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…………○…………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年浙教新版選修3化學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6題,共12分)1、原子序數小于18的元素X,其原子最外層中未成對電子數最多,含這種元素的陰離子可能是A.B.C.D.2、下列說法正確的是()A.s能級的能量總是小于p能級的能量B.2s的電子云比1s的電子云大,說明2s的電子云中的電子比1s的多C.當電子排布在同一能級的不同軌道時,電子總是先占滿1個軌道,然后再占據其他原子軌道D.nf能級中最多可容納14個電子3、用價層電子對互斥理論預測PCl3和的空間構型,結論正確的是A.直線形;三角錐形B.三角錐形;平面三角形C.V形;三角錐形D.直線形;平面三角4、下列物質中分子間存在大量氫鍵的是()A.CH3CH2OH(l)B.CH3—O—CH3(l)C.C2H6(g)D.NH3(g)5、下列有關晶體的敘述中,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.金剛石網狀結構中,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6、下列有關晶體的說法中,正確的是()A.分子晶體中一定存在共價鍵B.離子晶體中不一定存在離子鍵C.原子晶體的熔、沸點均較高D.金屬晶體的硬度均較大評卷人得分二、多選題(共6題,共12分)7、下列各式中各能級能量高低的排列順序正確的是()A.B.C.D.8、下列說法中正確的是A.所有的電子在同一區(qū)域里運動B.能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動,能量低的電子在離核近的區(qū)域運動C.處于最低能量的原子叫基態(tài)原子D.同一原子中,1s、2s、3s所能容納的電子數越來越多9、以為原料,采用電解法制備電源TMAH[化學式]是一種高效;綠色工藝技術。原理如圖;M、N是離子交換膜。下列說法錯誤的是。
A.a是電源正極B.M為陰離子交換膜C.中N原子均為雜化D.通過1mol電子時,電解池中可產生16.8L(STP)氣體10、有下列兩組命題。A組B組Ⅰ.H2O分子間存在氫鍵,H2S則無①H2O比H2S穩(wěn)定Ⅱ.晶格能NaI比NaCl小②NaCl比NaI熔點高Ⅲ.晶體類型不同③N2分子比磷的單質穩(wěn)定Ⅳ.元素第一電離能大小與原子外圍電子排布有關,不一定像電負性隨原子序數遞增而增大④同周期元素第一電離能大的,電負性不一定大
B組中命題正確,且能用A組命題加以正確解釋的是A.Ⅰ①B.Ⅱ②C.Ⅲ③D.Ⅳ④11、硼砂是含結晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示。下列說法正確的是()
A.m=2B.在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型相同C.1、2原子間和4、5原子間的化學鍵可能是配位鍵D.若382g硼砂晶體中含2molNa+,則硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O12、下表是某些原子晶體的熔點和硬度。原子晶體金剛石氮化硼碳化硅硅鍺熔點/℃3350300026001415938.4硬度109.59.07.06.0
分析表中的數據,判斷下列敘述正確的是()A.構成原子晶體的原子種類越多,晶體的熔點越高B.構成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大,晶體的熔點越高C.構成原子晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越大D.構成原子晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越小評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)13、如圖是s能級和p能級的原子軌道示意圖;試回答下列問題:
(1)若元素X的原子最外層電子排布式為原子中能量最高的是____________電子,其電子云在空間內有____________個互相垂直的伸展方向;元素X的名稱是____________,它的簡單氫化物的電子式是____________。
(2)若元素X的原子最外層電子排布式為那么X的元素符號為____________,原子的軌道表示式為____________。14、用“>”“<”表示下列各組能級的能量高低。
(1)2s__4s;(2)2p__4p;(3)4s__3d15、CO2和CH4在一定條件下合成乙酸:CO2+CH4CH3COOH。完成下列填空:
(1)寫出碳原子最外電子層的軌道表示式___________________________。
(2)鈦(Ti)是22號元素,它是________________(選填編號)。
a.主族元素b.副族元素c.短周期元素d.長周期元素
(3)CO2分子的電子式為__________________;其熔沸點比CS2低,原因是_____________________________________________________。16、(1)元素C、N、O、K的電負性從大到小依次為______________。
(2)CH4中共用電子對偏向C,SiH4中共用電子對偏向H,則C、Si、H的電負性由大到小的順序為___________。
(3)下圖是周期表中短周期的一部分,A的單質是空氣中含量最多的物質,其中第一電離能最小的元素是______________(填“A”“B”“C”或“D”)。
