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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年北師大新版選修3化學下冊階段測試試卷585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、下列關于價層電子排布為3s23p4的粒子描述正確的是A.該元素在元素周期表中位于p區(qū)B.它的核外電子排布式為[Ar]3s23p4C.該元素為氧元素D.其電子排布圖為:2、下列說法正確的是A.手性異構屬于同分異構B.由同種非金屬元素組成的單質是非極性分子C.苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長大于碳碳雙鍵,小于碳碳單鍵,不能發(fā)生加成反應D.H2O2分子結構如圖,可知H2O2是非極性分子3、下列實驗事實不能用氫鍵來解釋的是()A.冰的密度比水小,能浮在水面上B.氨氣極易溶于水C.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛D.H2O比H2S穩(wěn)定4、錫為ⅣA族元素,四碘化錫是常用的有機合成試劑(SnI4,熔點114.5℃,沸點364.5℃,易水解)。實驗室以過量錫箔為原料通過反應Sn+2I2SnI4制備SnI4。下列說法錯誤的是()
A.加入碎瓷片的目的是防止暴沸B.SnI4可溶于CCl4中C.裝置Ⅱ的主要作用是吸收揮發(fā)的I2D.裝置Ⅰ中b為泠凝水出水口5、碳化硅的一種晶體具有類似金剛石的結構,其中C原子和Si原子的位置是交替的.在下列三種晶體:①金剛石②晶體硅③碳化硅中,它們的熔點由高到低的順序是A.①②③B.①③②C.③①②D.②①③6、有關晶體的敘述中正確的是A.在SiO2晶體中,由Si、O構成的最小單元環(huán)中共有8個原子B.在60gSiO2晶體中,含Si—O共價鍵鍵數(shù)為2NAC.干冰晶體熔化只需克服分子間作用力D.金屬晶體是由金屬原子直接構成的7、下列說法正確的是A.水的沸點較高是因為水分子間存在較強的化學鍵B.離子晶體中可能存在共價鍵,而分子晶體中一定存在共價鍵C.CO2與SiO2均為共價化合物,其固體熔化時,均破壞了分子間作用力D.某物質熔點1067°C,易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)均能導電,其晶體一定為離子晶體評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)8、[化學—選修3:物質結構與性質]
硅是重要的半導體材料;構成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎。請回答下列問題:
(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)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體,其中原子與原子之間以___________相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻__________個原子。
(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得SiH4,該反應的化學方程式為___________________________________。
(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關事實:?;瘜W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)狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為______,Si與O的原子數(shù)之比為_________,化學式為__________________。
9、某離子晶體晶胞結構如圖所示;x位于立方體的頂點,Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個Y同時吸引著___個X,每個x同時吸引著__個Y,該晶體的化學式為___;
(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有___個;
(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX的度數(shù)為__。
(4)下列分子中含有sp和sp3雜化方式的是___。
A.B.CH4C.CH2=CHCH3D.CH3CH2C≡CHE.CH3CH310、比較下列能級的能量大小關系(填“>”“=”或“<”):
(1)2s________4s;
(2)3p________3d;
(3)3d________4s;
(4)4d________5d;
(5)2p________3s;
(6)4d________5f。11、(1)釩在元素周期表中的位置為__________,其價層電子排布圖為____________。
(2)基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式:__________________。
(3)Fe3+的電子排布式為__________________。
(4)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為__________________。
(5)Ni2+的價層電子排布圖為_____________________。12、下表是元素周期表的一部分;表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題:
