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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,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年滬教版選修3化學(xué)下冊(cè)月考試卷含答案考試試卷考試范圍: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6題,共12分)1、下列狀態(tài)的氮中,能表示最低能量狀態(tài)的軌道表示式是A.B.C.D.2、下列各項(xiàng)敘述中正確的是A.同一原子中,能層序數(shù)越大,s原子軌道的形狀相同,半徑越大B.在同一能層上運(yùn)動(dòng)的電子,其自旋方向肯定不同C.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí),釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)D.一個(gè)分子中只有參與形成σ鍵、π鍵的價(jià)電子以及內(nèi)層電子,沒有其他類型的電子3、氮的最高價(jià)氧化物為無色晶體,它由兩種離子構(gòu)成,已知其陰離子構(gòu)型為平面三角形,則其陽離子的構(gòu)型和陽離子中氮的雜化方式為()A.平面三角形sp2雜化B.V形sp2雜化C.三角錐形sp3雜化D.直線形sp雜化4、下列關(guān)于H2O和H2S的說法正確的是A.H2O比H2S穩(wěn)定,是因?yàn)镠2O分子間有氫鍵,而H2S分子間只有范德華力B.二者中心原子雜化方式均為sp2雜化C.H2S的水溶液呈酸性,而H2O成中性,說明O元素的非金屬性強(qiáng)于S元素D.鍵角H2O大于H2S,是因?yàn)檠醯碾娯?fù)性大于硫,兩個(gè)O-H鍵之間的排斥力大于兩個(gè)S-H鍵的排斥力5、下列各物質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的順序正確的是。
①氯化鈉②金剛石③干冰④水A.①②③④B.②①③④C.①②④③D.②①④③6、物質(zhì)性質(zhì)的差異與分子間作用力有關(guān)的是A.沸點(diǎn):Cl2<I2B.熱穩(wěn)定性:HF>HClC.硬度:晶體硅<金剛石D.熔點(diǎn):MgO>NaCl評(píng)卷人得分二、多選題(共5題,共10分)7、在抗擊新冠病毒肺炎中瑞德西韋是主要藥物之一。瑞德西韋的結(jié)構(gòu)如圖所示;下列說法正確的是。
A.瑞德西韋中N、O、P元素的電負(fù)性:N>O>PB.瑞德西韋中的O—H鍵的鍵能大于N—H鍵的鍵能C.瑞德西韋中所有N都為sp3雜化D.瑞德西韋結(jié)構(gòu)中存在σ鍵、π鍵和大π鍵8、碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑,其結(jié)構(gòu)如圖:下列有關(guān)說法不正確的是A.分子式為C3H4O3B.分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為3:1C.分子中既有極性鍵也有非極性鍵D.分子中碳原子的雜化方式全部為sp2雜化9、短周期主族元素的原子序數(shù)依次增大,的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0,形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)如圖所示,在同周期中原子半徑最小。下列說法正確的是()
A.原子半徑大?。築.電負(fù)性大?。篊.形成的化合物為離子化合物D.化合物甲中陰離子的空間構(gòu)型為三角錐形10、干冰汽化時(shí),下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是()A.分子內(nèi)共價(jià)鍵B.分子間作用力C.分子間的距離D.分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)11、肼(N2H4)為二元弱堿,在水中的電離方式與NH3相似。25℃時(shí),水合肼(N2H4·H2O)的電離常數(shù)K1、K2依次為9.55×10-7、1.26×10-15。下列推測(cè)或敘述一定錯(cuò)誤的是A.N2H4易溶于水和乙醇B.N2H4分子中所有原子處于同一平面C.N2H6Cl2溶液中:2c(N2H)+c(N2H)>c(Cl-)+c(OH-)D.25°C時(shí),反應(yīng)H++N2H4?N2H的平衡常數(shù)K=9.55×107評(píng)卷人得分三、填空題(共6題,共12分)12、[化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
硅是重要的半導(dǎo)體材料;構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答下列問題:
(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_______,該能層具有的原子軌道數(shù)為________、電子數(shù)為___________。
(2)硅主要以硅酸鹽、___________等化合物的形式存在于地殼中。
(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以___________相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)__________個(gè)原子。
(4)單質(zhì)硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。
(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):?;瘜W(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ?mol-1356413336226318452
①硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是______。
②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是___________________________。
(6)在硅酸鹽中,SiO4-4四面體(如下圖(a))通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為______,Si與O的原子數(shù)之比為_________,化學(xué)式為__________________。
13、Mn、Fe均為第四周期過渡元素,兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:。元素FeFe電離能/kJ·mol-1I1717759I2150915611561I3324829572957
回答下列問題:
(1)亞鐵離子價(jià)電子層的電子排布式為_______
(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物。