17、(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,電子占據的最高能層符號_____,該能層具有的原子軌道數為_____;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—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______。18、第四周期中的18種元素具有重要的用途;在現代工業(yè)中備受青睞。
(1)其中,未成對電子數最多的元素名稱為_______,該元素的基態(tài)原子中,電子占據的最高能層具有的原子軌道數為_______。
(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數的增大,總趨勢是逐漸增大的,30Zn與31Ga的第一電離能不符合這一規(guī)律原因是_______。
(3)AsH3中心原子雜化的類型為_______,分子構型為_______
(4)過渡元素鐵可形成多種配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等?;鶓B(tài)鐵原子核外的價電子排布圖為_______。
(5)與CN-互為等電子體的一種分子為_______(填化學式);1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有s鍵的數目為_______19、硼及其化合物應用廣泛。回答下列問題:
(1)基態(tài)B原子的價電子軌道表達式為____________________________,其第一電離能比Be____________(填“大”或“小”)
(2)氨硼烷(NH3BH3)被認為是最具潛力的新型儲氫材料之一,分子中存在配位鍵,提供孤電子對的成鍵原子是______________。
(3)常溫常壓下硼酸(H3BO3)晶體結構為層狀;其二維平面結構如圖。
①B原子的雜化方式為_____________。從氫鍵的角度解釋硼酸在冷水中的溶解度小而加熱時溶解度增大:________________________________________________________。
②路易斯酸堿理論認為,任何可接受電子對的分子或離子叫路易斯酸,任何可給出電子對的分子或離子叫路易斯堿。從結構角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。評卷人得分四、元素或物質推斷題(共5題,共15分)20、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A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素。化合物DC為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。化合物AC2為一種常見的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數為24。請根據以上情況;回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示)
(1)基態(tài)E原子的核外電子排布式是________,在第四周期中,與基態(tài)E原子最外層電子數相同還有_______(填元素符號)。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為____________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質在AC2中點燃可生成A的單質與一種熔點較高的固體產物,寫出其化學反應方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數相同、電子數相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。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,只要其原子數相同,各原子最外層電子數之和相同,也可互稱為等電子體。一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學式為_____。
(6)B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液與D的單質反應時,B被還原到最低價,該反應的化學方程式是____________。21、現有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數依次增大。A元素的價電子構型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數是核外電子總數的E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿;N層沒有成對電子,只有一個未成對電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。
(1)A元素的第一電離能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序為_______(用元素符號表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號為_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為_______
(4)G元素可能的性質_______。
A.其單質可作為半導體材料B.其電負性大于磷。
C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒。
(5)活潑性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。22、原子序數小于36的X;Y、Z、R、W五種元素;其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y是形成化合物種類最多的元素,Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,R單質占空氣體積的1/5;W的原子序數為29。回答下列問題:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molZ2X4含有σ鍵的數目為________。
