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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年滬教版選修3化學(xué)上冊(cè)階段測(cè)試試卷569考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、氣態(tài)中性基態(tài)原子的原子核外電子排布發(fā)生如下變化,吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p12、用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間構(gòu)型,有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角大小,下列判斷正確的是()A.SO2、CS2、HI都是直線形的分子B.BF3鍵角為120°,SnBr2鍵角大于120°C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子3、下列物質(zhì)的分子中,鍵角最小的是()A.H2OB.NF3C.CH4D.NH34、下列對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的理論解釋正確的是()。選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)理論解釋A酸性:HC1O<H2CO3非金屬:C>C1BNH3溶于水形成的溶液能導(dǎo)電NH3是電解質(zhì)C氮原子的第一電離能大于氧原子氮原子2p能級(jí)半充滿DH2O的沸點(diǎn)高于H2SHO的鍵能大于HS的鍵能
A.AB.BC.CD.D5、已知在晶體中仍保持一定幾何形狀的最小單位稱為晶胞。干冰晶胞是一個(gè)面心立方體,在該晶體中每個(gè)頂角各有1個(gè)二氧化碳分子,每個(gè)面心各有一個(gè)二氧化碳分子。實(shí)驗(yàn)測(cè)得25℃時(shí)干冰晶體的晶胞邊長(zhǎng)為acm,其摩爾質(zhì)量為Mg/mol,則該干冰晶體的密度為(單位:g/cm3)A.B.C.D.6、觀察下列模型并結(jié)合有關(guān)信息;判斷下列說(shuō)法不正確的是()
。
HCN
S8
SF6
B12結(jié)構(gòu)單元。
結(jié)構(gòu)模型。
示意圖。
備注。
—
易溶于CS2
—
熔點(diǎn)1873K
A.HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N,分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵B.固態(tài)硫S8屬于原子晶體C.SF6是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子D.單質(zhì)硼屬原子晶體,結(jié)構(gòu)單元中含有30個(gè)B—B鍵7、下列晶體分類正確的一組是()。晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體AKOHNePBHClMgCl2乙醇CNa2CO3晶體硅甲苯DCa(OH)2晶體硅石墨
A.AB.BC.CD.D8、下列各晶體按熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是()A.H2、N2、O2、Cl2B.HF、HCl、HBr、HIC.Be、Mg、Ca、SrD.Na2O、Na2S、Na2Se9、下列晶體中,它們的熔點(diǎn)由高到低的順序排列正確的是()
①干冰②晶體硅③金剛石④汞⑤氯化鈉A.⑤②③①④B.③②⑤①④C.③②⑤④①D.②③④①⑤評(píng)卷人得分二、填空題(共7題,共14分)10、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示;x位于立方體的頂點(diǎn),Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著___個(gè)X,每個(gè)x同時(shí)吸引著__個(gè)Y,該晶體的化學(xué)式為_(kāi)__;
(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有___個(gè);
(3)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX的度數(shù)為_(kāi)_。
(4)下列分子中含有sp和sp3雜化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH311、甲醛分子(CH2O)的中心原子(碳原子)的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)_______,其孤電子對(duì)數(shù)為_(kāi)_______,則該分子呈________形。甲醛分子的中心原子的雜化類型為_(kāi)_______,分子中共有________個(gè)σ鍵,有________個(gè)π鍵,其中C﹣H的σ鍵的類型為_(kāi)_______,C﹣O的σ鍵的類型為_(kāi)_______12、下列原子或離子的電子排布式或軌道表示式正確的是____________(填序號(hào),下同),違反能量最低____________,違反洪特規(guī)則的是____________,違反泡利不相容原理的是____________。
①
②
③P:
④
⑤
⑥
⑦O:13、Co基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_。元素Mn與O中,第一電離能較大的是__,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是__。14、N;P同屬于元素周期表的第VA族元素。
(1)基態(tài)磷原子的價(jià)電子排布圖是____________
(2)NCl3的VSEPR模型名稱是__________,中心原子雜化軌道類型是__________________。
(3)“笑氣”(N2O)是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。有關(guān)理論認(rèn)為原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的粒子即等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)是接近的。寫出N2O的一種有第二周期非金屬元素組成的等電子體分子_______________________。
(4)沸點(diǎn)比較:PH3___________NH3(填“>”、“=”、“<”),理由是____________。
(5)已知鍵能:H-H鍵能為436KJ·mol-1,N-H鍵能為391KJ·mol-1,N≡N鍵能為945.6kJ?mol-1.。則N2+3H22NH3,生成2molNH3時(shí),共放熱_________KJ
(6)NH3極易溶于水,原因是_______________15、如圖所示;甲;乙、丙分別表示C、二氧化碳、碘晶體的晶胞結(jié)構(gòu)模型。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)C60的熔點(diǎn)為280℃,從晶體類型來(lái)看,C60屬____________晶體。
(2)二氧化碳晶胞中顯示出的二氧化碳分子數(shù)為14,實(shí)際上一個(gè)二氧化碳晶胞中含有____________個(gè)二氧化碳分子,二氧化碳分子中鍵與鍵的個(gè)數(shù)比為_(kāi)___________。
(3)①碘晶體屬于____________晶體。
②碘晶體熔化過(guò)程中克服的作用力為_(kāi)___________。
③假設(shè)碘晶胞中長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高分別為acm、bcm、ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碘晶體的密度為_(kāi)___________g·cm-3。16、鹵族元素的單質(zhì)和化合物在生產(chǎn)生活中有重要的用途。
(1)基態(tài)溴原子的核外電子排布式為[Ar]_________。
(2)在一定濃度的HF溶液中,氟化氫是以締合形式(HF)2存在的。使氟化氫分子締合的作用力是_________。