①與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是_______;
②六氰合亞鐵離子(Fe(CN))中的配體CN-中C原子的雜化軌道類型是_______,寫出一種與CN-互為等電子體的單質(zhì)分子的電子式_______;
(3)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如右圖所示。體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為_______。
14、開發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。
(1)是一種儲(chǔ)氫材料,可由和反應(yīng)制得。
①基態(tài)Cl原子中,電子占據(jù)的最高電子層符號(hào)為______,該電子層具有的原子軌道數(shù)為_______。
②Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小的排列順序?yàn)開__________。
(2)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。
①LiH中,離子半徑:Li+___________(填“>”“=”或“<”)H-。
②某儲(chǔ)氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如表所示:。738145177331054013630
則M是______________(填元素名稱)。15、(1)比較離子半徑:F-_____O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)C;H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開_______________。
(3)F、Cl、Br、I的第一電離能大小順序?yàn)開_______________,電負(fù)性大小順序?yàn)開_________________。16、硼及其化合物的應(yīng)用廣泛。試回答下列問題:
(1)基態(tài)原子的價(jià)電子軌道表示式為__________,其第一電離能比的__________(填“大”或“小”)。
(2)氨硼烷()被認(rèn)為是最具潛力的新型儲(chǔ)氫材料之一,分子中存在配位鍵,提供孤電子對(duì)的原子是__________,寫出一種與氨硼烷互為等電子體的有機(jī)小分子:___________________(填化學(xué)式)。
(3)常溫常壓下硼酸()的晶體結(jié)構(gòu)為層狀;其二維平面結(jié)構(gòu)如圖所示。
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(shí)溶解度增大:_________________。
②路易斯酸堿理論認(rèn)為,任何可接受電子對(duì)的分子或離子叫路易斯酸,任何可給出電子對(duì)的分子或離子叫路易斯堿。從結(jié)構(gòu)角度分析硼酸是路易斯酸:______________________________。17、BeCl2熔點(diǎn)較低,易升華,溶于醇和醚,其與AlCl3化學(xué)性質(zhì)相似。由此可推斷BeCl2的化學(xué)鍵是_______(填“離子鍵”或“共價(jià)鍵”),其在固態(tài)時(shí)屬于______(填“原子”、“分子”或“離子”)晶體。評(píng)卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共4題,共32分)18、1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予HenryBragg和LawrenceBragg;以表彰他們用X射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn).
(1)科學(xué)家通過X射線探明;NaCl;KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似,其中三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表:
4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是__.
(2)科學(xué)家通過X射線推測(cè)膽礬中既含有配位鍵;又含有氫鍵,其結(jié)構(gòu)示意圖可簡(jiǎn)單表示如下,其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示.
①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式__;金屬銅采用下列__(填字母代號(hào))堆積方式.
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(必須將配位鍵表示出來)__.
③水分子間存在氫鍵,請(qǐng)你列舉兩點(diǎn)事實(shí)說明氫鍵對(duì)水的性質(zhì)的影響__.
④SO42﹣的空間構(gòu)型是________.19、碳元素以C—C鍵構(gòu)成了有機(jī)界,硅元素以鍵構(gòu)成了整個(gè)礦物界;鍺元素是重要的國(guó)家戰(zhàn)略資源。碳族元素組成了有機(jī)界;無機(jī)界和當(dāng)代工業(yè)。回答下列問題:
(1)基態(tài)鍺()原子的核外電子排布式為_____;分子空間構(gòu)型是__________。
(2)發(fā)生水解的機(jī)理如圖:
不能按照上述機(jī)理發(fā)生水解反應(yīng),原因是____________________。
(3)金剛石熔點(diǎn)為4440℃,晶體硅熔點(diǎn)為1410℃,金剛石熔點(diǎn)比晶體硅高的原因是_______。
(4)C和經(jīng)常形成原子晶體,原子晶體的配位數(shù)普遍低于離子晶體,原因是_____。
(5)在硅酸鹽中,四面體[如圖(a)和(b)]通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(c)為片層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中原子的雜化方式為______,化學(xué)式為_______。
(6)鋁硅酸鹽分子篩在化工領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)中價(jià)鋁部分地置換四面體結(jié)構(gòu)中價(jià)的硅。從結(jié)構(gòu)角度分析價(jià)鋁能夠置換價(jià)硅的原因是_________。
(7)石墨采取六方最密堆積方式,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。晶胞參數(shù)為底邊長(zhǎng)高阿伏加德羅常數(shù)為則石墨晶體的密度為_______
20、碳元素形成的單質(zhì)和化合物在化工;材料、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;回答下列問題:
