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文檔簡介
…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年華師大新版選修3化學下冊階段測試試卷761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7題,共14分)1、下列說法或表達方式中不正確的是A.電子從激發(fā)態(tài)到基態(tài)產生的光譜是發(fā)射光譜B.HC1O的電子式:C.NH3、H2O、CO2分子中,中心原子孤電子對數(shù)最多的是H2OD.基態(tài)氯原子的價電子軌道表示式為2、構造原理揭示的電子排布能級順序,實質是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量,以下各式中正確的是A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C.E(4s)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)3、下列比較正確的是A.第一電離能:I1(P)>I1(S)B.離子半徑:r(Al3+)>r(O2-)C.分子中的鍵角:H2O>NH3>CH4D.電負性:K>Na>Li4、下列關于電離能和電負性的說法不正確的是()A.硅的第一電離能高于碳,而電負性低于碳B.第一電離能的大?。篗g>AlC.F、Ne、K、Fe四種元素中電負性最大的是FD.Ni是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是碳5、用價層電子對互斥理論預測H2S和NF3的立體結構,兩個結論都正確的是()A.直線形;三角錐形B.V形;三角錐形C.直線形;平面三角形D.V形;平面三角形6、下列微粒的空間構型不是平面形三角形的是A.BF3B.CO32-C.PCl3D.CH3+7、CO2常用于滅火,但鎂可以在CO2中劇烈燃燒:2Mg+CO22MgO+C,生成的氧化鎂熔點高達2800℃。下列有關說法錯誤的是A.該反應利用了Mg的強還原性B.氧化鎂屬于離子晶體C.CO2和C(石墨)中的C原子的雜化方式相同D.干冰中每個CO2周圍有12個CO2分子評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)8、氰化鉀是一種劇毒物質,貯存和使用時必須注意安全。已知:回答下列問題:
(1)中所含三種元素的第一電離能從大到小的順序為____________________(用元素符號表示,下同),電負性從大到小的順序為__________,基態(tài)氮原子最外層電子排布式為__________。
(2)與互為等電子體的分子為__________(任舉一例)。9、(1)鐵在元素周期表中的位置為_____,基態(tài)鐵原子有個未成對電子_____,三價鐵離子的電子排布式為_____。
(2)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號_____,該能層具有的原子軌道數(shù)為_____;鋁元素的原子核外共有_____種不同運動狀態(tài)的電子、_____種不同能級的電子。
(3)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。
(4)中國古代四大發(fā)明之一——黑火藥,它的爆炸反應為:2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,除S外,上述元素的電負性從大到小依次為_____,第一電離能從大到小依次為_____。
(5)有以下物質:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥CH4,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N),⑩Ar,既有σ鍵又有π鍵的是______;含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是______;不存在化學鍵的是______。
(6)在BF3分子中,F(xiàn)—B—F的鍵角是______,硼原子的雜化軌道類型為______,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立體構型為______。10、(1)如圖為4s和3d電子云的徑向分布圖,3d軌道離原子核更近,但是根據(jù)鮑林的軌道近似能級圖填充電子時,先填4s電子,而后填3d電子,試簡單寫出理由______。
(2)寫出臭氧的Lewis結構式______只需要寫出一種共振式即可
(3)根據(jù)堆積原理,可以將等徑球的密堆積分為堆積,其中堆積形成抽出立方面心晶胞,又叫面心立方最密堆積,其構成的晶胞中含有4個球,寫出它們的分數(shù)坐標為______。
(4)關于是一個特殊的物質,高溫下順磁性,低溫下抗磁性,主要是因為與可以相互轉化,低溫時主要以雙聚分子形式存在,高溫時主要以單分子形式存在,同時在高溫時分子中存在離域鍵的存在,使得氧原子沒有成單電子,寫出中存在離域鍵為______。
(5)在相同的雜化類型和相同的孤對電子對數(shù)目時,分子的鍵角也會不相同,試比較和中鍵角的大小,______填“大于”或“小于”或“等于”
(6)已知飽和硫化氫的濃度為硫化氫的離解常數(shù)為計算飽和硫化氫溶液中氫離子的濃度為______。11、按要求回答下列問題:
(1)C;Be、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的應用。
①查表得知,Be的電負性是1.5,Cl的電負性是3.0,則BeCl2應為_______(填離子或共價)化合物。
(2)鎳元素基態(tài)原子的價電子排布式為_______;3d能級上的未成對電子數(shù)為______。
(3)科學發(fā)現(xiàn),C和Ni、Mg元素的原子形成的晶體也具有超導性,其晶胞的結構特點如圖,則該化合物的化學式為______,C、Ni、Mg三種元素中,電負性最大的是______。
12、鎳及其化合物是重要的合金材料和催化劑。請回答下列問題:
(1)基態(tài)鎳原子的價電子排布式為___________,排布時最高能層的電子所占的原子軌道有__________個伸展方向。
(2)鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+等。下列說法不正確的有_________。