(3)HIO3的酸性_________(填“強(qiáng)于”或“弱于”)HIO4,原因是_________。
(4)ClO2-中心氯原子的雜化類型為_(kāi)________,ClO3-的空間構(gòu)型為_(kāi)________。
(5)晶胞有兩個(gè)基本要素:①原子坐標(biāo)參數(shù):表示晶胞內(nèi)部各微粒的相對(duì)位置。下圖是CaF2的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A處為(0,0,0);B處為(0);C處為(1,1,1)。則D處微粒的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)________。
②晶胞參數(shù):描述晶胞的大小和形狀。已知CaF2晶體的密度為cg·cm-3,則晶胞中Ca2+與離它最近的F-之間的距離為_(kāi)________nm(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,用含C、NA的式子表示;相對(duì)原子質(zhì)量:Ca40F19)。評(píng)卷人得分三、計(jì)算題(共8題,共16分)17、(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(wèn)題:圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_(kāi)___個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為_(kāi)___個(gè),碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_(kāi)______。
(2)2001年報(bào)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(gè)鎂原子,6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為_(kāi)______。18、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_(kāi)________。
(2)若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為_(kāi)_______(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_(kāi)______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(diǎn)為282℃,沸點(diǎn)為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為_(kāi)_____。19、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(duì)β—SiC回答下列問(wèn)題:
⑴C的配位數(shù)為_(kāi)_________。
⑵C和Si的最短距離為_(kāi)__________pm。
⑶假設(shè)C的原子半徑為r,列式并計(jì)算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)20、用X射線研究某金屬晶體,測(cè)得在邊長(zhǎng)為360pm的立方晶胞中含有4個(gè)金屬原子,此時(shí)金屬的密度為9.0g/cm3。試回答下列問(wèn)題:
(1)此金屬晶胞屬于哪一種類型?_______
(2)求每個(gè)晶胞的質(zhì)量。_______
(3)求此金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。_______
(4)求此金屬原子的原子半徑(pm)。_______21、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_(kāi)___________。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為_(kāi)_______g·cm-3(列出計(jì)算式)。
22、NaCl是重要的化工原料?;卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)元素Na的焰色反應(yīng)呈_______色。價(jià)電子被激發(fā)到相鄰高能級(jí)后形成的激發(fā)態(tài)Na原子,其價(jià)電子軌道表示式為_(kāi)______。
(2)KBr具有NaCl型的晶體結(jié)構(gòu),但其熔點(diǎn)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?yàn)镃l,小球?yàn)镹a)。
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_(kāi)______。
②晶體中,Cl構(gòu)成的多面體包含______個(gè)三角形的面,與Cl緊鄰的Na個(gè)數(shù)為_(kāi)______。
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_(kāi)________g·cm-3(列出計(jì)算式)。23、NaCl晶體中Na+與Cl-都是等距離交錯(cuò)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(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離是多少?_______24、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(gè),在NaCl的晶胞中有Na+_____個(gè),Cl-____個(gè)。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過(guò)_________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(dá)式為_(kāi)___nm(用含NA的代數(shù)式表示)評(píng)卷人得分四、工業(yè)流程題(共1題,共9分)25、飲用水中含有砷會(huì)導(dǎo)致砷中毒,金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測(cè)。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(guò)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_(kāi)______;AsH3的電子式為_(kāi)_____;
(2)下列說(shuō)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_(kāi)_________(填化學(xué)式);
(4)“一級(jí)沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級(jí)沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________;
(6)關(guān)于地下水中砷的來(lái)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(shí)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_(kāi)_____________。評(píng)卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共12分)26、C;O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常見(jiàn)元素。
(1)Fe在元素周期表中的位置是_____,Cu基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______。
(2)C和O的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是________(寫化學(xué)式)。C的電負(fù)性比Cl的________(填“大”或“小”)。
(3)寫出Na2O2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。