(1)區(qū)分金剛石和無定形碳最可靠的科學(xué)方法為___________?;鶓B(tài)C原子核外未成對(duì)電子的數(shù)目為_____________。
(2)咖啡因結(jié)構(gòu)為
①咖啡因中C原子的雜化形式為_________________。
②1mol咖啡因中所含鍵數(shù)目為_________________。
③咖啡因通常在水中的溶解度較小,加入適量能增大其在水中溶解度的原因?yàn)開________________。
④CH3+(甲基正離子)的立體構(gòu)型為_________________。
(3)CO、NO、H2S均為生命體系氣體信號(hào)分子。其中H、C、O、S的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開___________;N、O、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______________。
(4)干冰可用于人工降雨。其熔點(diǎn)低于金剛石的原因?yàn)開__________;若干冰的密度為1.56g/cm3,立方晶胞參數(shù)為0.57nm,則每個(gè)晶胞實(shí)際占用CO2的數(shù)目為_______。21、水楊酸配合物在醫(yī)藥;農(nóng)業(yè)等方面有重要的用途;一種水楊酸銅配合物(E)的合成如下:
回答下列問題:
(1)同周期第一電離能比氧大的元素有_______種。
(2)圈出如圖醋酸酐分子中采取sp3雜化的原子_______。
(3)鄰甲基苯酚(A)在熱水中的溶解度比冷水顯著增大的主要原因是:_______。
(4)Cu(NO3)2中的化學(xué)鍵,除了σ鍵外,還存在_______。
(5)配離子中,Cu2+的配位數(shù)為_______,價(jià)電子的電子排布式為_______。
(6)寫出反應(yīng)③的離子方程式:_______。評(píng)卷人得分五、計(jì)算題(共2題,共4分)22、如圖是金屬鎢晶體中的一個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)模型(原子間實(shí)際是相互接觸的)。它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對(duì)原子質(zhì)量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請(qǐng)回答以下各題:
(1)每一個(gè)晶胞中分?jǐn)偟絖_________個(gè)鎢原子。
(2)計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)a。_____________
(3)計(jì)算鎢的原子半徑r(提示:只有體對(duì)角線上的各個(gè)球才是彼此接觸的)。___________
(4)計(jì)算金屬鎢原子采取的體心立方密堆積的空間利用率。____________23、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(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_______。
(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_______。
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_______。
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(jì)算式)。評(píng)卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共50分)24、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___________。
(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_____。
(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____________。25、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______(用元素符號(hào)表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號(hào)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(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____。26、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。回答下列問題:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molZ2X4含有σ鍵的數(shù)目為________。
(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________,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________。27、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)回答下列問題:
(1)表中⑨號(hào)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(gòu)型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡(jiǎn)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(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________。
(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:____________________。28、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___________________。
(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(gòu)型為__________。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_______________。
(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__________。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、A【分析】【詳解】
