.Fe8N314、略
【分析】【分析】
根據(jù)Fe核電荷數(shù)為26,核外26個電子,F(xiàn)e3+則失去最外層4s上2個電子和3d軌道上一個電子,寫出價電子的軌道表達式;根據(jù)Si晶體的結(jié)構(gòu)推出晶體類型,由VSEPR理論確定SiH4的空間構(gòu)型,由C2H4結(jié)構(gòu)類推Si2H4中σ鍵;π鍵;由Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道不能重疊,說明難形成雙鍵或叁鍵;根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律,判斷電離能的大小;根據(jù)Ca的原子半徑比Fe大,形成金屬鍵弱來解釋;根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu),進行晶胞的相關(guān)計算。
【詳解】
(1)Fe元素為26號元素,原子核外有26個電子,所以核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,F(xiàn)e3+的價層電子為其3d能級上5個電子,F(xiàn)e3+的價層電子的電子排布圖為:答案為:
(2)晶體硅是Si原子間通過共價鍵形成的網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu),屬于原子晶體,SiH4的中心原子的價層電子對數(shù)=4+(4?1×4)=4,沒有孤電子對,故中心原子的雜化軌道類型為sp3雜化,其分子的立體構(gòu)型為正四面體,鍵角109°28',Si2H4分子與乙烯一致,Si原子成2個Si-H鍵、1個Si=Si鍵,單鍵是σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,故分子中含有5個σ鍵、1個π鍵,1molSi2H4分子中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為5:1;因為Si;Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵,答案為原子,正四面體,5:1,因為Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵。
(3)同一周期元素;元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族;第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,Mg、Al、Si為同一周期元素,鎂為IIA族元素,所以元素第一電離能:Si>Mg>Al;答案為Si>Mg>Al。
(4)與Fe相比Ca的原子半徑較大;且價電子較少,金屬鍵較弱,則金屬Ca的熔點;沸點等都比金屬Fe低;答案為金屬Ca的原子半徑較大,且價電子較少,金屬鍵較弱。
(5)由晶胞圖可知,Ag為面心立方最密堆積,以頂點Ag原子研究,其配原子位于晶胞面心,每個頂點為8個晶胞共用,每個面心為2個晶胞共用,故其配原子數(shù)目為=12,處于面對角線上的原子相鄰,Ag原子半徑為rcm,則晶胞棱長為2rcm,晶胞中Ag原子數(shù)目=8×+6×=4,晶胞質(zhì)量=4×g,晶體密度=(4×g)÷(2rcm)3=g?cm-3;答案為:12,【解析】①.②.原子③.正四面體形④.5:1⑤.Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵⑥.Si>Mg>Al⑦.Ca的原子半徑較大,且價電子較少,金屬鍵較弱⑧.12⑨.三、計算題(共9題,共18分)15、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個碳原子由3個正六邊形共用,每個碳碳鍵由2個正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計算晶胞中Mg原子和B原子的個數(shù);進而確定化學式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個碳原子由3個正六邊形共用,每個碳碳鍵由2個正六邊形共用,則平均每個正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個;碳原子數(shù)目與碳碳化學鍵數(shù)目之比為2:3;
(2)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)單元可知,在六棱柱頂點上的鎂原子被6個六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個數(shù)比為3:6=1:2,所以化學式為MgB2。【解析】232:3MgB216、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)各種晶體結(jié)構(gòu)中微粒的空間位置確定三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù);然后得到其比值;
(2)先計算出兩種晶體中Fe原子個數(shù)比;然后根據(jù)密度定義計算出其密度比,就得到其空間利用率之比;
(3)先計算γ-Fe晶體中Fe原子個數(shù),根據(jù)Fe原子半徑計算晶胞的體積,然后根據(jù)計算晶體的密度;
(4)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點;溶解性等物理性質(zhì)分析判斷。
【詳解】
(1)δ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點的Fe異種;個數(shù)是8個;
γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子個數(shù)=3××8=12;
α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點上鐵原子;鐵原子個數(shù)=2×3=6;
則三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)的比為8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm,α-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶體中鐵原子個數(shù)之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶體的密度比等于物質(zhì)的空間利用率之比,所以兩種晶體晶胞空間利用率之比為2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶體中Fe原子個數(shù)為8×+6×=4,F(xiàn)e原子半徑為rpm,假設(shè)晶胞邊長為L,則L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,則晶胞的體積V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe單質(zhì)的密度