(4)碳有多種同素異形體;其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:
①在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接___________個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有___________個(gè)C原子。
②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接__________個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有_________個(gè)C原子在同一平面。
(5)刻蝕印刷電路的廢液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放將導(dǎo)致環(huán)境污染和資源的浪費(fèi),為了使FeCl3循環(huán)利用和回收CuCl2;回收過(guò)程如下:
①試劑X的化學(xué)式為_(kāi)_____________;
②若常溫下1L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量濃度均為0.5mol·L-1,則加入Cl2和物質(zhì)X后,過(guò)濾。為使溶液鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,而CuCl2不產(chǎn)生沉淀。則應(yīng)控制pH的范圍是____________________________(設(shè)溶液體積保持不變),已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38、Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、lg5=0.7。27、⑴已知在周期表的某一周期,其零族元素的價(jià)層電子排布式為同周期的A、B兩種元素,最外層電子數(shù)為2、7,次外層電子數(shù)為8、18,則元素A為_(kāi)_______,B為_(kāi)_______(寫元素符號(hào))。若周期表有第8周期,則其最終的零族元素的原子序數(shù)為_(kāi)___________。
⑵稀有氣體的化合物分子的空間構(gòu)型是__________,寫出與其互為等電子體的一種陰離子的化學(xué)式___________。
⑶硼酸能形成類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu);單層的結(jié)構(gòu)如圖所示。
則硼酸晶體中存在的作用力除共價(jià)鍵外,還有_____________。
⑷稀土資源是重要的戰(zhàn)略資源;下圖為某稀土元素A的氧化物晶體的立方晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,其中氧離子占據(jù)頂點(diǎn);面心、棱心、體心的位置,A離子占據(jù)半數(shù)的立方體空隙。
寫出A氧化物的化學(xué)式______,A離子的配位數(shù)為_(kāi)_____。已知晶胞參數(shù)為則間距為_(kāi)_______設(shè)A的摩爾質(zhì)量為晶體的密度為_(kāi)______評(píng)卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共25分)28、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(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)?;衔顰C2為一種常見(jiàn)的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24。請(qǐng)根據(jù)以上情況;回答下列問(wèn)題:(答題時(shí),A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)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(hào))。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)開(kāi)___________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質(zhì)在AC2中點(diǎn)燃可生成A的單質(zhì)與一種熔點(diǎn)較高的固體產(chǎn)物,寫出其化學(xué)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(xué)式為_(kāi)____。
(6)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),B被還原到最低價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。29、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(jià)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(gè)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(jià)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(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)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(fù)性由小到大的順序?yàn)開(kāi)______(用元素符號(hào)表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_(kāi)______;E3+的離子符號(hào)為_(kāi)______。
(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_(kāi)______
(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(fù)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____。30、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(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)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(wèn)題:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為_(kāi)_______,1molZ2X4含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。
(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_(kāi)_______,兩種化合物分子中化學(xué)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(diǎn)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(jià)電子排布式為_(kāi)_______。31、下表為長(zhǎng)式周期表的一部分;其中的編號(hào)代表對(duì)應(yīng)的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)表中⑨號(hào)屬于______區(qū)元素。
(2)③和⑧形成的一種常見(jiàn)溶劑,其分子立體空間構(gòu)型為_(kāi)_______。
(3)元素①和⑥形成的最簡(jiǎn)單分子X(jué)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(fù)性________元素④的電負(fù)性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為_(kāi)_______。