A.CO與CN-互為等電子體;其中CO分子內σ鍵和π鍵個數(shù)之比為1:2
B.NH3的空間構型為平面三角形。
C.Ni2+在形成配合物時;其配位數(shù)可能為是4或6
D.Ni(CO)4中,鎳元素是sp3雜化。
(3)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟與Ni2+反應生成鮮紅色沉淀,其結構如圖所示。該結構中,除共價鍵外還存在配位鍵和氫鍵,請在圖中用“???”表示出氫鍵。_____
(4)NiO的晶體結構類型與氯化鈉的相同;相關離子半徑如下表:
NiO晶胞中Ni2+的配位數(shù)為_______,NiO熔點比NaCl高的原因是_______________________。
(5)研究發(fā)現(xiàn)鑭鎳合金LaNix是一種良好的儲氫材料。合金LaNix晶體屬六方晶系如圖a所示,其晶胞如圖a中實線所示,如圖b所示(其中小圓圈代表La,小黑點代表Ni)。儲氫位置有兩種,分別是八面體空隙(“”)和四面體空隙(“”),見圖c、d,這些就是氫原子存儲處。
①LaNix合金中x的值為_____;
②LaNix晶胞的密度是________g/cm-3(阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示,LaNix的摩爾質量用M表示)
③晶胞中和“”同類的八面體空隙有______個。13、現(xiàn)有7種物質:①干冰②金剛石③四氯化碳④晶體硅⑤過氧化鈉⑥二氧化硅晶體⑦氯化銨(用序號回答)
(1)這些物質中熔點最高的是___________
(2)屬于分子晶體的是___________;其中分子構型為正四面體的是___________,雜化類型為___________。
(3)屬于離子晶體的是___________
(4)寫出含有極性鍵和配位鍵的離子化合物的電子式___________。14、硫和鈣的相關化合物在化工;醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用?;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________________________________________________________。評卷人得分三、計算題(共7題,共14分)15、(1)石墨晶體的層狀結構,層內為平面正六邊形結構(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溫度的最高記錄。如圖b所示的是該化合物的晶體結構單元: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。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;結構與金剛石相似,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、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)。
19、NaCl是重要的化工原料?;卮鹣铝袉栴}。
(1)元素Na的焰色反應呈_______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型的晶體結構,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;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)。20、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?_______21、通常情況下;氯化鈉;氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結構分別如下圖所示。
(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_________結合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧鍵。
(4)設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、實驗題(共1題,共6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。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。評卷人得分五、原理綜合題(共3題,共18分)23、Ⅰ.為了探究一種固體化合物甲(僅含3種元素)的組成和性質;設計并完成如下實驗:(氣體體積已經換算成標準狀況下的體積)
請回答:
(1)寫出化合物甲的化學式________。
(2)寫出形成溶液C的化學方程式:_____________。
(3)寫出氣體A通入溶液D中,發(fā)生反應的離子反應方程式__________。
Ⅱ.近年來化學家又研究開發(fā)出了用H2和CH3COOH為原料合成乙醇(反應Ⅰ);同時會發(fā)生副反應Ⅱ。
反應Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1
反應Ⅱ.CH3COOH(g)+H2(g)CO(g)+CH4(g)+H2O(g)△H2>0
已知:乙醇選擇性是轉化的乙酸中生成乙醇的百分比。請回答:
(1)反應Ⅰ一定條件下能自發(fā)進行,則△H1___0。(填“>”或“<”)
(2)某實驗中控制CH3COOH和H2初始投料比為1∶1.5,在相同壓強下,經過相同反應時間測得如下實驗數(shù)據(jù):。溫度(K)催化劑乙酸的轉化率(%)乙醇選擇性(%)573甲4050573乙3060673甲5535673乙4050
①有利于提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率的措施有______。
A使用催化劑甲B使用催化劑乙。
C降低反應溫度D投料比不變;增加反應物的濃度。
E增大CH3COOH和H2的初始投料比。
②673K甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態(tài),測得乙酸的轉化率為50%,乙醇的選擇性40%,若此時容器體積為1.0L,CH3COOH初始加入量為2.0mol,則反應Ⅰ的平衡常數(shù)K=_____。