(2)化合物ZX3與化合物X2R的VSEPR構型相同,但立體構型不同,ZX3的立體構型為________,兩種化合物分子中化學鍵的鍵角較小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)與R同主族的三種非金屬元素與X可形成結構相似的三種物質,三者的沸點由高到低的順序是________。
(4)元素Y的一種氧化物與元素Z的單質互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結構式是________。
(5)W元素原子的價電子排布式為________。23、下表為長式周期表的一部分;其中的編號代表對應的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請回答下列問題:
(1)表中⑨號屬于______區(qū)元素。
(2)③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)
(4)元素⑥的第一電離能________元素⑦的第一電離能;元素②的電負性________元素④的電負性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態(tài)原子核外價電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為________。
(7)某些不同族元素的性質也有一定的相似性,如表中元素⑩與元素⑤的氫氧化物有相似的性質。請寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應的化學方程式:____________________。24、下表為長式周期表的一部分;其中的序號代表對應的元素。
(1)寫出上表中元素⑨原子的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為_____雜化;元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是___________。
(3)元素④的第一電離能______⑤(填寫“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素④與元素①形成的X分子的空間構型為__________。請寫出與元素④的單質互為等電子體分子、離子的化學式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價氧化物對應的水化物稀溶液與元素⑦的單質反應時,元素④被還原到最低價,該反應的化學方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結構如圖所示,其中實心球表示元素⑩原子,則一個晶胞中所包含的氧原子數目為__________。評卷人得分五、有機推斷題(共4題,共36分)25、Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增。已知:①Z的原子序數為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層電子數為奇數;③Q;X原子p軌道的電子數分別為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________。26、短周期元素X;Y、Z、W、Q原子序數依次增大。已知:X的最外層電子數是次外層的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________。27、W;X、Y、Z四種元素的原子序數依次增大。其中Y原子的L電子層中;成對電子與未成對電子占據的軌道數相等,且無空軌道;X原子的L電子層中未成對電子數與Y相同,但還有空軌道;W、Z的原子序數相差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原子都達到8電子穩(wěn)定結構,則XY分子中X和Y原子用于成鍵的電子數目分別是____;根據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反應時,通過控制反應物的物質的量之比,可以得到不同的產物,相同條件下,在水中溶解度較小的產物是________(寫化學式)。
(4)寫出Z2Y2的電子式:____________。28、原子序數依次增大的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相同,Z是地殼內含量(質量分數)最高的元素,Q原子核外的M層中只有兩對成對電子,E元素原子序數為29。
用元素符號或化學式回答下列問題:
(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)的化學式為____________。
(5)氧元素和鈉元素能夠形成化合物F,其晶胞結構如圖所示(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(要求列代數式)。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、D【分析】【分析】
原子序數小于18的元素X,其原子最外層中未成對電子數最多,原子最外層中未成對電子數最多的元素,p能級含有3個電子,故最外層電子數為5;位于第VA族,則X可能是N或P元素,再結合其形成的含氧酸根離子判斷。
【詳解】
原子序數小于18的元素X;其原子最外層中未成對電子數最多,原子最外層中未成對電子數最多的元素位于第VA族,則X可能是N或P元素,N元素化合價有+3價;+5價等,P元素有+5價等;
A.中X為+7價;N或P元素沒有這種化合價,故A不符合題意;
B.中X為+4價;N或P元素沒有這種化合價,故B不符合題意;