(1)基態(tài)o原子的外圍電子排布圖________________________;基態(tài)p3+的最外層電子排布式___________________;n的原子結構示意圖____________________。在以上元素中,沒有未成對電子的元素有______種。
(2)原子序數(shù)為52的元素x在元素周期表中與以上________________元素在同一族(填寫以上表中字母對應的元素符號)。
(3)上表中o、p兩個字母表示的元素的第三電離能分別為I3(o)和I3(p),則I3(o)__I3(p)(填“>”或“<”)。理由是_________________________________________________。
(4)將以上周期表中g、h、i、j四種元素的電負性由大到小排序____________________(用元素符號表示),第一電離能由大到小排序________________________(用元素符號表示)。13、氫鍵只能影響物質的某些物理性質,如熔沸點、溶解度、密度等。______
A.正確B.錯誤14、CuCl和CuCl2都是重要的化工原料;常用作催化劑;顏料、防腐劑和消毒劑等。
已知:①CuCl可以由CuCl2用適當?shù)倪€原劑如SO2,SnCl2等還原制得:
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
②CuCl2溶液與乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配離子:
請回答下列問題:
(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為_________;H、N、O三種元素的電負性由大到小的順序是_____________
(2)SO2分子的空間構型為_____________
(3)乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為_________乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點高得多,原因是_____________
(4)②中所形成的配離子中含有的化學鍵類型有______(填字母)。
A.配位鍵B.極性鍵C.離子鍵D.非極性鍵15、如圖所示為高溫超導領域里的一種化合物——鈣鈦礦的晶體結構;該結構是具有代表性的最小結構重復單元。
(1)在該物質的晶體結構中,每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子、鈣離子、氧離子各有_____________、_____________、_____________個。
(2)該晶體結構中,Ca、Ti、O個數(shù)比是___________;該物質的化學式可表示為___________。16、如圖為一個金屬銅的晶胞;請完成以下各題。
①該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是___個。
②該晶胞稱為___(填序號).
A.六方晶胞B.體心立方晶胞C.面心立方晶胞.評卷人得分三、原理綜合題(共5題,共10分)17、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)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_________。元素Ca和S相比,第一電離能較大的是______(填元素符號)。
(2)鈣元素的焰色反應呈磚紅色,其中紅色對應的輻射與鉀元素的焰色反應對應顏色的輻射波長,較短的是_______(填元素符號)。
(3)H2S和H2O分子構型都為V形,中心原子的雜化形式都是______,但H2O分子鍵角大于H2S分子,原因是________________________________________________________。
(4)鈣元素和錳元素屬于同一周期,且核外最外層電子構型相同,但金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳低,原因是______________________________________。
(5)Ca;Mn、Mg的氧化物和硫化物都是NaCl型結構的離子晶體;其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得它們的晶胞參數(shù)如下表:
。氧化物晶體。
MgO
MnO
CaO
a/nm
0.421
0.444
0.480
硫化物晶體。
MgS
MnS
CaS
a/nm
0.520
0.520
0.568
由表可知:r(S2-)_______r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的順序是____________________________,r(S2-)為_____nm,r(Ca2+)為_____nm。18、X;Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素。其中;X原子核外的M層中只有兩對成對電子,Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,Z是地殼內(nèi)含量最高的元素,M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍,N的原子序數(shù)比M小1,Q在元素周期表的各元素中電負性最大。P元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài),第四電子層只有一個電子。請回答下列問題:
(1)基態(tài)X的外圍電子電子排布圖為_____;P元素屬于_____區(qū)元素。
(2)XZ2分子的空間構型是_____,YZ2分子中Y的雜化軌道類型為_____;相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是_____(寫分子式),理由是_____。
