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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(xué)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(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、下列各項敘述中,正確的是A.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,原子釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)B.電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3,該原子基態(tài)核外有3個未成對電子C.所有原子任一能層的p電子云輪廓圖都是啞鈴形,但大小不同D.24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s22、下列常見分子的立體構(gòu)型最相近的是A.和B.和C.和D.和3、下列分子或離子的中心原子,帶有一對孤對電子的是()A.XeO4B.BeCl2C.CH4D.PCl34、下列說法中正確的是A.NO2、BF3、NCl3分子中沒有一個分子中原子的最外層電子都滿足了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′C.NH4+的電子式為離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)D.NH3分子中有一對未成鍵的孤電子對,它對成鍵電子的排斥作用較強5、膽礬CuSO4·5H2O可寫[Cu(H2O)4]SO4·H2O;其結(jié)構(gòu)示意圖如圖:
下列有關(guān)膽礬的說法正確的是A.Cu2+的電子排布式為[Ar]3d84s1B.膽礬是分子晶體,分子間存在氫鍵C.氧原子參與形成離子鍵、配位鍵和氫鍵三種化學(xué)鍵D.因為作用力的不同,膽礬中的水在不同溫度下會分步失去6、金屬晶體能傳熱的原因()A.因為金屬晶體的緊密堆積B.因為金屬鍵是電子與電子之間的作用C.金屬晶體中含自由移動的電子D.金屬晶體中的自由移動的陽離子7、在NaCl晶體中與每個Na+距離等同且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為A.正四面體B.正六面體C.正八面體D.正十二面體評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)8、現(xiàn)有①BaCl2②金剛石③KOH④H2SO4⑤干冰⑥碘片⑦晶體硅⑧金屬銅八種物質(zhì);按下列要求回答:(填序號)
(1)熔化時不需要破壞化學(xué)鍵的是________,熔化時需要破壞共價鍵的是________,熔點最高的是________,熔點最低的是________。
(2)屬于離子化合物的是________,只有離子鍵的物質(zhì)是________,晶體以分子間作用力結(jié)合的是________。
(3)請寫出③的電子式______,⑤的電子式______。9、硼元素;鈣元素、銅元素在化學(xué)中有很重要的地位;單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。
已知與水反應(yīng)生成乙炔。請回答下列問題:
將乙炔通入溶液中生成紅棕色沉淀,基態(tài)核外電子排布式為______,其在酸性溶液中不穩(wěn)定,可發(fā)生歧化反應(yīng)生成和Cu,但CuO在高溫下會分解成試從結(jié)構(gòu)角度解釋高溫下CuO何會生成______。
中與互為等電子體,中含有的鍵數(shù)目為______。
乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是______,構(gòu)成丙烯腈元素中第一電離能最大的是______。
硼酸是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體,層內(nèi)的分子間通過氫鍵相連如圖則的晶體中有______mol氫鍵。硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水合硼酸它電離生成少量和則含有的化學(xué)鍵類型為______。
10、磷是生物體中不可缺少的元素之一;它能形成多種化合物。
(1)基態(tài)磷原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為________;該能層能量最高的電子云在空間有________個伸展方向,原子軌道呈________形。
(2)磷元素與同周期相鄰兩元素相比,第一電離能由大到小的順序為________。
(3)單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng),可以生成PCl3和PCl5,其中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物中,P原子的雜化軌道類型為________,其分子的空間構(gòu)型為________。
(4)H3PO4為三元中強酸,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____________________;PO43-作為________為Fe提供________。11、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》一書中有關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載?;卮鹣铝袉栴}。
(1)硫酸鋅溶于過量的氨水可形成配合物[Zn(NH3)4]SO4。
①配合物[Zn(NH3)4]SO4中,[Zn(NH3)4]2+的名稱是____________。
②中,中心原子的軌道雜化類型為____________。
③NH3極易溶于水,除了因為它們都是極性分子外還因為____________。
(2)Zn2+的4s和4p軌道可以形成sp3雜化軌道,那么[ZnCl4]2-的空間構(gòu)型為____________。
(3)氧化鋅的結(jié)構(gòu)有多種,其中一種立方閃鋅礦的結(jié)構(gòu)如圖所示,若該晶胞的邊長為anm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值則立方閃鋅礦晶體的密度為____________g?cm-3。
12、如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合);金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖;請回答下列問題:
(1)圖I所示的CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-的個數(shù)為____________。
(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達8電子結(jié)構(gòu)的原子是____________,H2BO3晶體中硼原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為____________。
(3)由圖Ⅲ所示的銅原子的堆積模型可知,未標(biāo)號的銅原子形成晶體后其周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為____________。