C.中X為+6價;N或P元素沒有這種化合價,故C不符合題意;
D.中的X為+5價,可能為故D符合題意;
答案選D。2、D【分析】【詳解】
A.各能級能量由低到高的順序為1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f;可見同一能層中s能級的能量小于p能級的能量,不同能層中s能級的能量不一定小于p能級的能量,如4s>3p,A錯誤;
B.2s的電子云比1s的電子云大;而s電子云的大小與能層有關,與電子數無關,B錯誤;
C.電子排布在同一能級時;總是優(yōu)先單獨占據不同軌道,且自旋方向相同,這種排布使整個原子的能量最低,而不是先占滿1個軌道,然后再占據其他原子軌道,C錯誤;
D.f能級有7個軌道;每個軌道最多容納2個自旋方向相反的電子,所以nf能級中最多可容納14個電子,D正確;
故合理選項是D。3、B【分析】【分析】
根據中心原子的價層電子對數;確定相應的價層電子對構型后,再根據價層電子對中的孤對電子數,確定電子對的排布方式和分子的空間構型。
【詳解】
PCl3中,P原子的價層電子對數為=(5-1×3)÷2=1,價層電子對數為3+1=4,分子空間構型為三角錐型;離子中,碳原子的價層電子對數為=3+(4+2-2×3)=3,沒有孤對電子對,故離子是平面三角形結構;答案選B。
【點睛】
2個共用電子對,2個孤對電子的分子為V構型;3個共用電子對,1個孤對電子的分子為三角錐型;3個共用電子對,0個孤對電子的分子為平面三角形;2個共用電子對,1個孤對電子的分子為V構型。4、A【分析】【分析】
【詳解】
氫鍵是指已經與電負性很大的原子(如N、O、F)形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子(如N、O、F)之間的作用力。B,C兩項中的物質二甲醚和乙烷中均不存在氫鍵;由于氣體分子間距太大,氣體不會形成氫鍵,只有在液體中才會有氫鍵,故答案為:A。5、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.金剛石網狀結構中;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構。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。6、C【分析】【詳解】
A.單原子分子晶體如Ne、Ar等;不存在共價健,故A錯誤;
B.離子晶體中一定存在離子鍵;故B錯誤;
C.原子晶體的熔;沸點均較高;故C正確;
D.金屬晶體的硬度差別較大;有的金屬晶體如K;Na等硬度較小,故D錯誤;
故選:C。
【點睛】
離子晶體是離子化合物,一定有離子鍵,可能含有共價鍵,稀有氣體沒有化學鍵。二、多選題(共6題,共12分)7、BC【分析】【詳解】
A.不同能層不同能級的電子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故A錯誤;
B.不同能層不同能級的電子能量:E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s);故B正確;
C.不同能層不同能級的電子能量:E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);故C正確;
D.不同能層不同能級的電子能量:E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);故D錯誤;
故選:BC。
【點睛】
根據構造原理,各能級能量高低順序為①相同n而不同能級的能量高低順序為:ns<3s<4s2p<3p<4p;③不同層不同能級ns<(n-2)f<(n-1)d8、BC【分析】【詳解】
A.電子在核外的排布是分層的;不同的電子在不同的能級運動,故A錯誤;
B.離核越遠的電子能量越大;離核越近的電子能量越小,故B正確;
C.處于最低能量的原子叫基態(tài)原子;故C正確;
D.s能層最多只能容納2個電子;與所在能層無關,故D錯誤;
故答案選BC。9、CD【分析】【詳解】
A.(CH3)4N+移向右室,HCO3-移向左室;陰離子移向陽極,即a是電源正極,A正確;
B.HCO3-經過M移向左室;M為陰離子交換膜,B正確;
C.中,(CH3)4N+的C、N原子均為雜化,但是,HCO3-中的C原子為雜化;C錯誤;
D.通過1mol電子時,陰極室H+放電,2H++2e-=H2↑產生H2為0.5mol,陽極室OH-放電,4OH--4e-=2H2O+O2↑,產生O2為0.25mol,同時,溶液中剩下的H+與HCO3-反應還要產生二氧化碳;因此,產生的氣體大于0.75mol,體積大于16.8L(STP)氣體,D錯誤。
答案選CD。10、BD【分析】【詳解】
試題分析:A、水分子比H2S穩(wěn)定與共價鍵強弱有關系;與二者是否能形成氫鍵沒有關系,錯誤;Ⅱ;碘化鈉和氯化鈉形成的均是離子晶體,晶格能NaI比NaCl小,因此NaCl比NaI熔點高,B正確;C、氮氣和磷形成的晶體均是分子晶體,C錯誤;D、元素第一電離能大小與原子外圍電子排布有關,不一定像電負性隨原子序數遞增而增大,同周期元素第一電離能大的,電負性不一定大,例如電負性氧元素大于氮元素,但氮元素的第一電離能大于氧元素,D正確,答案選BD。
考點:考查氫鍵、分子穩(wěn)定性、晶體類型和性質及電離能和電負性判斷11、AD【分析】【分析】
由圖示可以看出該結構可以表示為[H4B4O9]m-,其中B為+3價,O為-2價,H為+1價,根據化合價判斷m值求解Xm-的化學式;根據價層電子對互斥理論確定分子空間構型及中心原子雜化方式,價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數,σ鍵個數=配原子個數,孤電子對個數=(a-xb),a指中心原子價電子個數,x指配原子個數,b指配原子形成穩(wěn)定結構需要的電子個數,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為sp2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為sp3雜化;陰離子中含配位鍵,不含離子鍵,以此來解答。