(4)FeCl3晶體的熔沸點低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有機溶劑,根據(jù)相似相溶原理,結(jié)合分子晶體熔沸點較低,該物質(zhì)的熔沸點較低,屬于分子晶體。
【點睛】
本題考查了Fe的晶體類型的比較、晶體空間利用率和密度的計算、鐵元素化合物晶體類型的判斷。學會利用均攤方法分析判斷晶胞中鐵原子數(shù)目,熟練掌握各種類型晶體的特點,清楚晶體密度計算公式是解答本題的關(guān)鍵?!窘馕觥?:6:32b3:a3分子晶體17、略
【分析】【分析】
每個C周圍有4個硅,C和Si的最短距離為體對角線的四分之一,先計算金剛石晶胞中碳的個數(shù),再根據(jù)公式計算空間利用率。
【詳解】
⑴每個C周圍有4個硅,因此C的配位數(shù)為4;故答案為:4。⑵C和Si的最短距離為體對角線的四分之一,因此故答案為:188。⑶金剛石晶胞中有個碳,假設(shè)C的原子半徑為r,則金剛石晶胞參數(shù)為金剛石晶體中原子的空間利用率故答案為:34%?!窘馕觥?18834%18、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)金屬晶體的堆積方式進行分析;
(2)根據(jù)晶胞的邊長可計算晶胞的體積;再根據(jù)質(zhì)量=密度×體積,可得晶胞的質(zhì)量;
(3)根據(jù)摩爾質(zhì)量M=NA乘以一個原子的質(zhì)量可計算金屬的摩爾質(zhì)量;再根據(jù)相對原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量可得金屬的相對原子質(zhì)量;
(4)根據(jù)在面心立方晶胞中,原子的半徑r與晶胞的邊長的關(guān)系,晶胞的邊長=可計算金屬原子的原子半徑。
【詳解】
(1)根據(jù)題意;該立方晶胞中含有4個金屬原子可知,該金屬晶胞屬于面心立方晶胞;
故答案為面心立方晶胞;
(2)根據(jù)晶胞的邊長為360pm,可得晶胞的體積為(3.6×10-8)3cm3,根據(jù)質(zhì)量=密度×體積,可得晶胞的質(zhì)量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案為4.2×10-22g;
(3)金屬的摩爾質(zhì)量=NA乘以一個原子的質(zhì)量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相對原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量;
故答案為63.21;
(4)在面心立方晶胞中,設(shè)原子的半徑為r,則晶胞的邊長=因此,金屬原子的原子半徑為=×360pm≈127.26pm;
故答案為127.26pm;
【點睛】
第(2)問在計算晶胞質(zhì)量時單位的換算時學生們的易錯點,首先單位要統(tǒng)一,要將pm換算為cm,其次1pm=10-10cm,則360pm=3.6×10-8cm,另外經(jīng)常用到的還有納米與厘米的換算,1nm=10-7cm。【解析】面心立方晶胞4.2×10-22g63.21127.26pm19、略
【分析】【詳解】
題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積=6×a2cm2,六棱柱的體積=6×a2ccm3,該晶胞中Zn原子個數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對原子質(zhì)量為65,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則Zn的密度ρ==g·cm-3?!窘馕觥苛阶蠲芏逊e(A3型)20、略
【分析】【詳解】
(1)晶胞中每個頂點的鎢原子為8個晶胞所共有,體心鎢原子完全為該晶胞所有,故晶胞中鎢原子個數(shù)為故答案為:2;
(2)已知金屬鎢的密度為ρ,鎢的相對原子質(zhì)量是M,每個晶胞中含有2個鎢原子,則每個晶胞的質(zhì)量為又因為每個晶胞的體積為a3,所以晶胞的密度解得故答案為:0.3163nm;
(3)晶胞體對角線的長度為鎢原子半徑的4倍,則計算得出鎢原子半徑為故答案為:0.137nm;
(4)每個晶胞中含2個鎢原子,鎢原子為球狀,根據(jù)則體心立方結(jié)構(gòu)的空間利用率為故答案為:68%?!窘馕觥?0.3163nm0.137nm68%21、略
【分析】【詳解】
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈黃色;激發(fā)態(tài)Na原子,價電子由3s能級激發(fā)到3p能級,其價電了軌道表示式為答案:黃;
(2)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu),都屬于離子晶體。但其熔點比NaCl低,原因是K+半徑Na+大,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低,所以KBr熔點比NaCl低。答案:K+的半徑大于Na+,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低。
(3)①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)及A;B兩點的坐標可知;C的原子坐標為(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶體中Cl構(gòu)成的多面體包含20個三角形的面;與Cl緊鄰的Na個數(shù)為4;答案:20;4。
③根據(jù)均攤法可知,該晶體中含有2個Na和6個Cl,ρ=m/V=[(232+635.5)/NA]/(a10-10)3=259/(NAa310-30)【解析】黃K+的半徑大于Na+,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低。(1,0.75,0.5)204259/(NAa310-30)22、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長,d代表兩個距離最近的Na+中心間的距離,利用“均攤法”計算小立方體中Na+、Cl-的數(shù)目,進而計算小立方體的質(zhì)量,根據(jù)公式密度計算出小立方體的邊長;進而計算兩個距離最近的鈉離子中心間的距離。
【詳解】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長,d代表兩個Na+中心間的距離。由此不難想象出小立方體頂點上的每個離子均為8個小立方體所共有。因此小立方體含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每個小立方體含有1/2個(Na+-Cl-)離子對;