N是7號(hào)元素,原子核外電子排布式是1s22s22p3,由于能級(jí)相同的軌道中電子總是盡可能成單排列,且自旋方向相同,這樣的排布使原子的能量最低,故氮原子能量最低排布是:故合理選項(xiàng)是A。2、A【分析】A.s能級(jí)原子軌道都是球形的,且能層序數(shù)越大,半徑也越大,故A正確;B.在同一個(gè)軌道中電子的自旋方向相反,但在同一能層中電子的自旋方向可能相同,如碳原子的2p能級(jí)上2個(gè)電子的自旋方向相同,故B錯(cuò)誤;C.基態(tài)原子轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)時(shí)要吸收能量,則Mg原子3s能級(jí)上的2個(gè)電子吸收能量躍遷到3p能級(jí)上,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài),故C錯(cuò)誤;D.一個(gè)分子中除了參與形成σ鍵、π鍵的價(jià)電子以及內(nèi)層電子,還可能含有未參與成鍵的孤電子對(duì),故D錯(cuò)誤;答案選A。3、D【分析】【分析】
氮的最高價(jià)氧化物為N2O5,由兩種離子構(gòu)成,其中陰離子構(gòu)型為平面正三角形,化學(xué)式應(yīng)為NO3-,則其陽離子的化學(xué)式為:NO2+;根據(jù)其價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷。
【詳解】
氮的最高價(jià)氧化物為N2O5,由兩種離子構(gòu)成,其中陰離子構(gòu)型為平面正三角形,化學(xué)式應(yīng)為NO3-,則其陽離子的化學(xué)式為:NO2+,其中心N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為2+(5-1-2×2)=2;所以其中的氮原子按sp方式雜化,陽離子的構(gòu)型為直線型,故合理選項(xiàng)是D。
【點(diǎn)睛】
本題考查了雜化類型的判斷方法和微粒的空間構(gòu)型,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析。4、C【分析】【詳解】
A.比穩(wěn)定,是因?yàn)樵氐姆墙饘傩员仍氐姆墙饘傩詮?qiáng);而氫鍵和范德華力是分子間作用力,與分子的穩(wěn)定性無關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.和中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)都是雜化方式為故B錯(cuò)誤;
C.的水溶液顯酸性,說明比更容易電離出鍵沒有鍵穩(wěn)定,元素的非金屬性強(qiáng)于元素;故C正確;
D.鍵角大于是因?yàn)楹陀袃蓪?duì)孤對(duì)電子,但是氧原子的電負(fù)性比硫原子大,氧原子對(duì)其攜帶的兩對(duì)孤對(duì)電子的吸引比硫原子大,相應(yīng)的孤對(duì)電子斥力增大使鍵角也相應(yīng)比大;故D錯(cuò)誤;
故選C。5、D【分析】【詳解】
①氯化鈉形成的晶體是離子晶體;②金剛石形成的晶體是原子晶體,③干冰形成的晶體是分子晶體,④水形成的晶體是分子晶體;因?yàn)槌叵赂杀鶠闅怏w,水為液體;
所以四種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)由高到低排列順序是②①④③;故D正確;
答案:D
【點(diǎn)睛】
該題的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷出物質(zhì)的晶體類型,然后依據(jù)相應(yīng)晶體中熔沸點(diǎn)的判斷依據(jù),靈活運(yùn)用即可。6、A【分析】【詳解】
A;分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高,則鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高;與分子間作用力有關(guān),A正確;
B、非金屬性F>Cl>Br>I,則HF、HCl、HBr;HI熱穩(wěn)定性依次減弱;與共價(jià)鍵有關(guān),B錯(cuò)誤;
C;原子晶體中;共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短,熔點(diǎn)越高,金剛石的硬度大于硅,其熔、沸點(diǎn)也高于硅,與共價(jià)鍵有關(guān),C錯(cuò)誤;
D、離子鍵的鍵長(zhǎng)越短,離子所帶電荷越多,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,離子半徑:Mg2+<Na+、O2—<Cl-;所以熔點(diǎn):MgO>NaCl,與離子鍵大小有關(guān),D錯(cuò)誤;
正確選項(xiàng)A。二、多選題(共5題,共10分)7、BD【分析】【分析】
【詳解】
A.同一周期元素的非金屬性隨原子序數(shù)的增大而增大;同一主族元素的非金屬性隨原子序數(shù)的增大而減?。粍t元素的非金屬性:O>N>P。元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性就越大,故元素的電負(fù)性:O>N>P,A錯(cuò)誤;
B.元素的非金屬性越強(qiáng);元素的原子半徑越小,與同一元素的原子形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)就越短,其相應(yīng)的鍵能就越大,由于元素的原子半徑:O<N,所以瑞德西韋中的O—H鍵的鍵能大于N—H鍵的鍵能,B正確;
C.在瑞德西韋中,形成3個(gè)共價(jià)鍵的N原子采用sp3雜化,含有C=N雙鍵的N原子則采用sp2雜化;C錯(cuò)誤;
D.共價(jià)單鍵都是σ鍵;共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,一個(gè)是π鍵;在苯環(huán)及含有N原子的六元環(huán)中含大π鍵,根據(jù)瑞德西韋結(jié)構(gòu)可知其中含有共價(jià)單鍵;雙鍵和苯環(huán)等六元環(huán),故分子中存在σ鍵、π鍵和大π鍵,D正確;
故合理選項(xiàng)是BD。8、BD【分析】【詳解】
A.根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式確定分子式為C3H4O3;故A正確;
B.雙鍵中含有一個(gè)σ鍵;一個(gè)π鍵;單鍵都是σ鍵,所以該分子中含有10個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,所以分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為10:1,故B錯(cuò)誤;
C.同種非金屬元素之間形成非極性鍵;不同非金屬元素之間形成極性鍵,所以C-C之間存在非極性鍵;C-H和C-O原子之間存在極性鍵,故C正確;
D.該分子C-O中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì),C原子為sp3雜化;C=O中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì),C原子雜化方式為sp2;故D錯(cuò)誤;
故選BD。
【點(diǎn)睛】
該分子C-O中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)、C=O中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式是解答關(guān)鍵。9、AC【分析】【分析】