(4)三種晶體中熔點最低的是其晶體受熱熔化時,克服的微粒之間的相互作用為____________。評卷人得分三、原理綜合題(共6題,共12分)13、硼及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用。
請回答下列問題:
(1)基態(tài)B原子的價電子排布圖___;B屬于元素周期表中的___區(qū)元素。
(2)NaBO2可用于織物漂白。
①第二周期中第一電離能介于B和O之間的元素為___(填元素符號)。
②BO2-的空間構(gòu)型為____;寫出兩種與其互為等電子體的分子的化學(xué)式:____。
(3)BF3和F-可以形成BF4-,BF3和BF4-中B原子的雜化方式分別為_____;____。
(4)立方BN和立方AlN均為原子晶體;結(jié)構(gòu)相似,BN的熔點高于AlN的原因為______。
(5)一種新型輕質(zhì)儲氫材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①該化合物的化學(xué)式為____。
②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為___g·cm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。14、鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素;在電子;材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)、熔點/℃角度分析,原因是______________。
(2)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規(guī)律及原因____________。GeCl4GeBr4Gel4熔點/℃-49.526146沸點/℃83.1186約400
(3)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是______________。
(4)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為__________,微粒之間存在的作用力是________。
(5)晶胞有兩個基本要素:
①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(0,);C(0,),則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_________。
②晶胞參數(shù):描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm,其密度為_______g/cm3(列出計算式即可)。15、金屬鐵及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。
(1)Fe3+的電子排布式為___________________。已知,F(xiàn)e3+的化學(xué)性質(zhì)比Fe2+穩(wěn)定,請從原子結(jié)構(gòu)的角度進行解釋_____________________________________________________。
(2)Fe能與CO形成配合物Fe(CO)5,1molFe(CO)5中含有________molσ鍵。
(3)與CO互為等電子體的分子和離子分別為_______和_______(各舉一種即可;填化學(xué)式)
(4)已知某鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①該晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為___________。
②若晶胞的邊長為acm,則晶體鐵的密度為_______________________g·cm-3(用代數(shù)式表示,阿伏加德羅常數(shù)為NA)。16、明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中已經(jīng)記載了我國古代用爐甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶鋅工藝;鋅的主要用途是制造鋅合金和作為其他金屬的保護層?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Zn原子基態(tài)核外電子排布式為_____________________________。
(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①與SO42-互為等電子體的陰離子化學(xué)式為________________(寫出一種)
②氨的熱穩(wěn)定性強于膦(PH3),原因是____________________________。
(3)黃銅是由銅和鋅所組成的合金,元素銅與鋅的第一電離能分別為ICu=746kJ·mol-1,IZn=906kJ·mol-1,ICu<IZn的原因是___________________。
(4)《本草綱目》中記載爐甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消腫毒,生肌,明目。Zn、C、O電負(fù)性由大至小的順序是_________________。ZnCO3中陰離子的立體構(gòu)型是_____________________。
(5)ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,立方ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,每個Zn原子周圍最近的Zn原子數(shù)目為________________。晶胞邊長為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則ZnS晶體的密度為__________g·cm-3(列出計算式即可)。
17、碳及其化合物廣泛存在于自然界中?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)碳原子核外有________種能量不同的電子,其核外電子運動狀態(tài)由_____種因素決定。
(2)CH4分子間不能形成氫鍵,主要原因是CH4分子中的碳原子不含孤對電子、_____、_____________。
(3)碳酸的非羥基氧的個數(shù)和磷酸的非羥基氧的個數(shù)都是1,從結(jié)構(gòu)上分析,它們的強度相近,均為中強酸。然而事實上二氧化碳水溶液的酸性卻很弱,原因是__________。
(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物,N原子的雜化軌道類型為______,乙二胺通過配位鍵能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀配離子,其結(jié)構(gòu)可表示為__________。
(5)金剛石是碳的一種同素異形體,屬于_______晶體。已知金屬鈉的晶胞(體心立方堆積)沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示,則金剛石晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)該是下圖___________(從A~D圖中選填).