每個小立方體的質(zhì)量
解得:a≈2.81×10-8cm,兩個距離最近的Na+中心間的距離d=a≈4.0×10-8cm;
故答案為兩個距離最近的Na+中心間的距離為4.0×10-8cm?!窘馕觥績蓚€距離最近的Na+中心間的距離d=a=4.0×10-8cm。23、略
【分析】【分析】
(1)氯化鈉晶體中氯離子位于定點和面心;鈉離子位于邊和體心;
(2)陰;陽離子之間的靜電作用為離子鍵;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個硅原子與4個氧原子形成硅氧鍵;
(4)晶胞中CO2分子數(shù)目為8+6=4,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【詳解】
(1)晶胞中位于體心的鈉離子和位于邊上Na+的短離最近,則最近且等距的Na+共有12個Na+;晶胞中Na+的個數(shù)為1+12=4,Na+的個數(shù)為8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過離子鍵結(jié)合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個硅原子與4個氧原子形成硅氧鍵,則1mol二氧化硅中有4mol硅氧鍵;
(4)晶胞中CO2分子數(shù)目為8+6=4,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞的體積為(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度則a=nm=nm。
【點睛】
均攤法確定立方晶胞中粒子數(shù)目的方法是:①頂點:每個頂點的原子被8個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;②棱:每條棱的原子被4個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;③面上:每個面的原子被2個晶胞共有,所以晶胞對頂點原子只占份額;④內(nèi)部:內(nèi)部原子不與其他晶胞分享,完全屬于該晶胞?!窘馕觥?244離子鍵4四、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共10分)24、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。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(jié)構(gòu),化合物AC2為一種常見的溫室氣體,則A為C,C為O,B為N,D為Mg。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,E為Cr。
【詳解】
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數(shù)相同即最外層電子數(shù)只有一個,還有K、Cu;故答案為:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期從左到右電離能有增大趨勢;但第IIA族元素電離能大于第IIIA族元素電離能,第VA族元素電離能大于第VIA族元素電離能,因此A;B、C的第一電離能由小到大的順序為C<O<N;故答案為:C<O<N;
(3)化合物AC2為CO2,其電子式故答案為:
(4)Mg的單質(zhì)在CO2中點燃可生成碳和一種熔點較高的固體產(chǎn)物MgO,其化學反應(yīng)方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案為:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根據(jù)CO與N2互為等電子體,一種由N、O組成的化合物與CO2互為等電子體,其化學式為N2O;故答案為:N2O;
(6)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質(zhì)反應(yīng)時,NHO3被還原到最低價即NH4NO3,其反應(yīng)的化學方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O25、略
【分析】【分析】
A元素的價電子構(gòu)型為nsnnpn+1,則n=2,故A為N元素;C元素為最活潑的非金屬元素,則C為F元素;B原子序數(shù)介于氮、氟之間,故B為O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)的最外層電子數(shù)為2,故D為Mg元素;E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,則原子序數(shù)為26,為Fe元素;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,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1;故F為Cu元素;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G為As元素,據(jù)此解答。
【詳解】
(1)N原子最外層為半充滿狀態(tài);性質(zhì)穩(wěn)定,難以失去電子,第一電離能大于O元素;同一周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強,故元素的電負性:N<O<F;
(2)C為F元素,電子排布圖為E3+的離子符號為Fe3+;
(3)F為Cu,位于周期表ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G為As元素;與Si位于周期表對角線位置,則其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料,A正確;
B.同主族從上到下元素的電負性依次減??;則電負性:As<P,B錯誤;
C.同一周期從左到右原子半徑依次減?。籄s與Ge元素同一周期,位于Ge的右側(cè),則其原子半徑小于鍺,C錯誤;
D.As與硒元素同一周期;由于其最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故其第一電離能大于硒元素的,D錯誤;
故合理選項是A;
(5)D為Mg元素,其金屬活潑性大于Al的活潑性;Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去,故Mg元素第一電離能大于Al元素的第一電離能,即I1(Mg)>I1(Al)?!窘馕觥浚綨<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去26、略