短周期主族元素W;X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大;W的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0,則W為C或Si,根據(jù)W、X、Y形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)示意圖,X為O,則W為C,Y為+1價(jià)的陽離子,為Na元素;Z在同周期中原子半徑最小,Z為Cl元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】
根據(jù)上述分析;W為C元素,X為O元素,Y為Na元素,Z為Cl元素。
A.同一周期,從左到右,原子半徑逐漸減小,同一主族,從上到下,原子半徑逐漸增大,原子半徑大?。汗蔄正確;
B.元素的非金屬性越強(qiáng);電負(fù)性越大,電負(fù)性大?。篨>Z,故B錯(cuò)誤;
C.X為O元素;Y為Na元素,為活潑的非金屬和金屬元素,形成的化合物為離子化合物,故C正確;
D.化合物甲中陰離子為CO32-;C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3,沒有孤對(duì)電子,空間構(gòu)型為平面三角形,故D錯(cuò)誤;
故選AC。10、BC【分析】【詳解】
汽化是液態(tài)變氣態(tài)的過程;是物理變化,二氧化碳分子沒有改變,只是分子間的距離發(fā)生了變化,因此分子內(nèi)的共價(jià)鍵沒有任何變化;共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)自然而然也不變,由于分子間距離增大,分子間的作用力被減弱,答案選BC。
【點(diǎn)睛】
A容易錯(cuò),同學(xué)經(jīng)常錯(cuò)誤地以為,分子晶體熔化、汽化等變化時(shí)共價(jià)鍵斷裂了。11、BC【分析】【詳解】
A.N2H4是極性分子;且能與水分子和乙醇分子形成氫鍵,因此其易溶于水和乙醇,故A正確;
B.N2H4分子中N原子采用sp3雜化;為四面體結(jié)構(gòu),因此所有原子不可能共平面,故B錯(cuò)誤;
C.N2H6Cl2溶液中存在電荷守恒:2c(N2H)+c(N2H)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則2c(N2H)+c(N2H)-)+c(OH-);故C錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)H++N2H4?N2H的平衡常數(shù)K==故D正確;
故選:BC。三、填空題(共6題,共12分)12、略
【分析】【詳解】
(1)硅原子核外有14個(gè)電子,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2,對(duì)應(yīng)能層分別別為K、L、M,其中能量最高的是最外層M層,該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí),s能級(jí)有1個(gè)軌道,p能級(jí)有3個(gè)軌道,d能級(jí)有5個(gè)軌道,所以共有9個(gè)原子軌道,硅原子的M能層有4個(gè)電子(3s23p2);
故答案為M;9;4;
(2)硅元素在自然界中主要以化合態(tài)(二氧化硅和硅酸鹽)形式存在;
故答案為二氧化硅。
(3)硅晶體和金剛石晶體類似都屬于原子晶體,硅原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合.在金剛石晶體的晶胞中,每個(gè)面心有一個(gè)碳原子(晶體硅類似結(jié)構(gòu)),則面心位置貢獻(xiàn)的原子為6×=3個(gè);
故答案為共價(jià)鍵;3;
(4)Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4、NH3和MgCl2,方程式為:Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2,故答案為Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2;
(5)①烷烴中的C-C鍵和C-H鍵大于硅烷中的Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能;所以硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成;
故答案為C-C鍵和C-H鍵較強(qiáng);所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成;
②鍵能越大;物質(zhì)就越穩(wěn)定;C-H鍵的鍵能大于C-O鍵,故C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定,而Si-H鍵的鍵能遠(yuǎn)小于Si-O鍵,所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向與形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵;
故答案:C-H鍵的鍵能大于C-O鍵;C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定.而Si-H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si-O鍵,所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵;
(6)硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-)為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式;
故答案為sp3;
根據(jù)圖(b)的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有1個(gè)硅、3個(gè)氧原子,化學(xué)式為SiO32-;
故答案為1:3;SiO32-?!窘馕觥竣?M②.9③.4④.二氧化硅⑤.共價(jià)鍵⑥.3⑦.Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2⑧.C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成⑨.C—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵⑩.sp3?.1∶3?.SiO32-13、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)鐵原子構(gòu)造書寫鐵元素價(jià)電子層和電子排布式。
(2)①形成配離子具有的條件為為中心原子具有空軌道;配體具有孤對(duì)電子對(duì)。
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式;原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子相等的微粒為等電子體。