若碳原子半徑為r,金剛石晶胞中碳原子的空間占有率為_____________(用含π的代數(shù).式表示).18、英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法從石墨中成功獲得超薄材料石墨烯而獲獎。制備石墨烯方法有石墨剝離法;化學(xué)氣相沉積法等。石墨烯的球棍模型示意圖如下:
(1)下列有關(guān)石墨烯的說法正確的是_________
A.12g石墨烯含化學(xué)鍵數(shù)為NA
B.石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面。
C.從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力。
D.石墨烯中每個C原子連接3個六元環(huán),每個六元環(huán)占有6個C原子。
(2)化學(xué)氣相沉積法是獲得大量石墨烯的有效方法之一,催化劑為金;銅、鈷等金屬或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一種或任意組合。
①基態(tài)銅原子能量最高的電子占據(jù)的能級符號是_________;第四周期元素中,最外層電子數(shù)與銅原子相同的元素還有___________。
②下列分子屬于非極性分子的是__________。
a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇。
③乙醇的沸點要高于相對分子質(zhì)量比它還大的丁烷,請解釋原因____________________________。
④酞菁與酞菁銅染料分子結(jié)構(gòu)(如圖),酞菁分子中碳原子采用的雜化方式是____。
⑤金與銅可形成的金屬互化物合金(如圖),它的化學(xué)式可表示為_________;在Au周圍最近并距離相等的Cu有_____個,若2個Cu原子核的最小距離為dpm,該晶體的密度可以表示為__________g/cm3。(阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示).
評卷人得分四、實驗題(共1題,共2分)19、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、工業(yè)流程題(共1題,共9分)20、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)致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【詳解】
A.基態(tài)Mg的電子排布式為1s22s22p63s2,能量處于最低狀態(tài),當(dāng)變?yōu)?s22s22p63p2時;電子發(fā)生躍遷,需要吸收能量,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),故A錯誤;
B.21Sc的電子排布式應(yīng)該為1s22s22p63s23p63d14s2;該原子基態(tài)核外有1個未成對電子,故B錯誤;
C.所有原子任一能層的p電子云輪廓圖都是啞鈴形;能層越大,球的半徑越大,故C正確;
D.24Cr原子的電子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1;半充滿軌道能量較低,故D錯誤;
故答案選C。2、C【分析】【詳解】
A.CO2和SO2的立體構(gòu)型分別為直線形和V形;A項錯誤;
B.CH4和NH3的立體構(gòu)型分別為正四面體形和三角錐形;B項錯誤;
C.CH2O和BBr3的立體構(gòu)型均為平面三角形;其中后者為正三角形,C項正確;
D.H2O和BeCl2的立體構(gòu)型分別為V形和直線形;D項錯誤;
故選C。3、D【分析】【分析】
分子中孤電子對個數(shù)=(中心原子價電子數(shù)-配原子個數(shù)×配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子數(shù));據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.XeO4中Xe的孤電子對數(shù)=(8-4×2)=0;
B.BeCl2中Be的孤電子對數(shù)=(2-2×1)=0;
C.CH4中C的孤電子對數(shù)=(4-4×1)=0;
D.PCl3中P的孤電子對數(shù)=(5-3×1)=1;
所以帶有一對孤對電子的是PCl3;答案為D。4、D【分析】【詳解】
A.分子原子的最外層電子都滿足了電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);故A錯誤;
B.P4的空間結(jié)構(gòu)為鍵角是故B錯誤;
