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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年粵教版選修3化學(xué)下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(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9題,共18分)1、4p能級只填充一半電子的原子,其原子序數(shù)是()A.15B.33C.35D.512、下列有關(guān)化學(xué)用語正確的是()A.某元素原子的軌道排布式B.H2O電子式為C.Ca2+離子基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p64s2D.鉀原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為3、下列說法中,正確的是A.元素周期表中,氟的電負(fù)性最大,鋰的電負(fù)性最小B.所有元素中,氟的第一電離能最大C.主族元素的最高正價一定等于族序數(shù)D.金屬元素的電負(fù)性一般小于1.84、下列關(guān)于價電子構(gòu)型為4s24p4的基態(tài)原子描述正確的是A.它的元素名稱為錫B.它的核外電子排布式為[Ar]4s24p4C.它的第一電離能小于AsD.其外圍電子排布圖為5、下列說法不正確的是A.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂,新鍵的生成B.CH4、CF4、CCl4、CBr4熔、沸點逐漸升高,原因是分子間作用力逐漸增大C.NH3和H2O分子間都可以形成氫鍵D.NH4H是離子化合物,其含有離子鍵、極性鍵、非極性鍵6、下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序中,正確的是()A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅B.H2O>NH3>HF>CH4C.MgO>氯化鉀>碘化鉀D.金剛石>生鐵>純鐵7、下列有關(guān)晶體的敘述中,錯誤的是A.氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離相等且最近的Na+共有6個B.金屬晶體中,以“ABCABCABC”形式的堆積稱為面心立方堆積C.干冰晶體中,每個CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子共有12個D.金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子8、金屬原子在二維平面里放置有如圖所示的兩種方式;下列說法正確的是。
A.圖1為非密置層,配位數(shù)為6B.圖2為密置層,配位數(shù)為4C.圖1在三維空間里堆積可得A3型和A1型兩種堆積模型D.圖2在三維空間里堆積可得A3型堆積模型9、下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的說法不正確的是()A.圖1,在金剛石晶體中,最小的碳環(huán)上有6個碳原子B.圖2,在NaCl晶體中,與Na+距離最近且相等的Cl-形成正八面體C.圖3,在CaF2晶體中,Ca2+的配位數(shù)8D.圖4所示的金屬晶體的堆積模型為面心立方最密堆積,其空間利用率為74%評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)10、(1)基態(tài)碳原子的核外電子排布式為______。
(2)基態(tài)鉻原子外圍電子軌道表示式為___。
(3)鹵族元素F、Cl的電負(fù)性由小到大的順序是______。
(4)比較晶格能:MgO___MgS(用“>”;“<”)
(5)CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為________。
(6)比較第一電離能:Mg___Al(用“>”;“<”)
(7)乙炔是________(填“非極性”或“極性”)分子。
(8)丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的雜化方式為________和________。
(9)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。11、寫出下列元素基態(tài)原子的電子排布式:
(1)Ca________
(2)Kr________
(3)Co________
(4)Ge________12、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(biāo)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(fù)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(biāo)為__,黑磷的晶胞中含有__個P原子。13、在極性分子中,正電荷重心與負(fù)電荷重心間的距離稱為偶極長,通常用表示。極性分子的極性強弱與偶極長和電荷量()有關(guān),一般用偶極矩()來衡量。分子的偶極矩是偶極長和電荷量的乘積,即在非極性分子中,其正、負(fù)電荷重心重合,故為0。試回答下列問題:
(1)HCl、CS2、H2S、SO2四種分子中的有______________________________。
(2)實驗測得:
①由此可知,PF3分子的空間構(gòu)型為____________________;
②BCl3分子的空間構(gòu)型為____________________,中心原子的雜化方式為____________________。