(3)利用均攤法計(jì)算晶胞結(jié)構(gòu)。
【詳解】
(1)亞鐵離子的價(jià)電子排布式為3d6。
(2)①形成配離子具備的條件為中心原子具有空軌道;配體具有孤對(duì)電子。
②CN-中碳原子與氮原子以三鍵連接,三鍵中有一個(gè)σ鍵,2個(gè)π鍵,碳原子還有一對(duì)孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)為2,碳原子采取sp雜化,CN-含有2個(gè)原子,價(jià)電子總數(shù)為4+5+1=10,故其等電子體為氮?dú)夥肿拥龋獨(dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子通過共用三對(duì)電子結(jié)合在一起,其電子式為
(3)體心立方晶胞中含有鐵原子的個(gè)數(shù)為面心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)為所以體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為1:2?!窘馕觥?d6具有孤對(duì)電子sp1∶214、略
【分析】【分析】
(1)①基態(tài)Cl原子中;電子占據(jù)的最高能層為第三層,符號(hào)為M,該能層具有的原子軌道類型為s;p、d;
②元素的非金屬性越強(qiáng);其電負(fù)性越大;
(2)①核外電子排布相同的離子;核電荷數(shù)越大,離子半徑越??;
②該元素的第三電離能劇增;則該元素屬于第IIA族。
【詳解】
(1)①Cl原子核外電子教為17,基態(tài)Cl原子核外電子排布為ls22s22p63s23p5;由此可得基態(tài)Cl原子中電子占據(jù)的最高電子層為第三電子層,符號(hào)為M,該電子層有1個(gè)s軌道;3個(gè)p軌道、5個(gè)d軌道,共有9個(gè)原子軌道;
②同周期從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大,則B的電負(fù)性大于Li的電負(fù)性,在LiBH4中H為-1價(jià);Li;B分別為+1、+3價(jià),則電負(fù)性最大的是H元素,所以Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小的排列順序?yàn)镠>B>Li;
(2)①核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,其離子半徑越??;鋰的核電荷數(shù)為3,氫的核電荷數(shù)為1,Li+、H-的核外電子數(shù)都為2,所以半徑:Li+<H-;
②該元素的第三電離能劇增;則該元素屬于第ⅡA族元素,而且該元素的原子核外電子數(shù)不少于5個(gè),為Mg元素。
【點(diǎn)睛】
微粒半徑大小比較的一般規(guī)律:電子層數(shù)越多半徑越大;電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大半徑越小?!窘馕觥竣?M②.9③.H>B>Li④.<⑤.鎂15、略
【解析】小于HCl>Br>IF>Cl>Br>I16、略
【分析】【詳解】
(1)原子的核外電子排布式分別為原子的軌道處于全滿狀態(tài),所以的第一電離能比的小,原子的價(jià)電子軌道表示式為故答案為:小。
(2)形成配位鍵,必須有一方提供空軌道,另一方提供孤對(duì)電子,在氨硼烷中,原子可提供一對(duì)孤電子,原子有一個(gè)空軌道,與互為等電子體,故答案為:
(3)①由圖可知,硼酸中每個(gè)原子與原子形成3個(gè)鍵,即原子有3個(gè)成鍵軌道,且沒有孤電子對(duì),故為雜化,溶質(zhì)分子間形成的氫鍵不利于溶質(zhì)的溶解,加熱時(shí),硼酸的溶解度增大,可分析出,升溫時(shí)硼酸分子中的部分氫鍵被破壞,故答案為:雜化硼酸分子間通過氫鍵締合;加熱時(shí),部分氫鍵被破壞。
②硼酸分子中,原子有一個(gè)空的軌道,可以接受電子對(duì),根據(jù)路易斯酸堿理論可知,硼酸為路易斯酸,故答案為:硼酸分子中B原子有一個(gè)空軌道。
【點(diǎn)睛】
同周期,從左到右,第一電離能增大,但在短周期,第ⅡA族與第ⅢA族中:Be>B、Mg>Al,第ⅤA族與第ⅥA族中:N>O、P>S。【解析】小雜化硼酸分子間通過氫鍵締合,加熱時(shí),部分氫鍵被破壞硼酸分子中B原子有一個(gè)空軌道17、略
【分析】【詳解】
AlCl3是共價(jià)化合物,BeCl2與AlCl3化學(xué)性質(zhì)相似,故BeCl2的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵,其在固態(tài)時(shí)屬于分子晶體,故答案為:共價(jià)鍵;分子晶體?!窘馕觥竣?共價(jià)鍵②.分子晶體四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共4題,共32分)18、略
【分析】【分析】
(1)影響晶體晶格能大小的因素有離子半徑以及離子所帶電荷的多少,晶格能越大熔點(diǎn)越高;
(2)①Cu的原子序數(shù)為29,結(jié)合能量最低原理和洪特規(guī)則的特例書寫電子排布式;Cu為面心立方密堆積;
②Cu2+提供空軌道,水中氧原子提供孤電子對(duì),形成配位鍵;
③氫鍵較一般分子間作用力強(qiáng);影響物質(zhì)的物理性質(zhì);
④計(jì)算S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)與孤電子對(duì)數(shù),判斷SO42-的空間結(jié)構(gòu)。
【詳解】
(1)離子半徑Mg2++2-2+-,離子電荷數(shù)Na+=Cl-<O2-=Mg2+=Ca2+;離子晶體的離子半徑越小,帶電荷數(shù)越多,晶格能越大,則晶體的熔沸點(diǎn)越高,則有NaCl;KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是MgO>CaO>NaCl>KCl;
正確答案:MgO>CaO>NaCl>KCl。
(2)①Cu的原子序數(shù)為29,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;Cu為面心立方密堆積,配位數(shù)為12,故C符合;
正確答案:1s22s22p63s23p63d104s1;C。
②Cu2+提供空軌道,水中氧原子提供孤電子對(duì),形成配位鍵,水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
正確答案:
③氫鍵較一般分子間作用力強(qiáng);所以水的熔;沸點(diǎn)較高,因?yàn)闅滏I具有方向性,結(jié)冰時(shí),氫鍵增多,體積增大,密度減小;
正確答案:水的熔、沸點(diǎn)較高,結(jié)冰時(shí)密度減小。
④SO42﹣中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+=4;孤電子對(duì)數(shù)為0;為正四面體結(jié)構(gòu);
正確答案:正四面體?!窘馕觥縈gO>CaO>NaCl>KCl1s22s22p63s23p63d104s1C水的熔、沸點(diǎn)較高,結(jié)冰時(shí)密度減小正四面體19、略