C.中心原子N采取雜化;呈正四面體型結(jié)構(gòu),故C錯誤;
D.分子中,孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥力,所以分子中有對未成鍵的孤電子對;它對成鍵電子的排斥作用較強,故D正確;
故答案選D。5、D【分析】【分析】
【詳解】
A.Cu2+的電子排布式為[Ar]3d9;故A錯誤;
B.膽礬是離子晶體;根據(jù)圖中信息說明存在分子間氫鍵,故B錯誤;
C.氧原子與銅形成配位鍵,[Cu(H2O)4]SO4與H2O存在氫鍵;但氫鍵不是化學(xué)鍵,故C錯誤;
D.根據(jù)結(jié)構(gòu)圖信息得出膽礬晶體中水有兩類;一種是形成氫鍵的水分子,一種是形成配體的水分子,因此在加熱時,膽礬中的水在不同溫度下會分步失去,故D正確。
綜上所述,答案為D。6、C【分析】【詳解】
金屬具有良好的導(dǎo)熱性是因為自由電子在運動時與金屬離子碰撞而引起能量的交換;
答案為C。7、C【分析】【分析】
先確定Na+的配位數(shù);進一步確定空間幾何構(gòu)型。
【詳解】
NaCl晶體中Na+的配位數(shù)為6,將6個Cl-結(jié)合Na+可得空間幾何構(gòu)型為正八面體;
答案選C。二、填空題(共5題,共10分)8、略
【分析】【分析】
①BaCl2是離子晶體;只含有離子鍵,熔化時破壞離子鍵;
②金剛石是原子晶體;只含有共價鍵,熔化時破壞共價鍵;
④H2SO4是分子晶體;熔化時破壞分子間作用力,不破壞共價鍵;
⑤干冰是分子晶體;熔化時破壞分子間作用力,不破壞共價鍵;
⑥碘片是分子晶體;熔化時破壞分子間作用力,不破壞共價鍵;
⑦晶體硅是原子晶體;只含有共價鍵,熔化時破壞共價鍵;
⑧金屬銅是金色晶體;只含有金屬鍵,熔化時破壞金屬鍵。
【詳解】
(1)分子晶體在熔化時不需要破壞化學(xué)鍵,H2SO4;干冰、碘片屬于分子晶體的;熔化時破壞分子間作用力,不破壞共價鍵;原子晶體在熔化時破壞共價鍵,金剛石、晶體硅屬于原子晶體,熔化時破壞共價鍵;原子晶體的熔點高,金剛石與硅相比,C的原子半徑小于Si原子半徑,屬于金剛石的共價鍵更強,熔點更高,則熔點最高的是金剛石;常溫下是氣體的物質(zhì)的熔點最低,則干冰的熔點最低,故答案為:④⑤⑥;②⑦;②;⑤;
(2)BaCl2、KOH中含有離子鍵,屬于離子化合物,其中BaCl2中只有離子鍵;以分子間作用力相結(jié)合的晶體是分子晶體;則④⑤⑥是分子晶體,故答案為:①③;①;④⑤⑥;
(3)KOH是離子化合物,是由鉀離子和氫氧根離子形成,電子式為干冰是二氧化碳,二氧化碳是含有碳氧雙鍵的共價化合物,電子式為故答案為:【解析】④⑤⑥②⑦②⑤①③①④⑤⑥9、略
【分析】【分析】
(1)①Cu+基態(tài)核外電子排布式為價電子排布式為為全充滿結(jié)構(gòu),更穩(wěn)定,據(jù)此作答;②與互為等電子體,則中氧原子之間形成叁鍵,叁鍵中有1個鍵、2個鍵;據(jù)此作答;
③根據(jù)有機C原子的雜化規(guī)律,中,C、CH中碳原子含一個雙鍵,采取雜化;而CN中碳原子含一個叁鍵,采取sp雜化;H元素非金屬性最?。黄涞谝浑婋x能最小,同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,N元素第一電離能大于C元素,據(jù)此解答;
(2)由圖可知,一個分子對應(yīng)著6個氫鍵,而一個氫鍵對應(yīng)著2個分子,據(jù)此作答;中O與H原子之間形成共價鍵;O與B之間形成配位鍵;含有的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵,據(jù)此解答;
【詳解】
(1)①基態(tài)核外電子排布式為價電子排布式為為全充滿結(jié)構(gòu),更穩(wěn)定,故CuO在高溫下會分解成
故答案為:價電子排布式為為全充滿結(jié)構(gòu),更穩(wěn)定;
②CaC2中與互為等電子體,則中氧原子之間形成叁鍵,叁鍵中有1個鍵、2個鍵,中含有的鍵數(shù)目為
故答案為:
③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子沒有孤對電子,C、CH中碳原子均形成3個鍵,采取雜化,而CN中碳原子形成2個鍵;采取sp雜化;H元素非金屬性最小;其第一電離能最小,同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,N元素第一電離能大于C元素;
故答案為:sp、N;
由圖可知,一個分子對應(yīng)著6個氫鍵,而一個氫鍵對應(yīng)著2個分子,因此含有分子的晶體中有3mol氫鍵,中O與H原子之間形成共價鍵;O與B之間形成配位鍵;含有的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵;
故答案為:3;共價鍵、配位鍵;【解析】價電子排布式為為全充滿結(jié)構(gòu),更穩(wěn)定sp、N3共價鍵、配位鍵10、略