(3)治癌藥物具有平面四邊形結(jié)構(gòu),Pt處在四邊形中心,NH3和Cl分別處在四邊形的4個頂點。已知該化合物有兩種同分異構(gòu)體,棕黃色化合物的淡黃色化合物的試寫出兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:____________________(棕黃色)、____________________(淡黃色),在水中溶解度較大的是____________________(填結(jié)構(gòu)簡式)。14、亞鐵氰化鉀(K4[Fe(CN)6])又稱黃血鹽,用于檢驗Fe3+,也用作實驗的防結(jié)劑。檢驗三價鐵發(fā)生的反應(yīng)為:K4[Fe(CN)6]+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏藍(lán))+3KCl;回答問題:
(1)Fe3+的核外電子排布式_________;
(2)與CN-互為等電子體的分子是______,K4[Fe(CN)6]中的作用力除離子鍵和共價鍵外,還有_______。含有12molσ鍵的K4[Fe(CN)6]的物質(zhì)的量為_______mol。
(3)黃血鹽中C原子的雜化方式為______;C、N、O的第一電離能由大到小的排序為________;
(4)Fe;Na、K的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。
①鈉的熔點比鉀更高,原因是__________;
②Fe原子半徑是rcm,阿伏加德羅常數(shù)為NA,鐵的相對原子質(zhì)量為a,則鐵單質(zhì)的密度是_____g/cm3。15、請回答下列問題:
(1)某元素X基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其價電子排布圖為___,其原子核外有___種不同運動狀態(tài)的電子;其最低價氫化物電子式為___,中心原子采用___雜化,分子立體構(gòu)型為___。
(2)某元素Y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,其元素名稱為___,Y+的外圍電子排布式為___,該元素固體單質(zhì)常常采用___堆積方式,配位數(shù)為___,空間利用率為___。評卷人得分三、有機推斷題(共9題,共18分)16、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________。17、A、B、C、D,E、F、G、H是元素周期表前四周期常見元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:。元素相關(guān)信息A原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子C基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等D原子半徑在同周期元素中最大E基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1F基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反G基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子H是我國使用最早的合金中的最主要元素
請用化學(xué)用語填空:
(1)A元素位于元素周期表第_______周期_______族;B元素和C元素的第一電離能比較,較大的是________,C元素和F元素的電負(fù)性比較,較小的是________。
(2)B元素與宇宙中含量最豐富的元素形成的最簡單化合物的分子模型為________,B元素所形成的單質(zhì)分子鍵與π鍵數(shù)目之比為________。
(3)G元素的低價陽離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖是________,F(xiàn)元素原子的價電子的軌道表示式是________,H元素的基態(tài)原子核外電子排布式的________。
(4)G的高價陽離子的溶液與H單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為_________________;與E元素成對角線關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質(zhì)與D元素的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式:_________________。18、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(fù)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)____________________。19、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(fù)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。20、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________。21、W;X、Y、Z四種元素的原子序數(shù)依次增大。其中Y原子的L電子層中;成對電子與未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相等,且無空軌道;X原子的L電子層中未成對電子數(shù)與Y相同,但還有空軌道;W、Z的原子序數(shù)相差10,且Z原子的第一電離能在同周期中最低。
(1)寫出下列元素的元素符號:W____,X____,Y____,Z____。
(2)XY分子中,X原子與Y原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則XY分子中X和Y原子用于成鍵的電子數(shù)目分別是____;根據(jù)電子云重疊方式的不同,分子里共價鍵的主要類型有____。
(3)XY2與ZYW反應(yīng)時,通過控制反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,可以得到不同的產(chǎn)物,相同條件下,在水中溶解度較小的產(chǎn)物是________(寫化學(xué)式)。