【分析】【詳解】
(1)鍺和硅是同一主族元素,均為最外層電子數(shù)為4的主族元素,故基態(tài)鍺()原子的核外電子排布式為利用等電子體原理可知和CCl4互為等電子體,故分子空間構(gòu)型是正四面體,故答案為:正四面體;
(2)根據(jù)發(fā)生水解的機(jī)理圖可知,過程中由于Si原子上的3d空軌道中接受了H2O中O原子上的孤對(duì)電子;從而發(fā)生水解反應(yīng),而C原子只有兩個(gè)電子層,L層上沒有d軌道,故不能接受孤對(duì)電子,無法水解,故答案為:C沒有d軌道;
(3)金剛石和晶體硅均為原子晶體;其熔點(diǎn)高低主要取決于其中共價(jià)鍵的鍵能大小,由于C原子半徑比Si原子的小,故C-C的鍵長(zhǎng)小于Si-Si的鍵長(zhǎng),一般共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,故金剛石熔點(diǎn)比晶體硅高的原因是結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大,故答案為:結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大;
(4)C和經(jīng)常形成原子晶體;原子晶體是通過共價(jià)鍵結(jié)合的,由于共價(jià)鍵有方向性和飽和性,決定了原子晶體周圍的原子個(gè)數(shù)受到一定的限制,離子晶體則是通過陰;陽離子之間的離子鍵結(jié)合的,離子鍵沒有方向性和飽和性,使得離子晶體的配位數(shù)增多,故答案為:共價(jià)鍵有方向性和飽和性;
(5)硅酸鹽中的硅酸根()為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式;圖(c)為一種無限長(zhǎng)層狀結(jié)構(gòu)的多硅酸根,圖(b)中一個(gè)四面體結(jié)構(gòu)單元中其中有3個(gè)氧原子的貢獻(xiàn)率為四面體結(jié)構(gòu)單元含有1個(gè)硅、氧原子數(shù)目=1+3×=2.5,Si、O原子數(shù)目之比為1:2.5=2:5,故化學(xué)式為或者故答案為:sp3或者
(6)鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)中價(jià)鋁部分地置換四面體結(jié)構(gòu)中價(jià)的硅,首先考慮原子的大小,原子大小相差太大,根本放不進(jìn)去,而Al的半徑雖然比Si的半徑大一些,但還是很接近的,故價(jià)鋁能夠置換價(jià)硅的原因是Al和Si的粒子大小相近;故答案為:Al和Si的粒子大小相近;
(7)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,1個(gè)晶胞中含有的C原子數(shù)目為個(gè),晶胞參數(shù)為底邊長(zhǎng)高由于晶胞的底面是一個(gè)棱形,故一個(gè)晶胞的體積為:V=a2bcm3,阿伏加德羅常數(shù)為則石墨晶體的密度為或者進(jìn)一步化簡(jiǎn)為:或故答案為:或或【解析】正四面體C沒有d軌道結(jié)構(gòu)相似,C原子半徑小,C—C鍵能大共價(jià)鍵有方向性和飽和性雜化或Al和Si的粒子大小相近或或20、略
【分析】【分析】
(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射實(shí)驗(yàn);結(jié)合構(gòu)造原理及原子核外電子排布規(guī)律分析判斷;
(2)①C原子形成共價(jià)單鍵為sp3雜化,形成共價(jià)雙鍵為sp2雜化;加成判斷;
②共價(jià)單鍵都是鍵,共價(jià)雙鍵一個(gè)是鍵;一個(gè)是π鍵;
③根據(jù)物質(zhì)相似相溶原理分析判斷;
(3)元素非金屬性越強(qiáng);其電負(fù)性就越大;元素的第一電離能隨元素非金屬性的增強(qiáng)而增大,第IIA;VA元素的元素大于相鄰?fù)恢芷谠氐牡谝浑婋x能;
(4)不同類型晶體熔沸點(diǎn)規(guī)律是:原子晶體>離子晶體>分子晶體;根據(jù)晶胞參數(shù)及晶體密度;可計(jì)算晶胞質(zhì)量,然后結(jié)合其相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算含有的分子數(shù)目。
【詳解】
(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射實(shí)驗(yàn);金剛石是原子晶體,無定形碳是非晶體,所以區(qū)分金剛石和無定形碳最可靠的科學(xué)方法為X-射線衍射實(shí)驗(yàn);
C原子核外有6個(gè)電子,核外電子排布式為1s22s22p2;由于一個(gè)軌道最多可容納2個(gè)自旋方向相反的電子,2p軌道有3個(gè),這2個(gè)電子總是盡可能占據(jù)不同軌道,而且自旋方向相同,這樣能量最低,所以基態(tài)C原子有2個(gè)成單電子;
(2)①根據(jù)咖啡因分子結(jié)構(gòu)示意圖可知:分子中C原子有飽和C原子和形成羰基的C原子兩種類型,飽和C采用sp3雜化,形成羰基的C原子采用sp2雜化;
②咖啡因分子式是C8H10N4O2,在一個(gè)咖啡因分子中含有的鍵數(shù)目是25個(gè),則在1mol咖啡因中所含鍵數(shù)目為25NA;
③咖啡因分子中無親水基,因此在水中不容易溶解;而在中同時(shí)含有親水基和親油基,含有親水基-OH和-COONa增大了物質(zhì)的水溶性,含有的親油基(即憎水基)又能夠很好溶解咖啡因,故加入適量能增大咖啡因在水中的溶解度;
④CH3+中價(jià)電子數(shù)為3,采用sp2雜化;其空間構(gòu)型為平面三角形;
(3)元素H;C、O、S的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篛>S>C>H;元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,所以這四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篛>S>C>H;
在N;O、S三種元素中;原子半徑越大,原子越容易失去電子,元素的電離能就越小。S元素原子半徑最大,其第一電離能最小。對(duì)于同一周期的N、O兩種元素來說,由于N原子最外層電子排布為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),失去電子比O難,因此第一電離能比O大,所以N、O、S三種元素的第一電離能由大到小的順序N>O>S;
(4)干冰屬于分子晶體;分子之間以微弱的范德華力結(jié)合,因此物質(zhì)的熔沸點(diǎn)低,易氣化,氣化吸收大量熱,使周圍環(huán)境溫度降低,水蒸氣凝結(jié)為液體而降落,故可用于人工降雨;而金剛石屬于原子晶體,C原子間以強(qiáng)烈的共價(jià)鍵結(jié)合,斷裂消耗較高能量,所以其熔沸點(diǎn)比干冰高;
若干冰的密度為1.56g/cm3,立方晶胞參數(shù)為0.57nm,則根據(jù)m=ρ·V可得晶胞質(zhì)量m(CO2)=ρ·V=1.56g/cm3×(0.57×10-7cm)3=2.89×10-22g,由于CO2摩爾質(zhì)量為44g/mol,則每個(gè)晶胞實(shí)際占用CO2的數(shù)目為N(CO2)==4。