【分析】【分析】
(1)、P原子有三個能層;最外層為3s23p3;p軌道的電子云在三維空間中有3個延伸方向,原子軌道為啞鈴形;
(2);同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢;但P元素原子3p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素;
(3)、PCl3中P;CI均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);計算中P的價層電子對數(shù),然后判斷;
(4)、根據(jù)構(gòu)造原理寫出基態(tài)鐵原子核外電子排布式;H3[Fe(PO4)2]中PO43-為配體,F(xiàn)e3+為中心離子。
【詳解】
(1)、P原子核外有15個電子,分三層排布,即有三個能層,所以電子占據(jù)的最高能層符號為M;最外層為3s23p3;p軌道的電子云在三維空間中沿著x;y、z軸3個方向延伸,p原子軌道為啞鈴形;
故答案為M;3;啞鈴;
(2)、Si、P、S元素是同一周期相鄰元素,同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢,但P元素原子3p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能P>S>Si;
故答案為P>S>Si;
(3)、單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng),可以生成PCl3和PCl5,PCl3中P、Cl均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),PCl3中P原子的價層電子對數(shù)為:P原子的雜化軌道類型為sp3;所以分子的空間構(gòu)型為三角錐型;
故答案為sp3;三角錐型;
(4)、鐵是26號元素,其原子核外有26個電子,根據(jù)構(gòu)造原理其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則基態(tài)Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,H3[Fe(PO4)2]中PO43-為配體,F(xiàn)e3+為中心離子;中心離子提供空軌道,配體提供孤對電子;
故答案為[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5);配體;孤電子對。
【點睛】
在書寫第一電離能時,需要判斷有無第二主族或是第五主族的元素,這兩個主族的元素的第一電離能比其左右兩邊都大,第二主族的s能級全滿,第五主族的p能級半滿,能量更低,其第一電離能越大。【解析】①.M②.3③.啞鈴④.P>S>Si⑤.sp3⑥.三角錐形⑦.[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)⑧.配體⑨.孤電子對11、略
【分析】【分析】
根據(jù)配合物的命名原則進行命名;根據(jù)VSEPR理論判斷中心原子的雜化方式;根據(jù)NH3與H2O之間形成氫鍵解釋;根據(jù)雜化類型;判斷空間構(gòu)型;根據(jù)“均攤法”進行晶胞的有關(guān)計算;據(jù)此解答。
【詳解】
(1)①由內(nèi)界配位離子的命名次序為配位體數(shù)(用中文一,二,三等注明)-配位體的名稱(不同配位體間用中圓點“·”隔開)-“合”-中心離子名稱-中心離子氧化數(shù)(加括號,用羅馬數(shù)字注明)可知,[Zn(NH3)4]2+的名稱是四氨合鋅(II)離子;答案為四氨合鋅(II)離子。
②中,價層電子對數(shù)=4+=4+0=4,S原子雜化方式為sp3雜化;答案為sp3雜化。
③NH3極易溶于水,除因為它們都是極性分子外,還因為NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵,NH3與H2O發(fā)生反應(yīng);答案為NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵,NH3與H2O發(fā)生反應(yīng)。
(2)此[ZnCl4]2-配離子的中心原子采取sp3雜化;配位數(shù)為4,故空間構(gòu)型為正四面體形;答案為正四面體形。
(3)由可知,Zn原子位于頂點和面心上,晶胞中Zn原子數(shù)目=8×+6×=4,晶胞中O原子數(shù)目=4,故化學(xué)式為ZnO,晶胞的質(zhì)量m=g,晶胞的體積V=(a×10-7cm)3=a3×10-21cm3,晶體密度ρ===×1021g?cm-3;答案為×1021?!窘馕觥竣?四氨合鋅(II)離子②.sp3③.NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵,NH3與H2O發(fā)生反應(yīng)④.正四面體形⑤.×l02112、略