(4)寫出Z2Y2的電子式:____________。22、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______________________________。23、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)24、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?jǐn)?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、工業(yè)流程題(共1題,共10分)25、飲用水中含有砷會導(dǎo)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(xué)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(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)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(xué)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(yīng)的化學(xué)方程式為__________;
(6)關(guān)于地下水中砷的來源有多種假設(shè),其中一種認(rèn)為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導(dǎo)致砷脫離礦體進(jìn)入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分五、原理綜合題(共3題,共12分)26、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)
27、磷酸氯喹用于治療對氯喹敏感的惡性瘧;間日瘧及三日瘧。若干位藥物研發(fā)和臨床專家研究發(fā)現(xiàn);該藥物在細(xì)胞水平上能有效抑制新型冠狀病毒的感染。
(1)磷酸氯喹是由多種元素形成的物質(zhì),其中氯元素的基態(tài)氯原子,電子占據(jù)的最高能層符號為_____;磷元素的簡單氫化物PH3的中心原子雜化方式是_____,屬于_______(填“極性”或“非極性”)分子;其他的四種元素的第一電離能從大到小的順序為_________。
(2)N與P為同族元素,比較其最高價氧化物的水化物酸性并從結(jié)構(gòu)的角度說明理由:________
(3)H3PO4與Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性質(zhì)常用于掩蔽溶液中的Fe3+?;鶓B(tài)Fe3+的核外電子排布式為___________;做為配體為鐵離子提供______。
(4)磷化銅(Cu3P2)用于制造磷青銅。磷青銅是含少量錫;磷的銅合金;主要用作耐磨零件和彈性原件,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①其化學(xué)式為__________
②銅或銅鹽的焰色反應(yīng)為_____色,金屬元素能產(chǎn)生焰色實驗的微觀原因為______。
③若晶體密度為ρg/cm3,摩爾質(zhì)量為Mg/mol,NA代表阿伏加德羅常數(shù),則最近的Cu原子核間距為________________pm。28、我國科學(xué)家在鐵基超導(dǎo)研究方面取得了一系列的重大突破;標(biāo)志著我國在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域已經(jīng)成為一個強國。LiZnAs是研究鐵基超導(dǎo)材料的重要前體。
(1)LiZnAs中三種元素的電負(fù)性從小到大的順序為_____。
(2)AsF3分子的空間構(gòu)型為_____;As原子的雜化軌道類型為_____。
(3)CO分子內(nèi)因配位鍵的存在,使C原子上的電子云密度較高而易與血紅蛋白結(jié)合,導(dǎo)致CO有劇毒。1mol[Zn(CN)4]2-離子內(nèi)含有的共價鍵的數(shù)目為_____;配原子為_____。
(4)鎳的氧化物常用作電極材料的基質(zhì)。純粹的NiO晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相同,為獲得更好的導(dǎo)電能力,將純粹的NiO晶體在空氣中加熱,使部分Ni2+被氧化成Ni3+后,每個晶胞內(nèi)O2-的數(shù)目和位置均未發(fā)生變化,鎳離子的位置雖然沒變,但其數(shù)目減少,造成晶體內(nèi)產(chǎn)生陽離子空位(如圖所示)。化學(xué)式為NiO的某鎳氧化物晶體,陽離子的平均配位數(shù)為__________,陰離子的平均配位數(shù)與純粹的NiO晶體相比____________(填“增大”“減小”或“不變””,寫出能體現(xiàn)鎳元素化合價的該晶體的化學(xué)式________示例:Fe3O4寫作Fe2+Fe23+O4)。
(5)所有的晶體均可看作由某些微粒按一定的方式堆積,另外的某些微粒填充在上述堆積所形成的空隙中。在面心立方緊密堆積的晶胞中存在兩種類型的空隙:八面體空隙和四面體空隙(如下左圖所示)。在LiZnAs立方晶胞中,Zn以面心立方形式堆積,Li和As分別填充在Zn原子圍成的八面體空隙和四面體空隙中,在a=0,0.5和1三個截面上Zn和Li按下圖所示分布:請在下圖As原子所在的截面上用“Δ”補畫出As原子的位置,______________并說明a=__________。
評卷人得分六、計算題(共3題,共21分)29、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(dá)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______。30、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)31、NaCl是重要的化工原料?;卮鹣铝袉栴}。