(3)含有元素N的鹽的焰色反應為____色;許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應,其原因是___。
(4)元素M與元素Q形成晶體中;M離子與Q離子的配位數(shù)之比為_____。
(5)P單質形成的晶體中,P原子采取的堆積方式為_____,P原子采取這種堆積方式的空間利用率為_____(用含π表達式表示)。19、第VIII族元素;跟主族元素的金屬相比,它們有熔;沸點高、硬度高、密度大等特點,并有良好的延展性和高導電、導熱性。下列有關它們及其化合物的結構與性質,請?zhí)顚懀?/p>
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為________,提供孤對電子的成鍵原子是________。
(2)①Co元素形成CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)各1mol,分別與足量硝酸銀溶液反應,都得到1molAgCl沉淀。兩種配合物中配合離子的配位數(shù)都是________,CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)的組成相同而顏色不同的原因是________。
②Co(OH)2為兩性氫氧化物,在濃的強堿溶液中可以形成[Co(OH)4]2?。寫出Co(OH)2酸式電離的電離方程式__________。
(3)與Co屬于同周期同族的過渡元素A;其基態(tài)原子排布中有四個未成對電子。
①由此元素可構成固體X,區(qū)別X為晶體或非晶體的方法為______________。
②A可與CO反應生成A(CO)5,常壓下熔點為-20.3℃,沸點為103.6℃,該晶體類型是______________。
③A3+與SCN?不僅能以1:3的個數(shù)比配合,還可以其它個數(shù)比配合。若A3+與SCN?以1:4的個數(shù)比配合,則ACl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應的化學方程式可表示為_______。
④A可與另兩種元素B、C構成某種化合物,B、C的外圍電子排布分別為3d104s1、3s23p4,其晶胞如圖所示,則其化學式為_________。
該晶胞上下底面為正方形,側面與底面垂直,根據(jù)圖中所示的數(shù)據(jù)列式計算該晶體的密度d=__________g﹒cm?3。(保留兩位小數(shù))20、碳及其化合物廣泛存在于自然界中?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)碳原子核外有________種能量不同的電子,其核外電子運動狀態(tài)由_____種因素決定。
(2)CH4分子間不能形成氫鍵,主要原因是CH4分子中的碳原子不含孤對電子、_____、_____________。
(3)碳酸的非羥基氧的個數(shù)和磷酸的非羥基氧的個數(shù)都是1,從結構上分析,它們的強度相近,均為中強酸。然而事實上二氧化碳水溶液的酸性卻很弱,原因是__________。
(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物,N原子的雜化軌道類型為______,乙二胺通過配位鍵能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀配離子,其結構可表示為__________。
(5)金剛石是碳的一種同素異形體,屬于_______晶體。已知金屬鈉的晶胞(體心立方堆積)沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示,則金剛石晶胞沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應該是下圖___________(從A~D圖中選填).
若碳原子半徑為r,金剛石晶胞中碳原子的空間占有率為_____________(用含π的代數(shù).式表示).21、國家航天局計劃2020年實施火星探測任務。據(jù)了解火星上存在大量的含氮化合物;科學家推測火星生命可能主要以氮;碳、硅、銅為基體構成。
請回答下列問題:
(1)鄰氨基吡啶()的銅配臺物在有機不對稱合成中起催化誘導效應。
①鄰氨基吡啶中所有元素的電負性出小到大的順序為__(填元素符號)。設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,1mol中含有σ鍵的數(shù)目為__。
②一定條件下-NH2可以被氧化成-NO2,-NO2中N原子的雜化方式為__雜化。
(2)第四周期的某主族元素,其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖所示,則該元素的基態(tài)原子電子排布式為___。
(3)元素周期表中的第IVA族~第VIIA族中部分元素的最簡單氫化物的沸點變化趨勢線如圖,其中一個小黑點代表-種氫化物,則趨勢線a代表第__族元素的最簡單氫化物的沸點變化趨勢,判斷依據(jù)是__。
(4)干冰是常見的分子晶體,而CO2在高溫高壓下能形成另一種晶體其晶胞如圖所示,該CO2晶體的熔點__(填“>”“<”或“=”)SiO2晶體的熔點。
(5)一種嘌呤和一種吡啶的結構如圖。
①嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大,原因是__。
②分子中的大π鍵可以用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。則該吡啶中的大π鍵可表示為__。
(6)火星巖石中存在大量的氮化鎵,氮化鎵為六方晶胞,結構如圖所示。若該晶體密度為dg·cm-3,晶胞參數(shù)a=b≠c(單位:nm),a、b夾角為120°,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞參數(shù)c=___nm(寫出代數(shù)式)。