③表中實驗數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對CH3COOH轉化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響,其原因是_________________。
(3)在圖中分別畫出I在催化劑甲和催化劑乙兩種情況下“反應過程-能量”示意圖。_____
24、鈦被稱為繼鐵;鋁之后的第三金屬;請回答下列問題:
(1)金紅石(TiO2)是鈦的主要礦物之一,基態(tài)Ti原子價層電子的排布圖為_________,基態(tài)O原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為__________形。
(2)以TiO2為原料可制得TiCl4,TiCl4的熔、沸點分別為205K、409K,均高于結構與其相似的CCl4,主要原因是__________________。
(3)TiCl4可溶于濃鹽酸得H2[TiCl6],向溶液中加入NH4Cl濃溶液可析出黃色的(NH4)2[TiCl6]晶體。該晶體中微觀粒子之間的作用力有________。
A.離子鍵B.共價鍵C.分子間作用力D.氫鍵E.范德華力
(4)TiCl4可與CH3CH2OH、HCHO、CH3OCH3等有機小分子形成加合物。上述三種小分子中C原子的VSEPR模型不同于其他分子的是_____,該分子中C的軌道雜化類型為________。
(5)TiO2與BaCO3一起熔融可制得鈦酸鋇。
①BaCO3中陰離子的立體構型為________。
②經X射線分析鑒定,鈦酸鋇的晶胞結構如下圖所示(Ti4+、Ba2+均與O2-相接觸),則鈦酸鋇的化學式為_________。已知晶胞邊長為apm,O2-的半徑為bpm,則Ti4+、Ba2+的半徑分別為____________pm、___________pm。
25、1911年,科學家發(fā)現(xiàn)汞在4.2K以下時電阻突然趨近于零——即低溫超導性。1986年,科學家又發(fā)現(xiàn)了Nb3Ge在23K下具有超導性。1987年2月;趙忠賢及合作者獨立發(fā)現(xiàn)了在液氮溫區(qū)(沸點77K)的高溫超導體,其晶胞如圖所示,元素組成為Ba-Y-Cu-O(臨界溫度93K),推動了國際高溫超導研究。趙忠賢院士獲得2016年度國家最高科學技術獎。
回答下列問題:
(1)鈮Nb位于第五周期,Nb的外圍電子排布式為4d45s1,Nb位于_______族。
(2)下列關于Ge元素敘述正確的是______(從下列選項中選擇)
A.Ge晶體屬于準金屬,且為共價晶體B.Ge屬于p區(qū)的過渡金屬
C.Ge的第一電離能比As、Se均要小D.Ge的電負性比C大。
(3)Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的雜化方式是______________
(4)NH3也常作制冷劑,其鍵角_______(填“大于”或“小于”)109°28′,NH3的沸點(239.6K)高于N2沸點的主要原因是___________________________
(5)圖示材料的理想化學式(無空位時)為___________________,若Y(釔)元素的化合價為+3,則Cu的平均化合價為_______
(6)金屬銅屬于面心立方最密堆積,其晶胞中Cu原子的最近距離為acm,金屬銅的晶體密度為ρg/cm3,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則銅的相對原子質量為________(只含一個系數(shù),用a、ρ、NA表示)。評卷人得分六、有機推斷題(共4題,共16分)26、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型為3d54s1,該元素屬于________區(qū)元素,元素符號是________。27、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,其相關信息如下表:。元素相關信息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構示意圖是________,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單質反應的離子方程式為_________________;與E元素成對角線關系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質與D元素的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式:_________________。28、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的原子結構示意圖是____。
(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)關于Y、Z、Q三種元素的下列有關說法,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________。29、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,晶體的結構屬于____晶體,寫出F2D6的結構式________。
(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反應來提取F單質,寫出E置換F的離子方程式_________________。
(5)F單質的晶體為面心立方最密堆積,若F的原子半徑為anm,F(xiàn)單質的摩爾的的質量為Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求F單質的密度為______g/cm3。(用a、NA、M的代數(shù)式表示)參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、B【分析】【詳解】
A.電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài);吸收能量產生吸收光譜;由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),釋放能量產生發(fā)射光譜,A正確;
B.HC1O的電子式為B錯誤;
C.NH3、H2O、CO2的電子式分別為中心原子孤電子對數(shù)分別為1、2、0,孤電子對數(shù)最多的是H2O;C正確;