【詳解】
A.觀察模型,可知Xm-是(H4B4O9)m-;依據化合價H為+1,B為+3,O為-2,可得m=2,故A正確;
B.2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為SP2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為SP3雜化,所以在Xm-中;硼原子軌道的雜化類型有不同,故B錯誤;
C.2號B一般是形成3個鍵;4號B形成4個鍵,其中1個鍵很可能就是配位鍵,所以配位鍵存在4號與5號之間,故C錯誤;
D.若硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O,則382g硼砂晶體中含×2=2molNa+;故D正確;
答案選AD。12、BD【分析】【詳解】
A.原子晶體的熔點與構成原子晶體的原子種類無關;與原子間的共價鍵鍵能有關,故A錯誤;
B.構成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大;晶體的熔點越高,故B正確;
C.構成原子晶體的原子的半徑越大;鍵長越長,鍵能越小,晶體的硬度越小,故C錯誤;
D.構成原子晶體的原子的半徑越大;鍵長越長,鍵能越小,晶體的硬度越小,故D正確;
故答案選:BD。三、填空題(共7題,共14分)13、略
【分析】【詳解】
(1)元素X的原子最外層電子排布式為則n=2,所以X為N元素,根據電子排布的能量最低原理,原子中能量最高的是2p電子;2p軌道上有三個未成對的電子,因而其電子云在空間內有3個互相垂直的伸展方向;元素X的名稱是氮;它的簡單氫化物為NH3,電子式為
(2)元素X的原子最外層電子排布式為則n=3,所以X為硫元素,那么X的元素符號為S;原子的軌道表示式為【解析】2p3氮S14、略
【分析】【分析】
根據構造原理:各能級能量高低順序為①相同n而不同能級的能量高低順序為:ns<np<nd<nf;②n不同時的能量高低:2s<3s<4s2p<3p<4p;③不同層不同能級ns<(n-2)f<(n-1)d<np,絕大多數基態(tài)原子核外電子的排布都遵循下列順序:1s;2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f
【詳解】
(1)n不同時的能量高低:2s<4s;
(2)n不同時的能量高低:2p<4p;
(3)不同層不同能級ns<(n-1)d:4s<3d。
故答案為:<;<;<?!窘馕觥竣?<②.<③.<15、略
【分析】【分析】
(1)碳原子位于第二周期第IVA族,最外層電子排布式為2s22p2;
(2)鈦是22號元素;根據元素周期表排布規(guī)律,位于第4周期第IVB族;
(3)分子熔沸點與分子間作用力有關。
【詳解】
(1)碳原子最外層電子排布式為2s22p2,最外電子層的軌道表示式為
(2)鈦(Ti)是22號元素;位于第4周期第IVB族,它是長周期元素;副族元素。答案為BD。
(3)CO2分子的電子式為其熔沸點比CS2低,原因是兩者都為分子晶體,CO2的相對分子質量較低,分子間作用力較小,熔沸點越低。【解析】bd兩者都為分子晶體,CO2的相對分子質量較低,分子間作用力較小,熔沸點越低。16、略
【分析】【詳解】
(1)非金屬性越強,電負性越強,所以電負性:O>N>C>K;
(2)SiH4中共用電子對偏向H,說明H對電子的吸引能力更強,H的電負性大于Si,同理C的電負性大于H,所以三種元素電負性:C>H>Si;
(3)A的單質是空氣中含量最多的物質;則A為N,B為O,C為P,D為S,同主族元素自上而下第一電離能減小,所以A;B的第一電離能大于C、D,由于P元素的最為層為半滿狀態(tài),所以第一電離能大于S,故四種元素中第一電離能最小的是D。
【點睛】
同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢,但第ⅡA族元素(最外層全滿)大于第ⅢA元素,第ⅤA族(最外層半滿)大于第ⅥA族元素?!窘馕觥竣?O>N>C>K②.C>H>Si③.D17、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=(3-3×1)=0,雜化軌道數目為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18、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)第四周期中原子未成對電子數最多的元素是鉻,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1;所以鉻最外層為N層,有1個電子,N層上原子軌道為spdf四種,共有軌道數為1+3+5+7=16,故答案為:鉻;16;
(2)原子的最外層電子數處于半滿或全滿時,是一種穩(wěn)定結構,此時原子的第一電離能都高于同周期相鄰的元素,30Zn的4s能級有2個電子,處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,所以30Zn與31Ga的第一電離能不符合逐漸增大的規(guī)律,故答案為:30Zn的4s能級有2個電子;處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定;
(3)氨分子中氮原子按sp3方式雜化,N與As同主族,所經AsH3的結構應與NH3相似,AsH3中心原子雜化的類型為sp3,分子構型為三角錐形,故答案為:sp3;三角錐形;
(4)鐵為26號元素,基態(tài)鐵原子核外的價電子排布圖為故答案為:
(5)與CN-互為等電子體的分子有CO或N2;Fe3+和6個CN-形成6個配位鍵,這6個配位鍵都為鍵,每個CN-中含有1個鍵,則每個[Fe(CN)6]3-中含有鍵的數目為12,1.5mol[Fe(CN)6]3-中含有鍵的數目=1.5mol12NA/mol=18NA,故答案為:CO或N2;18NA?!窘馕觥裤t1630Zn的4s能級有2個電子,處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定sp3三角錐形CO或N218NA19、略