(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(biāo)為(0,0,0),B的原子坐標(biāo)為(0,),則C的原子坐標(biāo)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)。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
【詳解】
4p能級只填充一半電子的原子即電子排布式為[Ar]3d104s24p3;其原子序數(shù)是33,故B符合題意。
綜上所述,答案為B。2、B【分析】【分析】
【詳解】
A.2s軌道的電子的自旋方向不能相同,2s軌道電子排布應(yīng)該為故A錯誤;
B.水中存在兩個氧氫共用電子對,水的電子式為故B正確;
C.Ca2+離子核外18個電子,最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p6;故C錯誤;
D.K的核電荷數(shù)為19,核外電子數(shù)為19,最外層電子數(shù)不超過8個,應(yīng)為1個,正確的原子結(jié)構(gòu)示意圖為故D錯誤;
答案為B。3、D【分析】【詳解】
A;元素周期表中;氟的非金屬性最強,電負(fù)性最大,Cs的金屬性最強,電負(fù)性最小,A錯誤;
B;He為穩(wěn)定結(jié)構(gòu);且He的原子半徑相對于其他稀有氣體元素原子的半徑是最小的,所以最難失去最外層電子,故He的第一電離能最大,B錯誤;
C;O和F元素沒有最高正價;所以也不等于主族序數(shù),C錯誤;
D;金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8;D正確。
答案為D。
【點睛】
本題易錯點C,誤認(rèn)為主族元素的最高正價一定等于族序數(shù),O和F的非金屬性強,很難失去電子或者電子發(fā)生偏離,故O、F沒有最高正化合價。4、C【分析】【詳解】
A.價電子構(gòu)型為4s24p4的元素是34號元素Se;其名稱為硒,故A錯誤;
B.Se元素的核外有34個電子,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4;故B錯誤;
C.同周期元素第VA族的第一電離能大于第VIA族;所以Se的第一電離能小于As,故C正確;
D.當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時;總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋方向相同,所以4p能級上電子排布圖違反洪特規(guī)則,故D錯誤;
故選C。5、D【分析】【詳解】
A.化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)就是舊鍵的斷裂;新鍵的生成,故A正確;
B.CH4、CF4、CCl4、CBr4均為分子晶體,其熔、沸點受分子間作用力的影響,結(jié)構(gòu)相似的共價物質(zhì)的分子間作用力與相對分子質(zhì)量成正比,CH4、CF4、CCl4、CBr4相對分子質(zhì)量依次增大;故分子間作用力逐漸增大,熔;沸點逐漸升高,故B正確;
C.氫鍵是指氫原子與電負(fù)性大的原子X以共價鍵結(jié)合,若與電負(fù)性大、半徑小的原子Y(O、F、N等)接近,在X與Y之間以氫為媒介,生成X-HY形式的一種特殊的分子間或分子內(nèi)相互作用,故NH3和H2O分子間都可以形成氫鍵;故C正確;
D.NH4H是離子化合物;其含有離子鍵;極性鍵,但沒有非極性鍵,故D錯誤;
故答案為:D。6、C【分析】【分析】
【詳解】
A.均為原子晶體;共價鍵的鍵長越短,熔沸點越高,則熔點為金剛石>二氧化硅>碳化硅>晶體硅,故A錯誤;
B.水;氟化氫、氨氣中存在分子間氫鍵;甲烷中不存在分子間氫鍵,所以甲烷的沸點最低;1mol水能形成2mol氫鍵,1mol氟化氫能形成1mol氫鍵;因為氟的電負(fù)性比氮的電負(fù)性強,氟化氫分子間氫鍵比氨氣分子間氫鍵強,所以氟化氫的沸點比氨氣沸點高,綜上即H2O>HF>NH3>CH4,故B錯誤;
C.均為離子晶體;離子晶體的離子半徑越?。浑姾蓴?shù)越高,則離子鍵越強,熔沸點越高,則MgO>氯化鉀>碘化鉀,故C正確;
D.金剛石為原子晶體;熔沸點最高,合金的熔點比純金屬的熔點低,則熔沸點為金剛石>純鐵>生鐵,故D錯誤;
綜上所述,答案為C。7、A【分析】【詳解】
A.氯化鈉晶體中,在一個晶胞中與Na+距離最近的Na+有3個,通過該Na+有8個晶胞,每個Na+被重復(fù)了兩次,所以在Na+周圍距離相等且最近的Na+共有=12個;A錯誤;
B.金屬晶體中;以“ABCABCABC”形式的堆積稱為面心立方最密堆積,B正確;
C.干冰晶體中,每個CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子共有=12個;C正確;
D.金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中;每個C原子與相鄰的4個C原子形成共價鍵,這4個C原子形成的是正四面體結(jié)構(gòu)。在由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子,D正確;
故合理選項是A。8、C【分析】金屬原子在二維空間里有兩種排列方式;一種是密置層排列,一種是非密置層排列,圖1為密置層,圖2為非密置層,據(jù)此可分析解答。
【詳解】
A.根據(jù)上述分析;圖1為密置層,原子的配位數(shù)為6,A選項錯誤;
B.圖2為非密置層;非密置層的配位數(shù)較密置層小,配位數(shù)為4,B選項錯誤;
C.圖1為密置層,密置層在三維空間堆積可得到鎂型(A3型)和銅型(A1型)兩種堆積模型;C選項正確;
D.圖2為非密置層,非密置層在三維空間堆積可得簡單立方和鉀型(A2型)兩種堆積模型;D選項錯誤;
答案選C。9、D【分析】【分析】
【詳解】
A.由結(jié)構(gòu)示意圖可知;在金剛石的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個C原子,A選項正確;
B.氯化鈉晶體中,距Na+最近的Cl-是6個;即鈉離子的配位數(shù)是6,6個氯離子形成正八面體結(jié)構(gòu),B選項正確;