D.基態(tài)氯原子的價電子排布式為3s23p5,軌道表示式為D正確;
故選B。2、B【分析】【詳解】
根據(jù)構造原理,各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5s能量由低到高,A項和D項正確順序E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);對于不同能層的相同能級,能層序數(shù)越大,能量越高,所以C項錯誤。3、A【分析】【詳解】
A.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,但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素,P、S位于同一周期但P位于第VA族、S位于第VIA族,所以第一電離能:I1(P)>I1(S);故A正確;
B.Al3+與O2-的核外電子排布相同的離子;核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,故B錯誤;
C.H2O為V形結構,NH3為三角錐形結構,CH4為正四面體結構,則分子中的鍵角:H2O<NH3<CH4;故C錯誤;
D.同主族元素從上到下電負性逐漸減弱;故D錯誤。
故答案為A。
【點睛】
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,但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素。4、A【分析】【詳解】
A.同一主族元素;其第一電離能;電負性隨著原子序數(shù)的增大而減小,所以硅的第一電離能、電負性都低于碳,A錯誤;
B.一般情況下同一周期元素的第一電離能呈增大趨勢;但Mg的3s能級有2個電子,軌道是全充滿,能量低,比較穩(wěn)定,所以鎂元素的第一電離能高于同周期相鄰元素Al的第一電離能,B正確;
C.F;K、Fe、Ni四種元素中F的非金屬性最強;所以F的電負性最大,C正確;
D.Ni是元素周期表中第28號元素,核外電子排布式是1s22s22p62s22p63d84s2;3d能級上有2個未成對電子,未成對電子數(shù)是2;第二周期元素中未成對電子數(shù)為2的元素有C;O,其中C的電負性小,D正確;
故合理選項是A。5、B【分析】【分析】
【詳解】
H2S中S的孤電子對數(shù)為×(6-2×1)=2,σ鍵電子對數(shù)為2,S的價層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體型,去掉孤電子對,H2S的立體構型為V形;NF3中N的孤電子對數(shù)為×(5-3×1)=1,σ鍵電子對數(shù)為3,N的價層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體型,去掉孤電子對,NF3的立體構型為三角錐形;答案選B。
【點睛】
本題主要考查根據(jù)價層電子對互斥理論判斷簡單分子或離子的空間構型,易錯點是不能熟練判斷中心原子的價層電子對數(shù)。分子的中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對數(shù),如果價層電子對數(shù)是4且不含孤電子對,則為正四面體結構,如果價層電子對數(shù)是4且含有一個孤電子對,則為三角錐形結構,如果價電子對數(shù)是4且含有2個孤電子對,則為V形。6、C【分析】【詳解】
A.BF3中心原子為B,價層電子對數(shù)為3+×(3-1×3)=3,為sp2雜化;空間構型為平面三角形,故A不符合題意。
B.CO32-的中心原子為C,價層電子對數(shù)為3+×(4+2-2×3)=3,為sp2雜化;空間構型為平面三角形,故B不符合題意。
C.PCl3中心原子為P,價層電子對數(shù)為3+×(5-1×3)=4,為sp3雜化;空間構型為三角錐形,故C符合題意;
D.CH3+中心原子為C,價層電子對數(shù)為3+×(4-1-1×3)=3,為sp2雜化;空間構型為平面三角形,故不符合題意;
答案選C。
【點睛】
判斷分子的立體構型時,根據(jù)成鍵電子對數(shù)加上孤電子對數(shù),有孤對電子數(shù)時,減去對電子對數(shù)得到分子的構型。7、C【分析】【分析】
由題中信息可知2Mg+CO22MgO+C中Mg是還原劑;體現(xiàn)還原性,氧化鎂熔點高達2800℃故MgO為離子晶體。
【詳解】
A.由分析可知A選項正確;
B.由分析可知B選項正確;
C.CO2中的C原子的雜化方式為sp,C(石墨)中C的雜化方式為sp2雜化;故C選項錯誤;
D.干冰分子晶胞如圖每個CO2周圍有12個CO2分子;故D選項正確;
故答案選擇C。二、填空題(共7題,共14分)8、略
【分析】【詳解】
(1)C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大,同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢,但第ⅤA族元素的第一電離能大于第ⅥA族元素的第一電離能,故第一電離能大小順序是同周期元素自左而右電負性增大,故電負性:氮原子的核電荷數(shù)為7,核外電子排布式為其最外層電子排布式是
(2)含有3個原子,價電子總數(shù)為故其等電子體可以是等。
【點睛】
比較第一電離能時,出現(xiàn)反常的元素是指價電子層電子排布處于半滿、全滿或全空的原子,且只比原子序數(shù)大1的元素第一電離能大。【解析】(或等)9、略
【分析】【詳解】
(1)鐵為26號元素,位于元素周期表的第4周期Ⅷ族;基態(tài)鐵原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,有4個未成對電子;鐵原子失去4s兩個電子和3d一個電子形成鐵離子,所以鐵離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;
(2)原子中;離原子核越遠的電子層其能量越高,所以Si原子中M電子層能量最高;該原子中含有3個s軌道;6個p軌道,所以一共有9個軌道;鋁元素原子的核外共有13個電子,其每一個電子的運動狀態(tài)都不相同,故共有13種,有1s、2s、2p、3s、3p共5個能級;
(3)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電子云形象化描述;基態(tài)14C原子的核外電子排布為1s22s22p2;1s;2s為成對電子,自旋方向相反,2p能級為單電子,自旋方向相同,核外存在2對自旋相反的電子;