【點(diǎn)睛】
本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)。包括晶體的判斷和不同晶體性質(zhì)比較、原子雜化、元素的電負(fù)性與電離能的比較和晶胞計(jì)算等知識(shí),較全面的考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)。掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí),了解原子核外電子排布及遵循規(guī)律是分析、判斷物質(zhì)性質(zhì)的前提。【解析】①.X-射線衍射實(shí)驗(yàn)②.2③.sp3雜化、sp2雜化④.25NA⑤.物質(zhì)中含有親水基-OH、-COONa,增大了物質(zhì)的水溶性,同時(shí)含有親油基,增大了咖啡因的溶解性,因此可增大其在水中溶解度⑥.平面三角形⑦.O>S>C>H⑧.N>O>S⑨.干冰屬于分子晶體,分子間以范德華力結(jié)合;金剛石屬于原子晶體,原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,范德華力比共價(jià)鍵弱,導(dǎo)致干冰的熔點(diǎn)比金剛石低。⑩.421、略
【分析】【分析】
(1)同周期元素;隨核電荷數(shù)增大第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),當(dāng)最外層電子排布處于半滿;全滿等狀態(tài)時(shí),第一電離能比相鄰元素大;
(2)如圖醋酸酐分子中含有兩個(gè)甲基;類似于甲烷的結(jié)構(gòu),兩個(gè)羰基中間的氧原子的成鍵對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為2,即氧原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,C=O為平面結(jié)構(gòu),據(jù)此分析解答;
(3)A與水形成了分子間氫鍵;
(4)Cu(NO3)2為離子化合物;除了σ鍵外,還含有離子鍵,硝酸根離子中含有π鍵;
(5)配離子中,Cu2+的4s和4p的三個(gè)軌道全空,可用于接受電子對(duì),Cu2+的核外電子排布式為[Ar]3d9;
(6)根據(jù)圖示C的結(jié)構(gòu)中含有酯基和羧基;酯基在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng),羧基與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)。
【詳解】
(1)與O元素同周期的非金屬元素有C、N、F、Ne,同周期元素,隨核電荷數(shù)增大第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),由于氮原子最外層電子排布為2p3;為半充滿狀態(tài),原子處于較穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能比相鄰元素大,因此比O元素第一電離能大的元素有N;F、Ne共3種;
(2)如圖醋酸酐分子中含有兩個(gè)甲基,類似于甲烷的四面體結(jié)構(gòu),甲基上的碳原子采取sp3雜化,兩個(gè)羰基中間的氧原子成鍵對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為2,即該氧原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,氧原子采取sp3雜化,C=O為平面結(jié)構(gòu),C=O上的碳原子和氧原子采取sp2雜化,則醋酸酐分子中采取sp3雜化的原子如圖所示(C;O各;圈出1個(gè)碳原子即可);
(3)A的分子間存在氫鍵;在熱水中,熱水破壞了A的分子間氫鍵,A與水形成了分子間氫鍵,鄰甲基苯酚(A)在熱水中的溶解度比冷水顯著增大;
(4)Cu(NO3)2為離子化合物;含有離子鍵,硝酸根離子中含有π鍵和σ鍵;
(5)配離子中,Cu2+的4s和4p的三個(gè)軌道全空,可用于接受電子對(duì),結(jié)合圖示,反應(yīng)流程中E為配合物,Cu2+的配位數(shù)為4,Cu2+的核外電子排布式為[Ar]3d9,價(jià)電子的電子排布式為3d9;(6)根據(jù)圖示C的結(jié)構(gòu)中含有酯基和羧基,酯基在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng),羧基與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng),則反應(yīng)③的離子方程式為:+3OH-+CH3COO-+2H2O。
【點(diǎn)睛】
易錯(cuò)點(diǎn)為(1),同周期元素,隨核電荷數(shù)增大第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),由于氮原子最外層電子排布為2p3,為半充滿狀態(tài),原子處于較穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能比相鄰元素大?!窘馕觥?(C、O各,圈出1個(gè)碳原子即可)熱水破壞了A的分子間氫鍵,A與水形成了分子間氫鍵離子鍵、π鍵43d9+3OH-+CH3COO-+2H2O五、計(jì)算題(共2題,共4分)22、略
【分析】【詳解】
(1)晶胞中每個(gè)頂點(diǎn)的鎢原子為8個(gè)晶胞所共有,體心鎢原子完全為該晶胞所有,故晶胞中鎢原子個(gè)數(shù)為故答案為:2;
(2)已知金屬鎢的密度為ρ,鎢的相對(duì)原子質(zhì)量是M,每個(gè)晶胞中含有2個(gè)鎢原子,則每個(gè)晶胞的質(zhì)量為又因?yàn)槊總€(gè)晶胞的體積為a3,所以晶胞的密度解得故答案為:0.3163nm;
(3)晶胞體對(duì)角線的長(zhǎng)度為鎢原子半徑的4倍,則計(jì)算得出鎢原子半徑為故答案為:0.137nm;
(4)每個(gè)晶胞中含2個(gè)鎢原子,鎢原子為球狀,根據(jù)則體心立方結(jié)構(gòu)的空間利用率為故答案為:68%?!窘馕觥?0.3163nm0.137nm68%23、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)六、元素或物質(zhì)推斷題(共5題,共50分)24、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+3H2O25、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)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(duì)角線位置,則其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料,A正確;
B.同主族從上到下元素的電負(fù)性依次減小;則電負(fù)性:As<P,B錯(cuò)
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