(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(qǐng)寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。32、下表為長(zhǎng)式周期表的一部分;其中的序號(hào)代表對(duì)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_(kāi)__________________。
(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_(kāi)____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_(kāi)_________。請(qǐng)寫出與元素④的單質(zhì)互為等電子體分子、離子的化學(xué)式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物稀溶液與元素⑦的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),元素④被還原到最低價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中實(shí)心球表示元素⑩原子,則一個(gè)晶胞中所包含的氧原子數(shù)目為_(kāi)_________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
【詳解】
由基態(tài)原子核外電子排布可知A、B、C、D依次為基態(tài)Si、P、S、Ge元素;Si和Ge同一主族,Si在Ge上方,Si第一電離能比Ge大;Si、P、S為同一周期相鄰元素,P元素原子的3p軌道為半充滿,能量較低,P元素的第一電離能大,即第一電離能P>S>Si,所以第一電離能P>S>Si>Ge,故P原子失去1個(gè)電子吸收的能量最多,故答案選B。2、C【分析】【詳解】
A.SO2是V形分子;CS2;HI是直線形的分子;A錯(cuò)誤;
B.BF3鍵角為120°,BF3分子是平面三角形結(jié)構(gòu),而Sn原子價(jià)電子是4,在SnBr2中兩個(gè)價(jià)電子與Br形成共價(jià)鍵;含有孤對(duì)電子,對(duì)成鍵電子有排斥作用,使鍵角小于120°,B錯(cuò)誤;
C.CH2O、BF3、SO3中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)均為3;無(wú)孤電子對(duì),都是平面三角形的分子,C正確;
D.PCl3、NH3都是三角錐形的分子,而PCl5是三角雙錐形結(jié)構(gòu);D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是C。3、A【分析】【詳解】
在分子中,中心原子上孤電子對(duì)之間的排斥力>孤電子對(duì)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(duì)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(gè)孤電子對(duì),NF3中N原子含有1個(gè)孤電子對(duì),NH3分子中N原子含有1個(gè)孤電子對(duì),CH4分子中C原子不含孤電子對(duì),所以鍵角最小的是H2O;
答案為A。4、C【分析】【詳解】
A.元素的非金屬性越強(qiáng);最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),次氯酸中氯元素的化合價(jià)為+1,不是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物,不能用于比較碳元素和氯元素的非金屬性強(qiáng)弱,故A錯(cuò)誤;
B.氨氣不能電離;屬于非電解質(zhì),故B錯(cuò)誤;
C.氮原子的2p能級(jí)為半充滿穩(wěn)定狀態(tài);則氮原子的第一電離能大于氧原子,故C正確;
D.水分子間能形成氫鍵;而硫化氫分子間不能形成氫鍵,水的的沸點(diǎn)高于硫化氫,故D錯(cuò)誤;
故選C。5、D【分析】【詳解】
每個(gè)頂點(diǎn)上的二氧化碳分子被8個(gè)晶胞共用,每個(gè)面心上的二氧化碳分子被兩個(gè)晶胞共用,所以該晶胞中二氧化碳分子個(gè)數(shù)=8×+6×=4,ρ===g/(cm)3,故D正確;答案為D。6、B【分析】【分析】
【詳解】
A;“C≡N”鍵中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵;所以H-C≡N中共有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,A正確;
B、S8易溶于CS2;因此屬于分子晶體,B錯(cuò)誤;
C、SF6是正八面體對(duì)稱結(jié)構(gòu);是非極性分子,C正確;
D;由硼的結(jié)構(gòu)和熔點(diǎn)可知;單質(zhì)硼屬原子晶體,硼晶體的結(jié)構(gòu)單元中有12個(gè)B原子,每個(gè)原子形成5個(gè)B-B鍵,而每個(gè)B-B鍵為2個(gè)原子所共有,所以B-B鍵數(shù)為12×5/2=30個(gè),D正確。
答案選B。7、C【分析】【詳解】
A.稀有氣體Ne屬于分子晶體;故A錯(cuò)誤;
B.HCl屬于分子晶體;氯化鎂為離子晶體,故B錯(cuò)誤;
C.碳酸鈉為離子晶體;晶體硅為原子晶體,乙醇為分子晶體,故C正確;
D.石墨屬于混合型晶體;故D錯(cuò)誤;
故答案為C。8、A【分析】【詳解】
A.晶體都是分子晶體且分子組成與結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高,則晶體按熔點(diǎn)由低到高的順序排列為H2、N2、O2、Cl2;故A正確;
B.晶體都是分子晶體且分子組成與結(jié)構(gòu)相似;但HF晶體中存在氫鍵,熔點(diǎn)較高,故B錯(cuò)誤;
C.晶體都是金屬晶體;熔點(diǎn)的高低與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān),金屬鍵逐漸減弱,熔點(diǎn)逐漸降低,故C錯(cuò)誤;
D.晶體都是離子晶體;熔點(diǎn)的高低與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān),離子鍵逐漸減弱,熔點(diǎn)逐漸降低,故D錯(cuò)誤;
故答案選:A。
【點(diǎn)睛】
分子晶體中N、O、F會(huì)與H形成氫鍵熔沸點(diǎn)升高。9、C【分析】【詳解】
②晶體硅和③金剛石均屬于原子晶體;且C-C鍵能大于Si-Si鍵能,則金剛石的熔點(diǎn)比晶體硅高;⑤氯化鈉于離子晶體,①干冰屬于分子晶體,二氧化碳常溫下是氣體,④汞常溫下是液體,則熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)棰邰冖茛堍?,故答案為C。
【點(diǎn)睛】
考查晶體類型與物質(zhì)熔點(diǎn)高低判斷等,明確晶體的類型以及影響晶體熔高低的因素是解題關(guān)鍵,晶體熔點(diǎn)一般為原子晶體>離子晶體>分子晶體,金屬晶體熔點(diǎn)有的很高,有的很低,汞常溫下為液體,二氧化碳常溫下為氣體。二、填空題(共7題,共14分)10、略
【分析】【分析】
⑴晶體中以中心的Y分析Y同時(shí)吸引X的個(gè)數(shù);再以頂點(diǎn)的X分析X同時(shí)吸引Y的個(gè)數(shù),計(jì)算晶體中有X和Y個(gè)數(shù)。
⑵晶體中以頂點(diǎn)X分析;X與面對(duì)角線的X來(lái)分析。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結(jié)構(gòu)。
⑷A.中苯環(huán)上的碳價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是sp2雜化;B.CH4中碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化;C.CH2=CHCH3中第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是sp2雜化;D.CH3CH2C≡CH中第3個(gè)和第4個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,是sp雜化,第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化;E.CH3CH3中第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化。