C.在CaF2晶體中,Ca2+位于晶胞的頂點和面心,1個Ca2+周圍有8個等距離、最近的F-,即Ca2+的配位數(shù)為8;C選項正確;
D.圖4所示的金屬晶體的堆積模型為六方最密堆積模型;不是面心立方最密堆積,其空間利用率為74%,D選項錯誤;
答案選D。二、填空題(共6題,共12分)10、略
【分析】【詳解】
(1)C位于周期表的第二周期ⅣA,屬于p區(qū)元素,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p2;
(2)基態(tài)鉻原子的外圍電子排布式為3d54s1,相應(yīng)的電子軌道表示式即電子排布圖為
(3)周期表中同一主族的元素;從上至下,元素的電負(fù)性逐漸減小,因此電負(fù)性Cl<F;
(4)由于S2-的半徑大于O2-,所以Mg2+和S2-的離子鍵較弱;所以MgS的晶格能較??;
(5)CO分子內(nèi)C和O原子之間形成的是三鍵;三鍵中包含1個σ鍵和2個π鍵,因此比例是1:2;
(6)同周期元素;第一電離能從左至右呈現(xiàn)增大趨勢;由于Mg的3s軌道處于全充滿的狀態(tài),能量更低更穩(wěn)定,因此其第一電離能大于Al的;
(7)乙炔分子是直線型分子;分子中的正電荷中心和負(fù)電荷中心重疊,因此屬于非極性分子;
(8)丙烯分子中甲基中的C原子采用sp3的雜化方式,形成碳碳雙鍵的C原子采用sp2的雜化方式;
(9)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu原子位于晶胞的面心處,因此一個晶胞中Cu原子的個數(shù)為個;Ni原子位于晶胞的頂點上,因此一個晶胞中Ni原子的個數(shù)為個;因此晶胞中Cu原子和Ni原子的個數(shù)比為3:1?!窘馕觥?s22s22p2Cl<F>1:2>非極性sp3sp23:111、略
【分析】【分析】
書寫基態(tài)電子排布須遵循能量最低原理;泡利原理和洪特規(guī)則。
【詳解】
(1).Ca為20號元素,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p64s2;
答案為:1s22s22p63s23p64s2;
Kr為36號元素,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
答案為:1s22s22p63s23p63d104s24p6;
Co為27號元素,以核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d74s2;
答案為:1s22s22p63s23p63d74s2;
Ge為32號元素,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s24p2;
答案為:1s22s22p63s23p63d104s24p2。【解析】①.1s22s22p63s23p64s2②.1s22s22p63s23p63d104s24p6③.1s22s22p63s23p63d74s2④.1s22s22p63s23p63d104s24p212、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(fù)性遞變規(guī)律,以N元素為中間,判斷P與F的電負(fù)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(biāo)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(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而呈增大,N、F同一周期,電負(fù)性x(N)<x(F),同一主族,從上到下,電負(fù)性依次減弱,N、P屬于同主族,電負(fù)性x(N)>x(P),P和F的電負(fù)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(biāo)軸a,關(guān)于坐標(biāo)軸b對稱,且位于坐標(biāo)軸c的值為1-0.598=0.402,該P原子在晶胞內(nèi)的坐標(biāo)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?!窘馕觥竣?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)⑩.813、略
【分析】【詳解】
(1)是由極性鍵形成的雙原子極性分子;根據(jù)價電子對互斥理論可知,是直線形分子,正、負(fù)電荷重心重合,為非極性分子,其偶極矩為0;都是V形結(jié)構(gòu),是極性分子,其
(2)①說明是極性分子,則是三角錐形結(jié)構(gòu);
②說明是非極性分子,其正、負(fù)電荷重心重合,應(yīng)是平面正三角形結(jié)構(gòu);中心原子B與3個原子形成3個共價鍵(沒有孤電子對),即B原子的雜化方式是雜化;
(3)根據(jù)題意,具有平面四邊形結(jié)構(gòu),若則為非極性分子,和分別對稱分布在四邊形的個頂點上,即正、負(fù)電荷重心重合,故淡黃色化合物是若則為極性分子,和在四邊形的4個頂點上的分布是不對稱的,即正、負(fù)電荷重心不重合,故棕黃色化合物是根據(jù)相似相溶規(guī)律,水是極性分子,因此屬于極性分子的溶質(zhì)易溶解在水中,即在水中溶解度較大的是棕黃色化合物,其結(jié)構(gòu)簡式為【解析】CS2三角錐形平面正三角形sp2雜化14、略
【分析】【分析】
(1)Fe是26號元素,核外有26個電子,失去3個電子得到Fe3+,根據(jù)構(gòu)造原理寫出基態(tài)Fe3+的核外電子排布式;
(2)CN-有2個原子,價層電子數(shù)為10;K4[Fe(CN)6]是離子化合物,其中含有共價鍵和配位鍵,1個中含有6個配位鍵,CN-中含有C≡N,1個C≡N中含有1個σ鍵、2個π鍵,即1個中含有12個σ鍵;據(jù)此計算解答;