評卷人得分四、計算題(共2題,共16分)22、(1)石墨晶體的層狀結構,層內(nèi)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(nèi)。則該化合物的化學式可表示為_______。23、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______。評卷人得分五、有機推斷題(共3題,共6分)24、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:_________________。25、W;X、Y、Z四種元素的原子序數(shù)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(jù)的軌道數(shù)相等,且無空軌道;X原子的L電子層中未成對電子數(shù)與Y相同,但還有空軌道;W、Z的原子序數(shù)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(shù)目分別是____;根據(jù)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(chǎn)物,相同條件下,在水中溶解度較小的產(chǎn)物是________(寫化學式)。
(4)寫出Z2Y2的電子式:____________。26、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)評卷人得分六、結構與性質(共1題,共3分)27、【化學-選修3:物質結構與性質】
已知銅的配合物A(結構如下圖1)。請回答下列問題:
(l)Cu的簡化電子排布式為_____________。
(2)A所含三種元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序為_________________。其中氮。
原子的雜化軌道類型為_____________________。
(3)配體氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受熱分解可產(chǎn)生CO2和N2,N2中σ鍵和π鍵數(shù)目。
之比是_____________;N2O與CO2互為等電子體,且N2O分子中O只與一個N相連,則N2O
的電子式為____________________。
(4)在Cu催化下,甲醇可被氧化為甲醛(HCHO),甲醛分子中H-C=O的鍵角___________1200(選填“大于”、“等于”或“小于”),甲醛能與水形成氫鍵,請在圖2中表示出來___________。
(5)立方氮化硼(如圖3)與金剛石結構相似,是超硬材料。立方氮化硼晶體內(nèi)B-N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為__________;結構化學上用原子坐標參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置,圖4立方氮化硼晶胞中,B原子的坐標參數(shù)分別有:B(0,0,0);B(1/2,0,1/2);B(1/2,1/2,0)等。則距離上述三個B原子最近且等距的N原子的坐標參數(shù)為_______________。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、A【分析】【分析】
價層電子排布為3s23p4的粒子;其核外電子數(shù)為16,則其核電荷數(shù)也為16,為硫原子。
【詳解】
A.該元素原子的價層電子排布為3s23p4;位于元素周期表ⅥA族,屬于p區(qū),A正確;
B.它的核外電子排布式為[Ne]3s23p4;B不正確;
C.該元素為硫元素;C不正確;
D.其電子排布圖為D不正確;
故選A。2、A【分析】【詳解】
A.手性異構屬于同分異構中的一種類型;故A正確;
B.臭氧分子是極性分子;所以由同種非金屬元素組成的單質分子不一定是非極性分子,故B錯誤;
C.苯中碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特鍵;苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長大于碳碳雙鍵,小于碳碳單鍵,但苯環(huán)能與氫氣發(fā)生加成反應,故C錯誤;
D.H2O2分子結構不對稱;正負電荷重心不重合,為極性分子,故D錯誤;
故選A。3、D【分析】【詳解】
A.冰中氫鍵數(shù)多;冰晶體中的水分子呈一定規(guī)則排列,空間利用率低,冰的密度比水小,能用氫鍵來解釋,故不選A;
B.氨分子與水分子能形成氫鍵;所以氨氣極易溶于水,能用氫鍵來解釋,故不選B;
C.鄰羥基苯甲醛存在分子內(nèi)氫鍵;而對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵,增大了分子間作用力,沸點較高,能用氫鍵來解釋,故不選C;
D.H2O、H2S的穩(wěn)定性與化學鍵的強弱有關,與氫鍵無關,故選D。4、C【分析】【分析】
【詳解】
A.液體加熱時;加入碎瓷片目的是防止暴沸,故A正確;
B.根據(jù)題干中SnI4的熔沸點,從組成分析可知SnI4與CCl4為同族元素形成的同類物質,二者分子的空間構型均為正四面體結構,屬于非極性分子,依據(jù)“相似相溶原理”可知SnI4可溶于CCl4中;故B正確;
C.由題可知:SnI4易水解,所以裝置Ⅱ的主要作用是防止水蒸氣進入裝置使SnI4水解;故C錯誤;
D.冷凝管的冷凝水為“下進上出”,所以裝置Ⅰ中a為泠凝水進水口,b為出水口;故D正確;
故選:C。5、B【分析】【詳解】
三種物質都是原子晶體;決定它們?nèi)鄯悬c的是共價鍵,因此可以通過共價鍵的鍵能判斷,而鍵能和鍵長呈反比,鍵長又等于成鍵的兩原子半徑之和,所以可以通過比較C;Si的原子半徑得出結論。
鍵長順序:所以,熔沸點大小順序是:金剛石碳化硅晶體硅.