【詳解】
⑴晶體中以中心的Y分析,每個(gè)Y同時(shí)吸引著4個(gè)X,以頂點(diǎn)的X分析,每個(gè)X同時(shí)吸引著8個(gè)Y,該晶體中有X為個(gè),Y為1個(gè),因此化學(xué)式為XY2;故答案為:4;8;XY2。
⑵晶體中以頂點(diǎn)X分析;X與面對(duì)角線的X來(lái)分析,每個(gè)面有4個(gè),共3個(gè)面,因此在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有12個(gè);故答案為:12。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結(jié)構(gòu);因此距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX的度數(shù)為109°28′;故答案為:109°28′。
⑷A.中苯環(huán)上的碳價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是sp2雜化,故A不符合題意;B.CH4中碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化,故B不符合題意;C.CH2=CHCH3中第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,是sp2雜化,故C不符合題意;D.CH3CH2C≡CH中第3個(gè)和第4個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,是sp雜化,第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化,故D符合題意;E.CH3CH3中第1個(gè)和第2個(gè)碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,是sp3雜化,故E符合題意;綜上所述,答案為D?!窘馕觥竣?4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D11、略
【分析】【分析】
根據(jù)雜化軌道理論分析,價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對(duì),甲醛分子的中心原子為C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+1=3,為sp2雜化;空間構(gòu)型為平面三角形;單鍵為σ鍵,雙鍵有一個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵。
【詳解】
HCHO中C原子成2個(gè)C﹣H鍵、1個(gè)C=O雙鍵,單鍵為σ鍵,雙鍵有一個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,不含孤電子對(duì),價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+1=3,C原子采取sp2雜化,為平面三角形,分子中有3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,其中C-H的σ鍵是C的sp2雜化軌道與H的s軌道形成,類型為sp2-s,C-O的σ鍵為C的sp2雜化軌道與O的p軌道形成,類型為sp2-p;故答案為:3,0,平面三角形,sp2雜化,3,1,sp2-s、sp2-p。【解析】①.3②.0③.平面三角形④.sp2雜化⑤.3⑥.1⑦.sp2﹣s⑧.sp2﹣p12、略
【分析】【分析】
能量最低原理:原子核外的電子應(yīng)優(yōu)先排布在能量最低的能級(jí)里;然后由里到外,依次排布在能量逐漸升高的能級(jí)里;洪特規(guī)則:即電子分布到能量筒并的原子軌道時(shí),優(yōu)先以自旋相同的方式分別占據(jù)不同的軌道,因?yàn)檫@種排布方式原子的總能量最低,所以在能量相等的軌道上,電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道;泡利不相容原理:指的是在原子中不能容納運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子。
【詳解】
由分析知①⑤⑥表示式正確;
②根據(jù)核外電子排布規(guī)律判斷,電子排完2s軌道后應(yīng)排能量較低的2p軌道而不是3p軌道,正確的電子排布式應(yīng)為違背能量最低原理;
③3p軌道上正確的軌道表示式應(yīng)為沒(méi)有遵循洪特規(guī)則;
④忽略了能量相同的原子軌道上電子排布為半充滿狀態(tài)時(shí),體系的能量較低,原子較穩(wěn)定,正確的電子排布式應(yīng)為違背洪特規(guī)則;
⑦正確的軌道表示式應(yīng)為違反泡利不相容原理;
綜上所述;答案為:①⑤⑥;②;③④;⑦。
【點(diǎn)睛】
當(dāng)同一能級(jí)上的電子排布為全充滿,半充滿和全空狀態(tài)時(shí),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性,這就是洪特規(guī)則的特例?!窘馕觥竣?①⑤⑥②.②③.③④④.⑦13、略
【分析】【分析】
Co是27號(hào)元素;可按照能量最低原理書寫電子排布式;O為非金屬性,難以失去電子,第一電離能較大。
【詳解】
Co是27號(hào)元素,位于元素周期表第4周期第VIII族,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;元素Mn與O中,由于O元素是非金屬性而Mn是過(guò)渡元素,所以第一電離能較大的是O,O基態(tài)原子價(jià)電子為2s22p4,所以其核外未成對(duì)電子數(shù)是2,而Mn基態(tài)原子價(jià)電子排布為3d54s2,所以其核外未成對(duì)電子數(shù)是5,因此核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn,故答案為:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;O;Mn?!窘馕觥竣?1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2②.O③.Mn14、略
【分析】【分析】
【詳解】
試題分析:
(1)基態(tài)磷原子的價(jià)電子排布式為3s23p3,根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則可得價(jià)電子排布圖為
(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,NCl3中氮原子含有的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)是(5-1×3)÷2=1,N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4,則NCl3的VSEPR模型名稱是四面體,中心原子雜化軌道屬于sp3雜化。
(3)根據(jù)等電子體的特點(diǎn),原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的即為等電子體。N2O的原子個(gè)數(shù)為3個(gè),價(jià)電子數(shù)為16。則由第二周期非金屬元素組成的等電子體分子為CO2。
(4)因NH3分子之間有氫鍵,沸點(diǎn)比PH3高。
(5)H-H鍵能為436KJ·mol-1,N-H鍵能為391KJ·mol-1,N≡N鍵能為945.6kJ?mol-1.。對(duì)于反應(yīng)N2+3H22NH3的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=945.6kJ?mol-1+436KJ·mol-1×3-391KJ·mol-1×6=-92.4KJ·mol-1,則生成2molNH3時(shí);共放熱92.4KJ。
(6)NH3極易溶于水,是因?yàn)镹H3和水都是極性分子,相似相溶;NH3和水分子之間有氫鍵;NH3和水要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
考點(diǎn):考查價(jià)電子排布圖,價(jià)層電子對(duì)互斥理論,雜化,等電子體,相似相溶原理,氫鍵,鍵能等。【解析】四面形sp3雜化軌道CO2<NH3分子之間有氫鍵92.4NH3和水都是極性分子,相似相溶;NH3和水分子之間有氫鍵;NH3和水要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)15、略