【分析】【分析】
原子序數(shù)小于36的X;Y、Z、W四種元素;其中X是周期表中半徑最小的元素,則X是H元素;Y是形成化合物種類最多的元素,則Y是C元素;Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,則Z是N元素;R單質(zhì)占空氣體積的1/5,則R為O元素;W的原子序數(shù)為29,則W是Cu元素;再結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析解答。
【詳解】
(1)C2H4分子中每個碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對,所以采取sp2雜化;一個乙烯分子中含有5個σ鍵,則1molC2H4含有σ鍵的數(shù)目為5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型為正四面體形;但氨氣中的中心原子上含有1對孤對電子,所以其實際構(gòu)型是三角錐形;
由于水分子中O的孤電子對數(shù)比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以H2O的鍵角更??;
(3)H2O可形成分子間氫鍵,沸點最高;H2Se相對分子質(zhì)量比H2S大,分子間作用力大,沸點比H2S高,三者的沸點由高到低的順序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一種氧化物與元素N的一種氧化物互為等電子體,CO2和N2O互為等電子體,所以元素C的這種氧化物CO2的結(jié)構(gòu)式是O=C=O;
(5)銅是29號元素,其原子核外有29個電子,其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,價電子排布式為3d104s1。【解析】sp25NA三角錐形H2O水分子中O的孤電子對數(shù)比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以鍵角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s127、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的銅元素;為過渡元素,屬于ds區(qū)元素,故答案:ds;
(2)根據(jù)元素周期表可知:③為碳元素,⑧為氯元素,兩者形成的一種常見溶劑為CCl4;其分子空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu),故答案:正四面體結(jié)構(gòu);
(3)根據(jù)元素周期表可知:元素①為氫元素,⑥為磷元素,兩者形成的最簡單分子為PH3;分子中正負電荷中心不重合,屬于極性分子,故答案:極性;
(4)根據(jù)元素周期表可知:元素⑥為磷元素,元素⑦為硫元素,P原子為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),磷的第一電離能大于硫元素的第一電離能;元素②為鈹元素,元素④為鎂元素,同一主族從上到下,元素的電負性逐漸減小,則鈹元素的電負性大于鎂元素的電負性,故答案:>;>;
(5)根據(jù)元素周期表可知:元素⑨為銅元素,位于第四周期IB族,所以銅元素的基態(tài)原子核外價電子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根據(jù)元素周期表可知:元素⑧為氯元素,元素④為鎂元素,形成的化合物為MgCl2,其電子式為故答案:
(6)根據(jù)元素周期表可知:元素⑩為鋅元素,元素⑤為鋁元素,鋁能與NaOH溶液反應(yīng),所以鋅也能與NaOH溶液反應(yīng),其反應(yīng)的化學方程式為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O?!窘馕觥縟s正四面體結(jié)構(gòu)極性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O28、略
【分析】【詳解】
由元素在周期表中的位置可知,①為H,②為Be,③為C,④為N,⑤為O,⑥為F,⑦為Mg,⑧為Cl,⑨為Cr;⑩為Cu。
(1)⑨為Cr元素,原子核外電子數(shù)為24,價層電子排布為[Ar]3d54s1;
(2)素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物為CH2=CH2,C原子成3個δ鍵、沒有孤電子對,雜化軌道數(shù)目為3,C原子采取sp2雜化;
元素⑦與⑧形成的化合物MgCl2是由鎂離子和氯離子形成的離子化合物;晶體類型是離子晶體;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢,能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空時體系能量最低,原子較穩(wěn)定,因此價電子排布處于半滿的軌道的元素,其第一電離能比臨近原子的第一電離能大,所以元素④的第一電離能>元素⑤的第一電離能;元素④與元素①形成的是NH3分子,三角錐形;原子數(shù)目和電子總數(shù)(或價電子總數(shù))相同的微?;榈入娮芋w,N2的電子數(shù)為14,與之為等電子體的分子為CO,離子為CN-;
(4)④是N元素,最高價氧化物對應(yīng)的水化物稀溶液為稀硝酸,與Mg單質(zhì)反應(yīng),Mg是還原劑,被氧化為Mg(NO3)2,稀硝酸起氧化劑、酸的作用,反應(yīng)的方程式為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(5)白色球為氧原子,所以一個晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為1+8×=2?!窘馕觥竣?[Ar]3d54s1②.sp2③.離子晶體④.>⑤.三角錐形⑥.CO、CN-⑦.4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑧.2五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共4分)29、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,A原子核外電子分占3個不同能級,且每個能級上排布的電子數(shù)相同,則A核外電子排布是1s22s22p2,所以A是C元素;C在周期表所有元素中電負性最大,則C是F元素;B原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同,原子序數(shù)比C大,比F小,則B是N元素;D位于周期表中
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