【分析】【詳解】
(1)由圖I可知,以圖中上面面心的Ca2+為例,與之最近且等距離的F-下面有4個,上面有4個(未畫出),則CaF2晶體中與Ca2+最近且等距離的F-的個數(shù)為8;故答案為:8;
(2)圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達8電子結(jié)構(gòu)的原子是氧原子。由圖Ⅱ可知,每個硼原子與3個氧原子形成3個極性鍵,3個氫原子與氧原子也形成3個極性鍵,則H3BO3晶體中硼原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)之比為1:6;答案為:1:6;
(3)圖Ⅲ中未標(biāo)號的銅原子的上面有3個銅原子;周圍有6個銅原子、下面有3個銅原子;其周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為12,故答案為:12;
(4)CaF2是離子晶體,Cu是金屬晶體,H3BO3是分子晶體,故H3BO3熔點最低,晶體受熱熔化時,克服的微粒之間的相互作用是分子間作用力,故答案為:分子間作用力?!窘馕觥竣?8②.O③.1:6④.12⑤.分子間作用力三、原理綜合題(共6題,共12分)13、略
【分析】【詳解】
(1)硼為5號元素,屬于p區(qū)元素,其基態(tài)原子的價電子排布圖為故答案為:p。
(2)①Be的2s能級處于全滿,第一電離能:Be>B,N的2p能級處于半滿,第一電離能:N>O;故第一電離能介于B和O之間的元素只有Be;C兩種。
②的中心原子的價層電子對數(shù)為2,孤電子對數(shù)為0,立體構(gòu)型為直線形;與互為等電子體的分子有CO2、CS2、N2O、BeCl2等。故答案為:直線形,CO2或CS2或N2O或BeCl2。
(3)BF3和中B原子的價層電子對數(shù)分別為2、3,所以其雜化方式分別為sp2、sp3。
(4)立方BN和立方AlN均為原子晶體;B原子半徑更小,B—N鍵鍵長更短,鍵能更大,熔點更高。
(5)①根據(jù)均攤法可得,該物質(zhì)的化學(xué)式為Na3Li(BH4)4。
②該晶體的密度【解析】pBe、C直線形CO2或CS2或N2O或BeCl2sp2sp3B原子半徑更小,B—N鍵鍵長更短,鍵能更大Na3Li(BH4)414、略
【分析】【詳解】
(1)雖然Ge與C是同一主族的元素;C原子之間可以形成雙鍵;叁鍵,但Ge原子半徑比較大,難以通過“肩并肩”方式形成π鍵,且鍺的原子半徑較大,形成單鍵的鍵長較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很?。?/p>
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出;三種鍺鹵化物都是分子晶體,其熔;沸點分別依次增高,而熔、沸點的高低與分子間作用力強弱有關(guān),相對分子質(zhì)量越大,分子間相互作用力就越大,物質(zhì)的熔沸點就越高;
(3)鋅;鍺位于同一周期;同一周期元素,從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大(除稀有氣體元素外),而氧元素位于元素周期表右上角,電負(fù)性僅次于氟,由此可知氧、鍺、鋅三種元素的的電負(fù)性由大至小的順序是O>Ge>Zn;
(4)晶體鍺類似金剛石,金剛石屬于原子晶體,則晶體鍺也屬于原子晶體,每個鍺原子與其周圍的4個鍺原子形成4個單鍵,故鍺原子采用sp3雜化;Ge原子之間的作用力是共價鍵;
(5)①對照晶胞圖示、坐標(biāo)系以及A、B、C點坐標(biāo),選A點為參照點,觀察D點在晶胞中位置(體對角線處),由B、C點坐標(biāo)可以推知D點坐標(biāo)為()。
②晶胞中含有的Ge原子數(shù)目為:4+8×+6×=8,1個晶胞含有8個鍺原子,晶胞的質(zhì)量為g,晶胞參數(shù)a=565.76pm,則晶體的密度ρ==×107g/cm3。
【點睛】
本題考查了原子核外電子排布、化學(xué)鍵、晶體類型與性質(zhì)、電負(fù)性、雜化方式、晶胞計算等,(5)中晶胞計算為易錯點,難點是分析晶胞中含有Ge原子數(shù)目,要需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力?!窘馕觥縂e原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵GeCl4、GeBr4、CeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間相互作用逐漸增強O>Ge>Znsp3共價鍵()×10715、略