【分析】【分析】
(1)C60有固定的組成;不屬于空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以此判斷晶體類型;
(2)利用均攤法計(jì)算晶胞;根據(jù)二氧化碳的結(jié)構(gòu)式判斷共價(jià)鍵的類型和數(shù)目。
【詳解】
(1)C60有固定的組成;不屬于空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石等原子晶體的熔沸點(diǎn),應(yīng)為分子晶體,故答案為:分子;
(2)二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子分布于晶胞的定點(diǎn)和面心位置,則晶胞中含有二氧化碳的分子數(shù)為8×18+6×12=4;二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)為O=C=C,每個(gè)分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,所以σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為1:1;
故答案為:4;1:1;
(3)觀察碘晶胞不難發(fā)現(xiàn),一個(gè)晶胞中含有碘分子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,即舍有8個(gè)碘原子。一個(gè)晶胞的體積為a3cm3,其質(zhì)量則碘晶體的密度為
故答案為:【解析】分子41:1分子分子間作用力16、略
【分析】【詳解】
(1)基態(tài)溴原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p5。
(2)氟原子的半徑小;電負(fù)性大,易與氫形成氫鍵;正確答案:氫鍵;
(3)同HIO3相比較,HIO4分子中非羥基氧原子數(shù)多,I的正電性高,導(dǎo)致I-O-H中O的電子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng);所以HIO3的酸性弱于HIO4;
(4)ClO2-為角型,中心氯原子周圍有四對(duì)價(jià)層電子,ClO2-中心氯原子的雜化軌道類型為sp3;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,ClO3-中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,采取sp3雜化,軌道呈四面體構(gòu)型,但由于它配位原子數(shù)為3,所以有一個(gè)雜化軌道被一個(gè)孤電子對(duì)占據(jù),所以分子構(gòu)型為三角錐型。正確答案:sp3;三角錐形;
(5)氟化鈣晶胞中,陽(yáng)離子Ca2+呈立方密堆積,陰離子F-填充在四面體空隙中,面心立方點(diǎn)陣對(duì)角線的和處;根據(jù)晶胞中D點(diǎn)的位置看出,D點(diǎn)的位置均為晶胞中處;正確答案:();已知一個(gè)氟化鈣晶胞中有4個(gè)氟化鈣;設(shè)晶胞中棱長(zhǎng)為L(zhǎng)cm;氟化鈣的式量為78;根據(jù)密度計(jì)算公式:==C,所以L=由晶胞中結(jié)構(gòu)看出,與Ca2+最近的F-距離為L(zhǎng),即cm=××107nm;正確答案:();××107或××107。【解析】3d104s24p5氫鍵弱于同HIO3相比較,HIO4分子中非羥基氧原子數(shù)多,I的正電性高,導(dǎo)致I-O-H中O的電子向I偏移,因而在水分子的作用下,越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng)sp3三角錐形()××107或××107三、計(jì)算題(共8題,共16分)17、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Mg原子和B原子的個(gè)數(shù);進(jìn)而確定化學(xué)式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用,則平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個(gè);碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)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(diǎn)上的鎂原子被6個(gè)六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個(gè)六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個(gè)數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個(gè)數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個(gè)數(shù)比為3:6=1:2,所以化學(xué)式為MgB2?!窘馕觥?32:3MgB218、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(jì)算出兩種晶體中Fe原子個(gè)數(shù)比;然后根據(jù)密度定義計(jì)算出其密度比,就得到其空間利用率之比;
(3)先計(jì)算γ-Fe晶體中Fe原子個(gè)數(shù),根據(jù)Fe原子半徑計(jì)算晶胞的體積,然后根據(jù)計(jì)算晶體的密度;
(4)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn);溶解性等物理性質(zhì)分析判斷。
【詳解】
(1)δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點(diǎn)的Fe異種;個(gè)數(shù)是8個(gè);
γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子個(gè)數(shù)=3××8=12;
α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點(diǎn)上鐵原子;鐵原子個(gè)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(zhǎng)為acm,α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶體中鐵原子個(gè)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(gè)數(shù)為8×+6×=4,F(xiàn)e原子半徑為rpm,假設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為L(zhǎng),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(diǎn)低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有機(jī)溶劑,根據(jù)相似相溶原理,結(jié)合分子晶體熔沸點(diǎn)較低,該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體。
【點(diǎn)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(jì)算、鐵元素化合物晶體類型的判斷。學(xué)會(huì)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(diǎn),清楚晶體密度計(jì)算公式是解答本題的關(guān)鍵?!窘馕觥?:6:32b3:a3分子晶體19、略
【分析】【分析】
每個(gè)C周圍有4個(gè)硅,C和Si的最短距離為體對(duì)角線的四分之一,先計(jì)算金剛石晶胞中碳的個(gè)數(shù),再根據(jù)公式計(jì)算空間利用率。
【詳解】