【分析】試題分析:本題考查價電子軌道表示式的書寫;第一電離能的比較,配位鍵,雜化方式的判斷,氫鍵的應用。
(1)B的原子序數為5,B原子核外有5個電子,基態(tài)B原子核外電子排布式為1s22s22p1,價電子排布式為2s22p1,價電子軌道表示式為Be的價電子排布式為2s2;較穩(wěn)定,B的第一電離能比Be小。
(2)氨硼烷的結構式為B原子具有空軌道,N原子有孤電子對,N提供孤電子對與B共用,提供孤電子對的成鍵原子是N。
(3)①根據結構,每個B原子形成3個硼氧σ鍵且B上沒有孤電子對,B原子的雜化方式為sp2雜化。根據結構,常溫常壓下H3BO3分子間通過氫鍵締合,由于氫鍵具有飽和性,H3BO3分子難與H2O分子間形成氫鍵;加熱時部分H3BO3分子間氫鍵被破壞,H3BO3分子與水分子間形成氫鍵;所以硼酸在冷水中的溶解度小而加熱時溶解度增大。
②H3BO3分子中B原子有一個2p空軌道,能接受電子對,根據路易斯酸堿理論,硼酸是路易斯酸?!窘馕觥啃sp2硼酸分子間通過氫鍵締合,加熱時,部分氫鍵被破壞硼酸分子中B原子有一個2p空軌道四、元素或物質推斷題(共5題,共15分)20、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A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?;衔顳C為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構,化合物AC2為一種常見的溫室氣體,則A為C,C為O,B為N,D為Mg。B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數為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原子最外層電子數相同即最外層電子數只有一個,還有K、Cu;故答案為:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);K;Cu;
(2)同周期從左到右電離能有增大趨勢;但第IIA族元素電離能大于第IIIA族元素電離能,第VA族元素電離能大于第VIA族元素電離能,因此A;B、C的第一電離能由小到大的順序為C<O<N;故答案為:C<O<N;
(3)化合物AC2為CO2,其電子式故答案為:
(4)Mg的單質在CO2中點燃可生成碳和一種熔點較高的固體產物MgO,其化學反應方程式:2Mg+CO22MgO+C;故答案為:2Mg+CO22MgO+C;
(5)根據CO與N2互為等電子體,一種由N、O組成的化合物與CO2互為等電子體,其化學式為N2O;故答案為:N2O;
(6)B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液為HNO3與Mg的單質反應時,NHO3被還原到最低價即NH4NO3,其反應的化學方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;故答案為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)K、CuC<O<N2Mg+CO22MgO+CN2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O21、略
【分析】【分析】
A元素的價電子構型為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原子序數介于氮、氟之間,故B為O元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數是核外電子總數的最外層電子數為2,故D為Mg元素;E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,則原子序數為26,為Fe元素;F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1;故F為Cu元素;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G為As元素,據此解答。
【詳解】
(1)N原子最外層為半充滿狀態(tài);性質穩(wěn)定,難以失去電子,第一電離能大于O元素;同一周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強,故元素的電負性:N<O<F;
(2)C為F元素,電子排布圖為E3+的離子符號為Fe3+;
(3)F為Cu,位于周期表ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:ds;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)A.G為As元素;與Si位于周期表對角線位置,則其單質可作為半導體材料,A正確;
B.同主族從上到下元素的電負性依次減??;則電負性:As<P,B錯誤;
C.同一周期從左到右原子半徑依次減小;As與Ge元素同一周期,位于Ge的右側,則其原子半徑小于鍺,C錯誤;
D.As與硒元素同一周期;由于其最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定結構,故其第一電離能大于硒元素的,D錯誤;
故合理選項是A;
(5)D為Mg元素,其金屬活潑性大于Al的活潑性;Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結構,Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去,故Mg元素第一電離能大于Al元素的第一電離能,即I1(Mg)>I1(Al)?!窘馕觥浚綨<O<FFe3+ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1A>>Mg元素的價層電子排布式為:3s2,處于全充滿的穩(wěn)定結構,Al的價層電子排布式為3s23p1,其3p上的1個電子較易失去22、略