故選:B
【點睛】
本題考查了原子晶體熔沸點規(guī)律,原子晶體熔、沸點的高低,取決于共價鍵的鍵長和鍵能,鍵長越短,鍵能越大,熔沸點越高,解題時只要能夠準確的判斷出晶體中共價鍵的鍵長就可解答。6、C【分析】A.在二氧化硅晶體中,由Si、O構成的最小單元環(huán)是12元環(huán),每個最小環(huán)中含有6個硅原子和6個氧原子,故A錯誤;B.二氧化硅晶體中,每個硅原子含有四個Si-O共價鍵,所以在60g二氧化硅中,二氧化硅的物質的量是1mol,則含Si-O共價鍵鍵數(shù)為4mol,故B錯誤;C.干冰晶體屬于分子晶體,熔化只需克服分子間作用力,故C正確;D.金屬晶體是由金屬原子和自由電子構成的,故D錯誤;故選C。7、D【分析】【詳解】
A.水的沸點較高是因為水分子間存在較強的氫鍵;故A錯誤;
B.離子晶體中可能存在共價鍵如氫氧化鈉;而分子晶體中不一定存在共價鍵,如稀有氣體,是單原子分子,沒有化學鍵,故B錯誤;
C.CO2與SiO2均為共價化合物,但CO2是分子晶體,其固體熔化時,破壞了分子間作用力,SiO2是原子晶體;其固體熔化時,破壞共價鍵,故C錯誤;
D.離子晶體的熔沸點較高,一般在幾百至1000℃左右,某物質熔點1067℃;易溶于水,其水溶液和熔融態(tài)能導電的是離子化合物,其晶體一定為離子晶體,故D正確;
答案選D。
【點睛】
離子晶體的熔沸點較高,一般在幾百至1000℃左右,其溶于水及熔化時均能夠導電。二、填空題(共9題,共18分)8、略
【分析】【詳解】
(1)硅原子核外有14個電子,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2,對應能層分別別為K、L、M,其中能量最高的是最外層M層,該能層有s、p、d三個能級,s能級有1個軌道,p能級有3個軌道,d能級有5個軌道,所以共有9個原子軌道,硅原子的M能層有4個電子(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,硅原子之間以共價鍵結合.在金剛石晶體的晶胞中,每個面心有一個碳原子(晶體硅類似結構),則面心位置貢獻的原子為6×=3個;
故答案為共價鍵;3;
(4)Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得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,導致長鏈硅烷難以生成;
故答案為C-C鍵和C-H鍵較強;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,導致長鏈硅烷難以生成;
②鍵能越大;物質就越穩(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)定性更強的Si-O鍵;
(6)硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-)為正四面體結構,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)的一個結構單元中含有1個硅、3個氧原子,化學式為SiO32-;
故答案為1:3;SiO32-?!窘馕觥竣?M②.9③.4④.二氧化硅⑤.共價鍵⑥.3⑦.Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2⑧.C—C鍵和C—H鍵較強,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,導致長鏈硅烷難以生成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)定性更強的Si—O鍵⑩.sp3?.1∶3?.SiO32-9、略
【分析】【分析】
⑴晶體中以中心的Y分析Y同時吸引X的個數(shù);再以頂點的X分析X同時吸引Y的個數(shù),計算晶體中有X和Y個數(shù)。
⑵晶體中以頂點X分析;X與面對角線的X來分析。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結構。
⑷A.中苯環(huán)上的碳價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化;B.CH4中碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化;C.CH2=CHCH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化;D.CH3CH2C≡CH中第3個和第4個碳原子價層電子對數(shù)為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化;E.CH3CH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化。
【詳解】
⑴晶體中以中心的Y分析,每個Y同時吸引著4個X,以頂點的X分析,每個X同時吸引著8個Y,該晶體中有X為個,Y為1個,因此化學式為XY2;故答案為:4;8;XY2。