【分析】【詳解】
試題分析:本題考查離子核外電子排布式的書寫;σ鍵的計算、等電子體的書寫、晶胞的分析和計算。
(1)Fe原子核外有26個電子,基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,F(xiàn)e3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。Fe3+的價電子排布式為3d5,F(xiàn)e2+的價電子排布式為3d6,F(xiàn)e3+的3d軌道填充了5個電子,為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,F(xiàn)e3+的化學(xué)性質(zhì)比Fe2+穩(wěn)定。
(2)CO的結(jié)構(gòu)式為CO,1個CO分子中含1個σ鍵,1個Fe與5個CO形成5個配位鍵,配位鍵也是σ鍵,1個Fe(CO)5中含有10個σ鍵,1molFe(CO)5中含有10molσ鍵。
(3)用替代法,與CO互為等電子體的分子為N2,離子有CN-、C22-等。
(4)①用“均攤法”,該晶胞中含有的鐵原子數(shù):8+1=2個。
②晶胞的體積為a3cm3,1mol晶體的體積為NAcm3,1mol晶體的質(zhì)量為56g,晶體鐵的密度為56g(NAcm3)=g/cm3?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Fe3+的3d軌道填充了5個電子,為半充滿狀態(tài)10N2CN-216、略
【分析】【詳解】
(1)Zn是30號元素,其原子基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)①與SO42-互為等電子體的陰離子有PO43-(或ClO4-);②氨的熱穩(wěn)定性強于膦(PH3);原因是氮元素的非金屬性強于磷元素。
(3)元素銅與鋅的第一電離能分別為ICu=746kJ·mol-1,IZn=906kJ·mol-1,ICu<IZn的原因是鋅失去的是全充滿的4s2電子,銅失去的是4s1電子。
(4)通常非金屬性越強的元素其電負(fù)性越大,Zn、C、O電負(fù)性由大至小的順序是O>C>Zn。ZnCO3中陰離子CO32-的中心原子C的雜化方式是sp2,C與3個O形成σ鍵,所以CO32-的立體構(gòu)型是平面三角形。
(5)由立方ZnS晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,該晶胞中有4個Zn原子和4個S原子,每個Zn原子周圍最近的Zn原子是位于晶胞的頂點和面心上的Zn原子,每個頂點與鄰近的3個面心最近,所以每個Zn原子周圍最近的Zn原子數(shù)目為12。晶胞邊長為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則NA個晶胞的質(zhì)量和體積分別是和NA(a×10-10)3cm3,所以,ZnS晶體的密度為97×4/(a×10-10)3NAg·cm-3。
點睛:本題考查了原子核外電子排布的表示方法、等電子原理、元素的非金屬性和電負(fù)性的變化規(guī)律,離子的空間構(gòu)型、有關(guān)晶胞的計算,難度一般。要求學(xué)生會寫1~36號元素的電子排布式,理解等電子原理并能找到合適的等電子體,掌握元素的金屬性、非金屬性、電負(fù)性以及第一電離能的變化規(guī)律,根據(jù)價層電子對互斥理論或雜化軌道理論判斷分子和離子的空間構(gòu)型,會用均攤法計算晶體的化學(xué)式及相關(guān)判斷,能根據(jù)晶胞參數(shù)計算晶體的密度?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2PO43-(或ClO4-)氮元素的非金屬性強于磷元素鋅失去的是全充滿的4s2電子,銅失去的是4s1電子O>C>Zn平面三角形1297×4/(a×10-10)3NA17、略
【分析】【分析】
(1)同一能級中的電子能量相同;不同能級中電子能量不同;
(2)根據(jù)氫鍵的形成條件及本質(zhì)分析解答;
(3)根據(jù)酸的分子結(jié)構(gòu)及二氧化碳在水中的溶解度分析解答;
(4)根據(jù)價層電子對互斥模型分析解答;根據(jù)配位鍵的形成原理分析配位離子的結(jié)構(gòu);
(5)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點;硬度等物理性質(zhì)判斷晶體類型;根據(jù)晶胞的空間結(jié)構(gòu)分析解答。
【詳解】
(1)碳原子核外有6個電子,核外電子排布式為1s22s22p2,有1s、2s、2p3個能級,故核外有3種能量不同的電子;其核外電子運動狀態(tài)由4種因素決定,分別為:a.電子層(主量子數(shù)n);b.電子亞層和電子云的形狀(副量子數(shù)或角量子數(shù)l);c.電子云的伸展方向(磁量子數(shù)m);d.電子的自旋(自旋量子數(shù)ms);