(4)同周期元素從左到右電負性增強,金屬性越強的元素電負性越小,故O>N>C>K;同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢,由于N的核外2p軌道排3個電子,半充滿,較穩(wěn)定,比相鄰元素的第一電離能都高,所以第一電離能從大到小依次為N>O>C>K;
(5)含雙鍵和三鍵的分子既有σ鍵又有π鍵;為④⑤⑨;含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的物質只有氫氣,即⑦;稀有氣體不含化學鍵,即⑩;
(6)BF3分子的中心原子B原子上含有3個σ鍵,中心原子上的孤電子對數(shù)=(3-3×1)=0,雜化軌道數(shù)目為3,BF3分子的中心原子B原子采取sp2雜化,中心原子上沒有孤對電子,所以其空間構型就是平面三角形,鍵角是120°;BF4-中B原子的價層電子對=4+(3+1-1×4)=4;該離子中不含孤電子對,為正四面體結構。
【點睛】
電子的運動狀態(tài)由能層、能級、原子軌道和電子的自旋狀態(tài)共同決定,沒有運動狀態(tài)完全相同的電子存在,所以核外有幾個電子,就有幾種運動狀態(tài)不同的電子;非金屬性越強,電負性越強,第一電離能同周期元素從左到右增強趨勢,但是ⅡA族ⅤA族元素比相鄰元素都高。【解析】①.第4周期Ⅷ族②.4③.1s22s22p63s23p63d5④.M⑤.9⑥.13⑦.5⑧.電子云⑨.2⑩.O>N>C>K?.N>O>C>K?.④⑤⑨?.⑦?.⑩?.120°?.sp2?.正四面體形10、略
【分析】【分析】
(1)軌道3d軌道鉆得深;可以更好地回避其它電子的屏蔽,據(jù)此進行分析;
(2)整個分子是V形,中心O是雜化,分子中含一個3,4大鍵;
(3)據(jù)面心立方最密堆積;進行分析;
(4)中心原子N采取雜化,其中一個雜化軌道上填有氮的一個單電子而不是孤對電子,從而此分子中的離域鍵是據(jù)此進行分析;
(5)成鍵電子對間的距離越遠;成鍵電子對間的排斥力越??;
(6)據(jù)此進行計算。
【詳解】
(1)軌道離原子核更近;但是根據(jù)鮑林的軌道近似能級圖填充電子時,先填4s電子,而后填3d電子,原因是4s軌道3d軌道鉆得深,可以更好地回避其它電子的屏蔽;
(2)整個分子是V形,中心O是雜化,分子中含一個3,4大鍵,故臭氧的Lewis結構式為
(3)面心立方最密堆積,則晶胞中含有4個球,它們的分數(shù)坐標為和
(4)中心N原子采取雜化,其中一個雜化軌道上填有氮的一個單電子而不是孤對電子,從而此分子中的離域鍵是
(5)氟的電負性大于氫,因此用于成鍵的電子對更偏向氟或離氮原子核較遠氮周圍電子密度減小或成鍵電子對間的“距離”較遠斥力較小,因而鍵角較小,故,大于
(6)
【點睛】
如果物質內部電子都是成對的,那么由電子自旋產生的磁場彼此抵消,這種物質在磁場中表現(xiàn)出抗磁性。反之,有未成對電子存在時,由電子自旋產生的磁場不能抵消,這種物質就表現(xiàn)出順磁性。釓元素內有7個未成對的f電子,因此是磁力很強的稀土金屬?!窘馕觥?s軌道3d軌道鉆得深,可以更好地回避其它電子的屏蔽大于11、略
【分析】【詳解】
(1)Be的電負性是1.5,Cl的電負性是3.0,Cl與Be電負性差值為1.5,電負性差值大于1.7的化合物為離子化合物,小于1.7的化合物為共價化合物,則BeCl2應為共價化合物;
(2)鎳是28號元素,按照能量最低原理,鎳元素基態(tài)原子的核外電子排布式為:[Ar]3d84s2,價電子排布式為3d84s2;3d能級上的未成對電子數(shù)為2;
(3)根據(jù)晶胞可知,C位于體心,C的個數(shù)為1,Ni位于6個面心,Ni的個數(shù)為6=3,Mg位于8個頂點,Mg的個數(shù)為8=1,則該化合物的化學式為MgCNi3,C、Ni、Mg三種元素中,Ni、Mg都是金屬元素,C為非金屬元素,電負性最大的是C?!窘馕觥竣?共價②.3d84s2③.2④.MgCNi3⑤.C12、略
【分析】【分析】
(1)Ni元素原子序數(shù)是28;其3d;4s電子為其價電子,3d、4s能級上電子數(shù)分別是8、2,據(jù)此書寫其價電子排布式,找到最高能層,為N層,能級為4s,判斷它的空間伸展方向;
(2)A.CO與CN-互為等電子體;則一氧化碳中含有碳氧三鍵,其中σ鍵個數(shù)為1;π鍵個數(shù)為2;故σ鍵和π鍵個數(shù)之比為1:2;
B.NH3的中心原子為N;價層電子歲數(shù)為4對,有一對孤對電子,sp3雜化,空間構型為三角錐形;
C.根據(jù)題干信息,鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物時;其配位數(shù)可能為是4或6;
D.Ni(CO)4中;鎳元素成鍵電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,則價電子對數(shù)為4;
(3)中心原子提供空軌道配體提供孤電子對形成配位鍵;氫鍵存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的H與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間,則氫鍵表示為
(4)因為NiO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同;而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6;根據(jù)表格數(shù)據(jù),氧離子和鎳離子的半徑小于鈉離子和氯離子,則NiO的鍵長小于NaCl,離子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高,所以氧化鎳熔點高于氯化鈉熔點;
(5)①由圖b可知,La的個數(shù)為8×=1,Ni的個數(shù)為8×+1=5;La與Ni的個數(shù)比1:5,則x=5;
②由圖a可得晶胞的體積V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度=進行計算;
③六個球形成的空隙為八面體空隙,顯然圖c中的八面體空隙都是由2個La原子和4個Ni原子所形成,這樣的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,共有8×+2×=3個;
【詳解】