(3)CN?中中心原子C的價層電子對數(shù)為2,即CN-的VSEPR模型為直線型;采用sp雜化;同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但是第IIA族;第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素;同一周期元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大;
(4)①金屬的金屬鍵越強;熔點越高;
②設(shè)晶胞的邊長為x,則該晶胞中Fe原子數(shù)為:8×1/8+1=2,晶胞密度為:計算密度。
【詳解】
(1)Fe原子核外有26個電子,失去3個電子得到Fe3+,基態(tài)Fe3+的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d5,故答案為:1s22s22p63s23p63d5;
(2)CN-有2個原子,價層電子數(shù)為10,則與CN-互為等電子體的分子為N2;K4[Fe(CN)6]是離子化合物,存在離子鍵,其中含有共價鍵和配位鍵,即化學(xué)鍵為離子鍵、配位鍵和共價鍵;1個中含有6個配位鍵,CN?中含有C≡N,1個C≡N中含有1個σ鍵、2個π鍵,即1個中含有12個σ鍵,所以含有12molσ鍵的K4[Fe(CN)6]的物質(zhì)的量為1mol,故答案為:N2;配位鍵;1;
(3)CN?中中心原子C的價層電子對數(shù)為2,即CN?的VSEPR模型為直線型,采用sp雜化;同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但是第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,所以C.N、O第一電離能大小順序為N>O>C;故答案為:sp;N>O>C;
(4)①K和Na都為金屬晶體;K和Na價電子數(shù)相同,但Na原子半徑小于K原子半徑,所以Na金屬鍵更強,熔點更高,故答案為:K和Na的價電子數(shù)相同,但Na原子半徑小于K原子半徑,所以Na金屬鍵更強,熔點更高;
②設(shè)晶胞的邊長為x,則晶胞體積該晶胞中Fe原子數(shù)為:8×1/8+1=2,晶胞密度為:故答案為:【解析】1s22s22p63s23p63d5N2配位鍵1spN>O>CK和Na的價電子數(shù)相同,但Na原子半徑小于K原子半徑,所以Na金屬鍵更強,熔點更高15、略
【分析】【分析】
(1)X元素基態(tài)原子的最外層有三個未成對電子;次外層有2個電子,根據(jù)構(gòu)造原理可知,該元素是N元素;
(2)由元素Y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,根據(jù)構(gòu)造原理可知,Y為銅元素。
【詳解】
(1)由元素X基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,根據(jù)構(gòu)造原理可知,X為N元素,電子排布式為1s22s22p3,電子排布圖為由核外電子排布規(guī)律可知,核外沒有運動狀態(tài)完全相同的電子,則氮原子核外有7種不同運動狀態(tài)的電子;氮元素最低價氫化物的分子式為NH3,NH3為共價化合物,電子式為NH3分子中N原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,則N原子采用的雜化方式為sp3雜化,NH3的分子立體構(gòu)型為三角錐形,故答案為:7;sp3;三角錐形;
(2)由元素Y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可知,Y為銅元素,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去1個電子形成Cu+離子,Cu+的外圍電子排布式為3d10;銅單質(zhì)為金屬晶體,晶體的堆積方式是面心立方最密堆積,配位數(shù)是12,空間利用率為74%,故答案為:銅;3d10;面心立方最密;12;74%?!窘馕觥竣?②.7③.④.sp3⑤.三角錐形⑥.銅⑦.3d10⑧.面心立方最密⑨.12⑩.74%三、有機推斷題(共9題,共18分)16、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bSi17、略
【分析】【分析】
A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常見元素,且原子序數(shù)依次增大,A原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子,則A為碳元素;E基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,則E為Al元素;D原子半徑在同周期元素中最大,且原子序數(shù)小于Al,大于碳,故處于第三周期ⅠA族,則D為Na元素;C基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,原子序數(shù)小于Na,原子核外電子排布為1s22s22p4,則C為O元素;B的原子序數(shù)介于碳、氧之間,則B為N元素;G基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則G為Fe元素;F基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反,外圍電子排布為ns2np5;結(jié)合原子序數(shù)可知,F(xiàn)為Cl元素;H是我國使用最早的合金中的最主要元素,則H為Cu元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;A為碳元素,B為N元素;C為O元素;D為Na元素;E為Al元素;F為Cl元素;G為Fe元素;H為Cu元素。
(1)A為碳元素;位于元素周期表第二周期ⅣA族,N元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于O元素;O與Cl形成的化合物中O元素表現(xiàn)負(fù)價,對鍵合電子的吸引能力更強,故Cl的電負(fù)性較小,故答案為二;ⅣA;N;Cl;