⑴每個(gè)C周圍有4個(gè)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(duì)角線的四分之一,因此故答案為:188。⑶金剛石晶胞中有個(gè)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%。【解析】418834%20、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)金屬晶體的堆積方式進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)晶胞的邊長(zhǎng)可計(jì)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(gè)原子的質(zhì)量可計(jì)算金屬的摩爾質(zhì)量;再根據(jù)相對(duì)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(duì)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(zhǎng)的關(guān)系,晶胞的邊長(zhǎng)=可計(jì)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(gè)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(zhǎng)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(gè)原子的質(zhì)量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相對(duì)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(zhǎng)=因此,金屬原子的原子半徑為=×360pm≈127.26pm;
故答案為127.26pm;
【點(diǎn)睛】
第(2)問(wèn)在計(jì)算晶胞質(zhì)量時(shí)單位的換算時(shí)學(xué)生們的易錯(cuò)點(diǎn),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?!窘馕觥棵嫘牧⒎骄О?.2×10-22g63.21127.26pm21、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(gè)數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對(duì)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。【解析】六方最密堆積(A3型)22、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(jià)電子由3s能級(jí)激發(fā)到3p能級(jí),其價(jià)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的坐標(biāo)可知;C的原子坐標(biāo)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(gè)三角形的面;與Cl緊鄰的Na個(gè)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(gè)Na和6個(gè)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)23、略
【分析】【分析】
從上述NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個(gè)小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長(zhǎng),d代表兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離,利用“均攤法”計(jì)算小立方體中Na+、Cl-的數(shù)目,進(jìn)而計(jì)算小立方體的質(zhì)量,根據(jù)公式密度計(jì)算出小立方體的邊長(zhǎng);進(jìn)而計(jì)算兩個(gè)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(gè)小立方體,如圖中所示:其中a代表其邊長(zhǎng),d代表兩個(gè)Na+中心間的距離。由此不難想象出小立方體頂點(diǎn)上的每個(gè)離子均為8個(gè)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(gè)小立方體含有1/2個(gè)(Na+-Cl-)離子對(duì);
每個(gè)小立方體的質(zhì)量
解得:a≈2.81×10-8cm,兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離d=a≈4.0×10-8cm;
故答案為兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離為4.0×10-8cm。【解析】?jī)蓚€(gè)距離最近的Na+中心間的距離d=a=4.0×10-8cm。24、略
【分析】【分析】
(1)氯化鈉晶體中氯離子位于定點(diǎn)和面心;鈉離子位于邊和體心;
(2)陰;陽(yáng)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(gè)硅原子與4個(gè)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(gè)Na+;晶胞中Na+的個(gè)數(shù)為1+12=4,Na+的個(gè)數(shù)為8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+與Cl-通過(guò)離子鍵結(jié)合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶體;每個(gè)硅原子與4個(gè)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(diǎn)睛】
均攤法確定立方晶胞中粒子數(shù)目的方法是:①頂點(diǎn):每個(gè)頂點(diǎn)的原子被8個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)原子只占份額;②棱:每條棱的原子被4個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)原子只占份額;③面上:每個(gè)面的原子被2個(gè)晶胞共有,所以晶胞對(duì)頂點(diǎn)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。【解析】1244離子鍵4四、工業(yè)流程題(共1題,共9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(guò)量的硫離子,過(guò)濾得到As2S3和FeS,濾液中加入過(guò)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(hào)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(jià)化合物,砷原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)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(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性增強(qiáng),同主族自上而下非金屬性減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)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(cuò)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(jí)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(cuò)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(guò)量的S2-存在反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq),所以需要加入FeSO4除去過(guò)量的硫離子;使平衡逆向移動(dòng),一級(jí)沉砷更完全;