(1)Ni元素原子序數(shù)是28,其3d、4s電子為其價電子,3d、4s能級上電子數(shù)分別是8、2,其價電子排布式為3d84s2;最高能層的電子為N,分別占據(jù)的原子軌道為4s,原子軌道為球形,所以有一種空間伸展方向;
答案為:3d84s2;1;
(2)A.CO與CN-互為等電子體;則一氧化碳中含有碳氧三鍵,其中σ鍵個數(shù)為1;π鍵個數(shù)為2;故σ鍵和π鍵個數(shù)之比為1:2,故A正確;
B.NH3的中心原子為N;價層電子歲數(shù)為4對,有一對孤對電子,sp3雜化,空間構型為三角錐形,故B錯誤;
C.根據(jù)題干信息,鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物時;其配位數(shù)可能為是4或6,故C正確;
D.Ni(CO)4中,鎳元素成鍵電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,則價電子對數(shù)為4,是sp3雜化;故D正確;
答案選B。
(3)中心原子提供空軌道配體提供孤電子對形成配位鍵;氫鍵存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的H與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間,則氫鍵表示為
故答案為:
(4)因為NiO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同;而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6;根據(jù)表格數(shù)據(jù),氧離子和鎳離子的半徑小于鈉離子和氯離子,則NiO的鍵長小于NaCl,二者都屬于離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關,離子所帶電荷越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高,所以氧化鎳熔點高于氯化鈉熔點;
答案為:6;離子半徑越??;離子所帶電荷越多,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高;
(5)①由圖b可知,La的個數(shù)為8×=1,Ni的個數(shù)為8×+1=5;La與Ni的個數(shù)比1:5,則x=5;
答案為:5;
②由圖a可得晶胞的體積V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度==g/cm-3;
答案為:
③六個球形成的空隙為八面體空隙,顯然圖c中的八面體空隙都是由2個La原子和4個Ni原子所形成,這樣的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,共有8×+2×=3個;
答案為:3。
【點睛】
考查同學們的空間立體結構的思維能力,難度較大。該題的難點和易錯點在(5)的③,與“”同類的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,且空隙與其他晶胞共用,計算數(shù)目時也要注意使用平均法進行計算。【解析】3d84s21B6離子半徑越小,離子所帶電荷越多,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高5313、略
【分析】試題分析:(1)一般而言;原子晶體的熔沸點較高,原子晶體有②④⑥,原子半徑越小,共價鍵的鍵長越短,共價鍵越牢固,熔點越高,這些物質中熔點最高的是金剛石,故選②;
(2)屬于分子晶體的是干冰和四氯化碳,其中分子構型為正四面體的是四氯化碳,C的雜化類型為sp3,故答案為:①③;③;sp3;
(3)屬于離子晶體的是過氧化鈉和氯化銨;故選⑤⑦;
(4)含有極性鍵和配位鍵的離子化合物是氯化銨,電子式為故答案為:
考點:考查了晶體的分類和化學鍵的相關知識?!窘馕觥浚?)②(2)①③;③;sp3;(3)⑤⑦(4)14、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,金屬鍵較弱三、計算題(共7題,共14分)15、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結構;層內每個碳原子由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)晶體結構單元可知,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)各種晶體結構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)物質的熔沸點;溶解性等物理性質分析判斷。
【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,結合分子晶體熔沸點較低,該物質的熔沸點較低,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鍵。【解析】4:6:32b3: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】【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)19、略
【分析】【詳解】
(1)元素Na的焰色反應呈黃色;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型的晶體結構,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)晶胞的結構及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)晶胞結構可知,晶體中Cl構成的多面體包含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)20、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結構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晶體結構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。【解析】兩個距離最近的Na+中心間的距離d=a=4.0×10-8cm。