(2)N元素與宇宙中含量最豐富的元素形成的最簡單化合物為NH3;分子構(gòu)型為三角錐形,N元素所形成的單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)式為N≡N,分子σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2,故答案為三角錐形;1∶2;
(3)G為Fe元素,其低價陽離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖是F為Cl元素,其原子的價電子軌道表示式為H為Cu元素,其基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,故答案為1s22s22p63s23p63d104s1;
(4)鐵離子與Cu反應(yīng)生成亞鐵離子與銅離子,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;與E(Al)元素成對角關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,該元素為Be,其最高價氧化物為Be(OH)2,與氫氧化鈉反應(yīng)方程式為:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,故答案為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【點睛】
正確判斷元素的種類是解答本題的關(guān)鍵。本題的易錯點為(1)中第一電離能的判斷,要注意電離能突躍的原因;(4)中方程式的書寫,要注意呈兩性的物質(zhì)是氫氧化鈹,可以模仿氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)書寫方程式,注意鋁和鈹?shù)幕蟽r的不同?!窘馕觥慷鬉NCl三角錐1∶21s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s12Fe3++3Cu=2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O18、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(fù)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?!窘馕觥?s22s22p63s23p23s23p5311485MHClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO319、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(fù)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CCl4As4O6sp320、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H2SO321、略
【分析】【分析】
W、X、Y、Z四種元素的原子序數(shù)依次增大。其中Y原子的L電子層中,成對電子與未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相等,且無空軌道,則Y原子核外電子排布為1s22s22p4,Y為氧元素;X原子的L電子層中未成對電子數(shù)與Y相同,但還有空軌道,則X原子核外電子排布為1s22s22p2;X為碳元素;W;Z的原子序數(shù)相差10,Z的原子序數(shù)大于氧元素,則Z一定處于第三周期,且Z原子的第一電離能在同周期中最低,則Z為Na元素,故W為氫元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)由上述分析可知;W為H;X為C、Y為O、Z為Na,故答案為H;C;O;Na;
(2)XY分子為CO;X原子與Y原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),CO中C原子與O之間形成三個共用電子對,各含有1對孤對電子,其結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),叁鍵中有1個σ鍵和2個π鍵,其中有一個π鍵是由氧原子單方提供了2個電子形成的,故CO分子中C和O原子用于成鍵的電子數(shù)目分別是2和4;根據(jù)電子云重疊方式的不同,分子里共價鍵的主要類型有σ鍵;π鍵,故答案為2和4;σ鍵、π鍵;
(3)CO2與NaOH反應(yīng)時,通過控制反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,可以得到碳酸鈉、碳酸氫鈉,相同條件下,在水中溶解度較小的是NaHCO3,故答案為NaHCO3;
(4)Z2Y2為Na2O2,為離子化合物,鈉離子和過氧根離子以離子鍵相結(jié)合,O與O以非極性共價鍵相結(jié)合,電子式為:故答案為【解析】HCONa2和4σ鍵,π鍵NaHCO322、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↑。【解析】32非極性3s23p1H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-SH2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑23、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??稍诖嘶A(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,形成的二聚體Au2Cl6為分子,所以可判斷AuCl3晶體屬于分子晶體,結(jié)構(gòu)式為:答案為:分子;
(4)Au(+1價)與CN-形成的直線形配離子為[Au(CN)2]-,Zn與CN-形成的正四面體形配離子為[Zn(CN)4]2-,用Zn提取Au單質(zhì)的反應(yīng)是置換反應(yīng),離子方程式為:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-。答案為:Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-