⑵晶體中以頂點X分析;X與面對角線的X來分析,每個面有4個,共3個面,因此在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有12個;故答案為:12。
⑶晶體中X與Y形成正四面體結構;因此距離最近的2個X與1個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)上的碳價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化,故A不符合題意;B.CH4中碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故B不符合題意;C.CH2=CHCH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為3,是sp2雜化,故C不符合題意;D.CH3CH2C≡CH中第3個和第4個碳原子價層電子對數(shù)為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故D符合題意;E.CH3CH3中第1個和第2個碳原子價層電子對數(shù)為4,是sp3雜化,故E符合題意;綜上所述,答案為D。【解析】①.4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D10、略
【分析】【分析】
由構造原理可知:①同一能層的能級能量高低順序為:ns
【詳解】
(1)根據(jù)不同能層上英文字母相同的能級的能量高低:1s<2s<3s<4s,所以2s<4s;
(2)根據(jù)構造原理,同一能層的能級能量高低順序為:ns<3d;
(3)根據(jù)構造原理,3d具有的能量介于4s和4p具有的能量之間,所以3d>4s;
(4)根據(jù)不同能層上英文字母相同的能級的能量高低:3d<4d<5d<6d,所以4d<5d;
(5)根據(jù)構造原理,能量:2p<3s;
(6)根據(jù)構造原理,能量高低:4d<5d<5f,所以4d<5f?!窘馕觥竣?<②.<③.>④.<⑤.<⑥.<11、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)釩的核電荷數(shù)為23,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,其價層電子為3d24s2;根據(jù)能量最低原則;泡利不相容原理和洪特規(guī)則正確畫出其價層電子排布示意圖;
(2)鎵(Ga)原子的核電荷數(shù)為31;根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式;
(3)根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出基態(tài)鐵原子的電子排布式:1s22S22p63s23p63d64s2,據(jù)此寫出Fe3+的電子排布式;
(4)根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出基態(tài)銅原子的電子排布式;
(5)鎳原子核電荷數(shù)為28,Ni的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,,Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8;根據(jù)能量最低原則;泡利不相容原理和洪特規(guī)則正確畫出其價層電子排布示意圖;
【詳解】
(1)釩的核電荷數(shù)為23,則可以推知釩在元素周期表中的位置為第4周期VB族,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,其價層電子排布式為3d34s2,則電子排布圖為
綜上所述,本題答案是:第四周期第ⅤB族;
(2)鎵原子的核電荷數(shù)為31,基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p1。
綜上所述,本題答案是:1s22s22p63s23p63d104s24p1。
(3)基態(tài)鐵原子的電子排布式:1s22S22p63s23p63d64s2,鐵原子失去3個電子,F(xiàn)e3+的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d5;
綜上所述,本題答案是:1s22s22p63s23p63d5。
(4)銅原子核電荷數(shù)為29,基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;
綜上所述,本題答案是:1s22s22p63s23p63d104s1。
(5)鎳原子核電荷數(shù)為28,Ni的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,,Ni2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8,Ni2+的價層電子排布圖為