(5)含砷物質(zhì)物質(zhì)為H3AsO3,加入過(guò)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(jià)升高15價(jià),一個(gè)O2降低4價(jià),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(diǎn)睛】
同一周期元素的第一電離能在總體增大的趨勢(shì)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(shí),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(guò)量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq)平衡逆向移動(dòng),使一級(jí)沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共12分)26、略
【分析】【詳解】
(1)Fe是26號(hào)元素,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu是29號(hào)元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;故答案為:第四周期第Ⅷ族;1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期,非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,因此較穩(wěn)定的是H2O;Cl非金屬性強(qiáng),其電負(fù)性越大,因此C的電負(fù)性比Cl的?。还蚀鸢笧椋篐2O;小。
(3)Na2O2與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,其化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案為:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(4)①根據(jù)均攤法計(jì)算,在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子被3個(gè)六元環(huán)共有,每個(gè)六元環(huán)占有的碳原子數(shù)6×=2;所以,每個(gè)六元環(huán)占有2個(gè)C原子;故答案為:3;2。
②在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子與周圍的4個(gè)碳原子形成四個(gè)碳碳單鍵,最小的環(huán)為6元環(huán),每個(gè)單鍵為3個(gè)環(huán)共有,則每個(gè)C原子連接4×3=12個(gè)六元環(huán),六元環(huán)為椅式結(jié)構(gòu),六元環(huán)中有兩條邊平衡,連接的4個(gè)原子處于同一平面內(nèi),如圖故答案為:12;4。
(5)①W中含有CuCl2、FeCl3;加入X使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,加入的X由于調(diào)節(jié)溶液pH值,且不引入雜質(zhì),X為CuO等;故答案為:CuO。
②常溫下1L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量濃度均為0.5mol·L-1,則加入Cl2后溶液中FeCl2轉(zhuǎn)變?yōu)镕eCl3,因此c(FeCl3)=1mol?L?1,銅離子開(kāi)始沉淀時(shí),pH=4.3,鐵離子沉淀完全時(shí),pH=3,故溶液pH應(yīng)控制在3.0~4.3之間;故答案為:3.0~4.3?!窘馕觥康谒闹芷诘冖?s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O232124CuO3~4.327、略
【分析】【分析】
⑴根據(jù)價(jià)電子說(shuō)明是第四周期。
⑵計(jì)算化合物XeO3價(jià)層電子對(duì)數(shù),根據(jù)價(jià)電子進(jìn)行分析等電子體。
⑶根據(jù)圖中信息得到硼酸晶體中存在的作用力。
⑷根據(jù)圖中信息計(jì)算氧個(gè)數(shù)和A個(gè)數(shù)為4;A-A間距面對(duì)角線的一半,根據(jù)晶體的密度公式進(jìn)行計(jì)算。
【詳解】
⑴已知在周期表的某一周期,其0族元素的價(jià)層電子排布式為說(shuō)明是第四周期,同周期的A、B兩種元素,最外層電子數(shù)為2、7,次外層電子數(shù)為8、18,則元素A為Ca,B為Br。第七周期0族元素為118,第八周期共有50種元素,若周期表有第八周期,則其最終的0族元素的原子序數(shù)為118+50=168;故答案為:Ca;Br;168。
⑵稀有氣體的化合物XeO3價(jià)層電子對(duì)數(shù)為因此分子的空間構(gòu)型是三角錐形,價(jià)電子X(jué)e=Ar=S2?,因此與其互為等電子體的一種陰離子的化學(xué)式SO32?;故答案為:三角錐形;SO32?。
⑶根據(jù)圖中信息得到硼酸晶體中存在的作用力除共價(jià)鍵外;還有范德華力;氫鍵;故答案為:范德華力、氫鍵。
⑷根據(jù)圖中信息得到氧個(gè)數(shù)為A個(gè)數(shù)為4,因此A氧化物的化學(xué)式AO2,A周圍緊鄰的氧離子有8個(gè),因此A離子的配位數(shù)為8。已知晶胞參數(shù)為apm,則A-A間距面對(duì)角線的一半,因此A-A間距為pm,設(shè)A的摩爾質(zhì)量為晶體的密度為故答案為:
【點(diǎn)睛】
物質(zhì)結(jié)構(gòu)是常考題型,主要考查空間構(gòu)型,雜化類型,等電子體,晶胞計(jì)算?!窘馕觥?68三角錐形(其他合理答案)范德華力、氫鍵8六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共25分)28、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?;衔顳C為離子化合物,D的二價(jià)陽(yáng)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(jiàn)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(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)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(gè),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(shì);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?yàn)镃<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(diǎn)燃可生成碳和一種熔點(diǎn)較高的固體產(chǎn)物MgO,其化學(xué)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(xué)式為N2O;故答案為:N2O;
(6)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質(zhì)反應(yīng)時(shí),NHO3被還原到最低價(jià)即NH4NO3,其反應(yīng)的化學(xué)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+3H2O29、略
【分析】【分析】
A元素的價(jià)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(gè)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(jià)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(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)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(fù)性逐漸增強(qiáng),故元素的電負(fù)性:N<O<F;
(2)C為F元素,電子排布圖為E3+的離子符號(hào)為Fe3+;
(3
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