(5)F是Au,其單質(zhì)的晶體為面心立方最密堆積,每一個Au的晶胞中含有4個Au原子,每一個晶胞的質(zhì)量為根據(jù)=g?cm-3。答案為:
【點睛】
1.價層電子對的一種計算方法是:價層電子對數(shù)=配位原子數(shù)+孤對電子對數(shù)。孤對電子對數(shù)=中心原子價電子數(shù)±電荷數(shù)-中心原子提供給配位原子的共用電子數(shù);當(dāng)上述公式中電荷數(shù)為正值時取“-”,電荷數(shù)為負(fù)值時取“+”;
2.晶體密度的計算:選取1個晶胞作為計算對象,一方面,根據(jù)題給信息,利用均攤法計算該晶胞所含各種粒子的個數(shù),并計算出這個晶胞的質(zhì)量,晶胞質(zhì)量等于該晶胞所含原子摩爾質(zhì)量的總和除以NA;另一方面,根據(jù)題給信息,結(jié)合晶胞的結(jié)構(gòu),利用幾何知識計算該晶胞的體積?!窘馕觥?d104s2sp1:2分子Zn+2[Au(CN)2]-=2Au+[Zn(CN)4]2-24、略
【分析】【詳解】
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,則X為C,Z是地殼中含有最高的元素,即Z為O,因為原子序數(shù)依次增大,則Y為N,Q原子核外的M層中只有兩對成對電子,即Q為S,E的原子序數(shù)為29,則E為Cu,(1)考查元素在元素周期表中的位置,Y是N,位于第二周期VA族;(2)考查等電子體和π鍵判斷,YZ2+為NO2+,與CO2互為等電子體,等電子體的結(jié)構(gòu)相似,CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,因此1molNO2+中含有π鍵的數(shù)目為2NA個;(3)考查雜化類型,形成的化合物是HCHO,其中碳原子是sp2雜化;(4)考查核外電子排布式,通過晶胞的結(jié)構(gòu)確定化學(xué)式,Cu位于第四周期IB族,核外電子排布式為1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1;O原子位于頂點和體心,個數(shù)為8×1/8+1=2,Cu全部位于體心,因此化學(xué)式為Cu2O;(5)考查晶胞的計算,核外電子排布相同時,半徑隨著原子序數(shù)增大而減小,即氧元素位于頂點和面心,個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞內(nèi),有8個,因此化學(xué)式為Na2O,晶胞的質(zhì)量為4×62/NAg,晶胞的體積為a3cm3,根據(jù)密度的定義,有ρ=4×62/(NA×a3),即邊長為cm。點睛:本題難點是晶胞邊長的計算,首先根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)確認(rèn)化學(xué)式,氧元素位于頂點和面心,個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,Na元素位于晶胞內(nèi),有8個,因此化學(xué)式為Na2O,然后根據(jù)n=N/NA,確認(rèn)氧化鈉的物質(zhì)的量,再求出氧化鈉的質(zhì)量,最后利用密度的定義求出邊長?!窘馕觥康诙芷诘赩A族2NA或1.204×1024sp2雜化1s22s22p63s13p23d63d104s1或[Ar]3d104s1Cu2O四、工業(yè)流程題(共1題,共10分)25、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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng):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(xué)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(yīng)物應(yīng)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(dāng)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?!窘馕觥康谒闹芷诘赩A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+五、原理綜合題(共3題,共12分)26、略
【分析】【分析】
(1)Co的原子序數(shù)為27,價電子排布式為3d74s2;Fe失去3個電子變?yōu)?d5;為半滿穩(wěn)定;
(2)Fe(CO)5中C原子和Fe原子之間形成配位鍵;-C≡O(shè)中C原子和O原子之間形成1個配位鍵;等電子體是原子個數(shù)和電子數(shù)均相等的粒子;一個單鍵含有1個σ鍵,一個雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵,一個三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵;
(3)六方最密堆積,配位數(shù)是12;鉆晶體晶胞中頂點占面心占體內(nèi)占1,據(jù)此計算晶胞中原子個數(shù);計算結(jié)構(gòu)單元中原子總質(zhì)量,利用進(jìn)行計算;
【詳解】
(1)Co的原子序數(shù)為27,則Co核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d74s2,價電子排布式為:3d74s2;第四電離能I4(Co)<I4(Fe),其原因是鐵失去的是較穩(wěn)定的3d5的一個電子,鈷失去的是3d6上的一個電子,易失去;故答案為:3d74s2;<;Co失去三個電子后會變成[Ar]3d6,更容易再失去一個電子形成半滿狀態(tài)[Ar]3d5,F(xiàn)e失去三個電子后會變成[Ar]3d5;達(dá)到半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),更難再失去一個電子;
(2)Fe(CO)5中C原子和Fe原子之間形成配位鍵,
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