【分析】【分析】
原子序數小于36的X;Y、Z、W四種元素;其中X是周期表中半徑最小的元素,則X是H元素;Y是形成化合物種類最多的元素,則Y是C元素;Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子,則Z是N元素;R單質占空氣體積的1/5,則R為O元素;W的原子序數為29,則W是Cu元素;再結合物質結構分析解答。
【詳解】
(1)C2H4分子中每個碳原子含有3個σ鍵且不含孤電子對,所以采取sp2雜化;一個乙烯分子中含有5個σ鍵,則1molC2H4含有σ鍵的數目為5NA;
(2)NH3和CH4的VSEPR模型為正四面體形;但氨氣中的中心原子上含有1對孤對電子,所以其實際構型是三角錐形;
由于水分子中O的孤電子對數比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以H2O的鍵角更小;
(3)H2O可形成分子間氫鍵,沸點最高;H2Se相對分子質量比H2S大,分子間作用力大,沸點比H2S高,三者的沸點由高到低的順序是H2O>H2Se>H2S;
(4)元素C的一種氧化物與元素N的一種氧化物互為等電子體,CO2和N2O互為等電子體,所以元素C的這種氧化物CO2的結構式是O=C=O;
(5)銅是29號元素,其原子核外有29個電子,其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,價電子排布式為3d104s1。【解析】sp25NA三角錐形H2O水分子中O的孤電子對數比氨分子中N原子多,對共價鍵排斥力更大,所以鍵角更小H2O>H2Se>H2SO=C=O3d104s123、略
【分析】【詳解】
(1)根據元素周期表可知:元素⑨位第四周期IB族的銅元素;為過渡元素,屬于ds區(qū)元素,故答案:ds;
(2)根據元素周期表可知:③為碳元素,⑧為氯元素,兩者形成的一種常見溶劑為CCl4;其分子空間構型為正四面體結構,故答案:正四面體結構;
(3)根據元素周期表可知:元素①為氫元素,⑥為磷元素,兩者形成的最簡單分子為PH3;分子中正負電荷中心不重合,屬于極性分子,故答案:極性;
(4)根據元素周期表可知:元素⑥為磷元素,元素⑦為硫元素,P原子為半充滿的穩(wěn)定結構,磷的第一電離能大于硫元素的第一電離能;元素②為鈹元素,元素④為鎂元素,同一主族從上到下,元素的電負性逐漸減小,則鈹元素的電負性大于鎂元素的電負性,故答案:>;>;
(5)根據元素周期表可知:元素⑨為銅元素,位于第四周期IB族,所以銅元素的基態(tài)原子核外價電子排布式是3d104s1,故答案:3d104s1;
(5)根據元素周期表可知:元素⑧為氯元素,元素④為鎂元素,形成的化合物為MgCl2,其電子式為故答案:
(6)根據元素周期表可知:元素⑩為鋅元素,元素⑤為鋁元素,鋁能與NaOH溶液反應,所以鋅也能與NaOH溶液反應,其反應的化學方程式為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O,故答案:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O?!窘馕觥縟s正四面體結構極性>>3d104s1Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O24、略
【分析】【詳解】
由元素在周期表中的位置可知,①為H,②為Be,③為C,④為N,⑤為O,⑥為F,⑦為Mg,⑧為Cl,⑨為Cr;⑩為Cu。
(1)⑨為Cr元素,原子核外電子數為24,價層電子排布為[Ar]3d54s1;
(2)素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物為CH2=CH2,C原子成3個δ鍵、沒有孤電子對,雜化軌道數目為3,C原子采取sp2雜化;
元素⑦與⑧形成的化合物MgCl2是由鎂離子和氯離子形成的離子化合物;晶體類型是離子晶體;
(3)④是N元素,⑤是O元素,同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢,能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空時體系能量最低,原子較穩(wěn)定,因此價電子排布處于半滿的軌道的元素,其第一電離能比臨近原子的第一電離能大,所以元素④的第一電離能>元素⑤的第一電離能;元素④與元素①形成的是NH3分子,三角錐形;原子數目和電子總數(或價電子總數)相同的微?;榈入娮芋w,N2的電子數為14,與之為等電子體的分子為CO,離子為CN-;
(4)④是N元素,最高價氧化物對應的水化物稀溶液為稀硝酸,與Mg單質反應,Mg是還原劑,被氧化為Mg(NO3)2,稀硝酸起氧化劑、酸的作用,反應的方程式為:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(5)白色球為氧原子,所以一個晶胞中所包含的氧原子數目為1+8×=2?!窘馕觥竣?[Ar]3d54s1②.sp2③.離子晶體④.>⑤.三角錐形⑥.CO、CN-⑦.4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑧.2五、有機推斷題(共4題,共36分)25、略
【分析】Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增。已知:①Z的原子序數為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層電子數為奇數;③Q、X原子p軌道的電子數分別為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bSi26、略
【分析】【分析】
X的最外層電子數是次外層的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。
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