21、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內部:內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、實驗題(共1題,共6分)22、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固體質量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固體質量小的,原晶體為[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,故答案為:取相同質量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量AgNO3溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,沉淀質量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。
【點睛】
把握配合物的構成特點,為解答該題的關鍵。解答此類試題要注意配合物的內界和外界的離子的性質不同,內界中以配位鍵相結合,很牢固,難以在水溶液中電離,而內界和外界之間以離子鍵結合,在溶液中能夠完全電離。【解析】稱取相同質量的兩種晶體配成溶液,向兩種溶液中分別加入足量的硝酸銀溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,所得氯化銀固體多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2五、原理綜合題(共3題,共18分)23、略
【分析】【分析】
Ⅰ.固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復紅色,說明氣體A為SO2,且物質的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3和Al2O3的混合物;
Ⅱ.(1)△H-T△S<0的反應可自發(fā)進行;
(2)①結合平衡的移動因素分析;一般當平衡正向進行時,可提高反應物的轉化率;
②673K時,在甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態(tài),此時容器體積為1.0L,若CH3COOH初始加入量為2.0mol,結合三行計算列式得到平衡濃度,反應Ⅰ的平衡常數(shù)K=
③不同的催化劑催化效率不同;
(3)加入催化劑;可降低反應的活化能,催化能力越強,活化能越低,但反應熱不變。
【詳解】
Ⅰ.固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復紅色,說明氣體A為SO2,且物質的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3和Al2O3的混合物;
(1)由分析知化合物甲的組成元素是Fe、Al和S,三者的物質的量之比為0.01mol:0.02mol:0.04mol=1:2:4,則化合物甲的化學式為FeAl2S4;
(2)氧化鋁溶于NaOH溶液生成偏鋁酸鈉,發(fā)生反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)氣體A為SO2氣體,溶液D含有Fe3+,通入SO2后發(fā)生氧化還原反應,所得溶液中生成Fe2+和SO42-,發(fā)生反應的離子反應方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+;
Ⅱ.(1)Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1,反應△S<0,滿足△H-T△S<0,則△H1<0;
(2)①已知CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1<0;
A.使用催化劑甲不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故A錯誤;
B.使用催化劑乙不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故B錯誤;
C.降低反應溫度平衡正向移動,可提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故C正確;
D.投料比不變,增加反應物的濃度,相當于增大壓強,平衡向正反應移動,可提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故D正確;
E.增大CH3COOH和H2的初始投料比,即相當于增大CH3COOH的濃度,平衡向正反應方向移動,可提高H2的轉化率,但CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率降低;故E錯誤;
故答案為CD;
②控制CH3COOH和H2初始投料比為1:1.5,673K時,在甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態(tài),乙酸轉化率50%,此時容器體積為1.0L,若CH3COOH初始加入量為2.0mol;乙醇的選擇性為0%,則反應Ⅰ中:
CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L)2300
變化量(mol/L)2×50%=121×0.41×0.4
平衡量(mol/L)110.40.4
反應Ⅰ的平衡常數(shù)K==0.16;
③表中實驗數(shù)據(jù)表明,此時反應未達到平衡,不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對CH3COOH轉化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響;
(3)從表中數(shù)據(jù)分析,在催化劑乙的作用下,乙醇的選擇性更大,說明催化劑乙對反應Ⅰ催化效果更好,催化劑能降低反應的活化能,說明使用催化劑乙的反應過程中活化能更低,故圖為
【點睛】