故答案為:3;4;
(2)形成氫鍵的條件有:1.存在與電負(fù)性很大的原子A形成強極性鍵的氫原子;2.存在較小半徑、較大電負(fù)性、含孤對電子、帶有部分負(fù)電荷的原子B(F、O、N);CH4分子間不能形成氫鍵,主要原因是CH4分子中的碳原子不含孤對電子;電負(fù)性較小、原子半徑較大;
故答案為:電負(fù)性較??;原子半徑較大;
(3)二氧化碳水溶液的酸性卻很弱;原因是溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結(jié)合成碳酸;
故答案為:溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結(jié)合成碳酸(合理即可);
(4)乙二胺中N原子的雜化軌道類型與NH3相同,根據(jù)價層電子對互斥模型分析,中心原子N的價層電子對數(shù)為則軌道雜化類型為sp3;乙二胺通過配位鍵能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀配離子,Cu2+的配位數(shù)為4,則其結(jié)構(gòu)可表示為
故答案為:sp3;
(5)金剛石熔點高、硬度大,屬于原子晶體;金剛石結(jié)構(gòu)類似甲烷空間構(gòu)型的正四面體結(jié)構(gòu),沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)為規(guī)則的正六邊形,結(jié)合其晶胞圖可知應(yīng)是圖D;金剛石晶胞如圖該晶胞中C原子個數(shù)4+8×+6×=8,金剛石體對角線上的四個原子緊密相連,晶胞棱長a=晶胞體積=a3=所有原子體積=空間占有率=
故答案為:原子;D;
【點睛】
氫鍵的本質(zhì):強極性鍵(A-H)上的氫核與電負(fù)性很大的、含孤電子對并帶有部分負(fù)電荷的原子B之間的靜電作用力。【解析】34電負(fù)性較小原子半徑較大溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結(jié)合成碳酸(合理即可)sp3原子D18、略
【分析】【詳解】
(1)A.石墨烯中一個碳原子具有1.5個σ鍵;所以12g石墨烯含σ鍵數(shù)為1.5NA,選項A錯誤;
B.碳碳雙鍵上所有原子都處于同一平面;所以導(dǎo)致石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面,選項B正確;
C.石墨結(jié)構(gòu)中;石墨層與層之間存在分子間作用力,所以從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力,選項C正確;
D、石墨烯晶體中最小的環(huán)為六元環(huán),每個碳原子連接3個C-C化學(xué)鍵,則每個C原子連接3個六元環(huán),每個六元環(huán)占有的C原子數(shù)為6×=2;選項D錯誤;
答案選BC;
(2)①銅是29號元素,其基態(tài)原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1;基態(tài)銅原子能量最高的電子占據(jù)的能級符號是3d;
第四周期元素中,最外層電子數(shù)與銅原子相同的元素還有K、Cr;
②a.甲烷為正四面體結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)對稱,正負(fù)電荷的中心重合,屬于非極性分子,選項a正確;
b.二氯甲烷為四面體分子,結(jié)構(gòu)不對稱,正負(fù)電荷的中心不重合,屬于極性分子,選項b錯誤;
c.苯為平面正六邊形;結(jié)構(gòu)對稱,正負(fù)電荷的中心重合,屬于非極性分子,選項c正確;
d.乙醇結(jié)構(gòu)不對稱;正負(fù)電荷的中心不重合,屬于極性分子,選項d錯誤;
答案選ac;
③乙醇分子間存在氫鍵;使得其熔;沸點升高,而丁烷分子間不存在氫鍵;
④酞菁分子中碳原子形成3個σ鍵和1個π鍵,所以采取sp2雜化;酞菁銅分子中能提供孤電子對的氮原子才是配位原子;所以酞菁銅分子中心原子的配位數(shù)為2;
⑤該晶胞中含銅原子個數(shù)為6=3,含有金原子數(shù)為8=1,所以其化學(xué)式為Cu3Au或AuCu3,根據(jù)圖示,銅原子周圍最近并距離相等的金原子有4個。根據(jù)化學(xué)式,在Au周圍最近并距離相等的Cu有12個;若2個銅原子核的最小距離為dpm,則晶胞的棱長為dpm=d10-10cm,該晶體的密度==
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