復雜化學式的確定的解題特點:常給出一種成分較為復雜的化合物及其發(fā)生某些化學反應時產生的現(xiàn)象,通過分析、推理、計算,確定其化學式。此類題目往往將計算、推斷融為一體,計算類型靈活多變,具有較高的綜合性,在能力層次上要求較高。其解題的一般方法和思路:一是依據(jù)題目所給化學事實,分析判斷化合物的成分;二是以物質的量為中心,通過計算確定各成分的物質的量之比?!窘馕觥竣?FeAl2S4(或Al2FeS4或FeS?Al2S3或Al2S3?FeS)②.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O③.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+④.<⑤.CD⑥.0.16或5/32⑦.表中數(shù)據(jù)表明此時反應未達到平衡,不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對乙醇選擇性有影響。⑧.24、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)元素核外電子排布規(guī)律書寫電子排布式;根據(jù)電子排布式判斷最高能級及電子云輪廓;
(2)分子晶體的熔沸點與分子間作用力有關;根據(jù)相對分子質量分析判斷;
(3)結合晶體轉化反應過程,和物質類別判斷分析化學鍵的種類;
(4)根據(jù)有機物中碳原子的成鍵方式;判斷空間構型,進而判斷碳原子雜化方式;
(5)①應用雜化軌道理論計算中心原子的價電子對數(shù)確定雜化方式分析確定立體構型;
②結合晶胞圖示計算晶胞中各原子的個數(shù)書寫其分子式;再結合晶胞微粒的相互位置關系計算微粒的半徑。
【詳解】
(1)Ti為38號元素,基態(tài)鈦原子核外電子排布式為:[Ar]3d24s2,則價層電子排布圖為基態(tài)O原子核外電子排布式為1s22s22p4;最高能級為p,其電子云輪廓為啞鈴型;
(2)TiCl4的熔、沸點分別為205K、409K,與CCl4結構相似,都屬于分子晶體,分子晶體的熔沸點與分子間作用力有關,相對分子質量越大,分子間作用力越大,熔沸點越高,TiCl4的相對分子質量大于CCl4;分子間作用力更大;
(3)根據(jù)轉化過程TiCl4可溶于濃鹽酸得H2[TiCl6],可看做形成一種酸,所有的酸都屬于共價化合物,向溶液中加入NH4Cl濃溶液可析出黃色的(NH4)2[TiCl6]晶體,可看做酸跟鹽反應生成(NH4)2[TiCl6],產物中含有銨根離子,根據(jù)以上分析,(NH4)2[TiCl6]晶體中含有共價鍵和離子鍵;故答案選AB;
(4)CH3CH2OH和CH3OCH3中的碳原子都是以單鍵形式成鍵,結構與甲烷相似,都是四面體結構,HCHO的碳原子含有碳氧雙鍵,分子中所有在同一平面,為平面三角形,根據(jù)構型可知,三個分子中C原子的VSEPR模型不同于其他分子的是HCHO,根據(jù)構型可得,該分子中C的軌道雜化類型為sp2雜化;
(5)①BaCO3中陰離子為CO32-,中心原子為碳原子,其價層電子對數(shù)=3+=3,碳原子為sp2雜化;該陰離子由4個原子構成,則立體構型為平面三角形;
②根據(jù)晶胞圖示,Ti位于晶胞的頂點,Ti的數(shù)目=8×=1,Ba原子位于晶胞的內部,數(shù)目為1,分析計算分子式和粒子半徑;O原子位于晶胞的棱上,其數(shù)目=12×=3,則則鈦酸鋇的化學式為BaTiO3;已知晶胞邊長為apm,O2-的半徑為bpm,根據(jù)圖示,晶胞邊長=2r(Ti4+)+2r(O2-)=apm,則r(Ti4+)=pm;晶胞面對角線的長度=2r(O2-)+2r(Ba2+)=apm,r(Ba2+)=pm。
【點睛】
結合晶胞圖示計算晶胞中各原子的個數(shù)書寫其分子式,再結合晶胞微粒的相互位置關系計算微粒的半徑,題中明確指出Ti4+、Ba2+均與O2-相接觸,但未指明Ti4+、Ba2+緊密結合,體對角線的長度=2r(Ti4+)+2r(Ba2+)=a是易錯點?!窘馕觥繂♀徯蚑iCl4的相對分子質量大于CCl4,分子間作用力更大ABHCHOsp2平面三角形BaTiO325、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)鈮Nb位于第五周期,Nb的外圍電子排布式為4d45s1;在周期表的ds區(qū),第5軌道上有電子所以位于第五周期,4d上有4個電子和5s上有一個電子所以是在VB族;
(2)A.Ge位于元素周期表金屬元素與非金屬元素的分界線附近,晶體屬于準金屬,且為共價晶體,選項A正確;B.Ge屬于p區(qū),但不屬于過渡金屬,選項B錯誤;C.同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大,As的4p能級含有3個電子,為半滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能較高,則第一電離能As>Se>Ge;選項C正確;D.同主族從上到下非金屬性減弱電負性減弱,則Ge的電負性比C小,選項D錯誤。答案選AC;
(3)Ge(CH3)2Cl2分子的中心原子Ge的價層電子對是4,其雜化方式是sp3;
(4)NH3也常作制冷劑,其分子構型是三角錐形,其鍵角小于109°28′,NH3的沸點(239.6K)高于N2沸點的主要原因是NH3分子間有氫鍵,N2分子間無氫鍵,致使NH3的沸點更高;
(5)晶胞內部含有2個鋇原子、1個Y原子,棱上含有8個銅原子、20個O原子,頂點含有8個銅原子,面心含有8個O原子,共3個銅原子、9個O原子,圖示材料的理想化學式(無空位時)為Ba2YCu3O9,若Y(釔)元素的化合價為+3,則Cu的平均化合價為
(6)金屬銅屬于面心立方最密堆積,其晶胞中含有4個銅原子,Cu原子的最近距離為acm,則晶胞邊長為金屬銅的晶體密度為ρg/cm3,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則有故銅的相對原子質量為a3ρNA。
【點睛】
本題考查較為綜合,涉及元素周期律的遞變規(guī)律、雜化類型的判斷、晶胞的計算等知識,題目難度中等,注意有關基礎知識的積累?!窘馕觥縑BACsp3小于NH3分子間有氫鍵,N2分子間無氫鍵,致使NH3的沸點更高Ba2YCu3O9+11/3a3ρNA或0.707a3ρNA六、有機推斷題(共4題,共16分)26、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軌道為半充滿結構,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bSi27、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
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