綜上所述,本題答案是:【解析】第四周期第ⅤB族1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d51s22s22p63s23p63d104s112、略
【分析】【分析】
(1)o、p、n元素分別為錳、鐵和鉀,原子序數(shù)分別為為25、26和19,按電子排布規(guī)律寫基態(tài)o原子的外圍電子排布圖、基態(tài)p3+的最外層電子排布式及n的原子結構示意圖;
(2)參照原子序數(shù)為54的元素在元素周期表是第5周期0族元素;則可推知原子序數(shù)為52的元素x的位置并據(jù)此回答;
(3)按電離能的性質和規(guī)律回答上表中o、p兩個字母表示的元素的第三電離能分別為I3(o)和I3(p)的相對大小及理由;
(4)按電負性規(guī)律和電離能的規(guī)律回答g;h、i、j四種元素的電負性由大到小排序及第一電離能由大到小排序;
【詳解】
根據(jù)元素周期表知,a-p各元素分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar;K、Mn、Fe。
(1)基態(tài)o原子為錳,核電荷數(shù)為25,其電子排布簡式為[Ar]3d54s2,則外圍電子排布圖基態(tài)p3+為Fe3+,最外層電子排布式3s23p63d5;n原子為鉀,核電荷數(shù)19,原子結構示意圖在以上元素中,沒有未成對電子的元素有Mg、Ar兩種元素;共計2種;
答案為:3s23p63d5;2;
(2)稀有氣體氙;原子序數(shù)為54,位于0族,依次前推,53號元素為碘,52號元素銻,位于VIA族,與O或S同族;
答案為:O或S;
(3)o、p分別表示錳和鐵元素,由于Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以第三電離能分別為I3(o)>I3(p);
答案為:>;Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài);比較穩(wěn)定;
(4)g、h、i、j四種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅,同一周期從左到右電負性增大,因此電負性由大到小排序:Si>Al>Mg>Na;同一周期第一電離能從左到右增大,但是IIA、VA電離能大于鄰近元素的電離能,因此第一電離能由大到小排序Si>Mg>Al>Na;
答案為:Si>Al>Mg>Na;Si>Mg>Al>Na。【解析】①.②.3s23p63d5③.④.2⑤.O或S⑥.>⑦.Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定⑧.Si>Al>Mg>Na⑨.Si>Mg>Al>Na13、A【分析】【詳解】
氫鍵可導致分子間作用力增強;熔沸點較同主族元素形成的氫化物高,與水分子間形成氫鍵,溶解度增大,所以氫鍵只能影響物質的某些物理性質,如熔沸點;溶解度、密度等,該說法正確。
答案為A。14、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)銅的原子序數(shù)為29;結合能量最低原理書寫基態(tài)原子的電子排布式,根據(jù)電負性的變化規(guī)律比較電負性大小;
(2)根據(jù)判斷SO2分子含有的σ鍵以及孤電子對數(shù)判斷空間構型;
(3)根據(jù)價層電子對數(shù)判斷乙二胺分子中氮原子的雜化類型;根據(jù)是否含有氫鍵分析二者熔沸點高低不同的原因;
(4)根據(jù)成鍵原子的特點判斷化學鍵類型。
【詳解】
(1)銅的原子序數(shù)為29,根據(jù)能量最低原理其態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;在元素周期表中同一周期從左到右元素的電負性逐漸增強,同一主族從上到下元素的電負性逐漸減弱,可知電負性強弱順序為O>N>H;
(2)SO2分子中含有2個σ鍵,孤電子對數(shù)==1;所以分子為V形;
(3)乙二胺分子中氮原子形成4個σ鍵,價層電子對數(shù)為4,氮原子為sp3雜化;乙二胺分子間可以形成氫鍵,物質的熔沸點較高,而三甲胺分子間不能形成氫鍵,熔沸點較低;
(4)②中所形成的配離子中含有的化學鍵中N與Cu之間為配位鍵,C-C鍵為非極性鍵,C-N、N-H、C-H鍵為極性鍵,不含離子鍵,故答案為:ABD;【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1②.O>N>H③.V形④.sp3雜化⑤.乙二胺分子間能形成氫鍵而三甲胺分子之間不能形成氫鍵⑥.ABD15、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)根據(jù)晶胞的結構可知;以晶胞頂點上的鈦離子為例,與之最近的鈦離子分布在與相鄰的頂點上,這樣的離子有6個(上下左右前后各1個),鈣離子分布在體心上,這樣的離子有8個(每個頂點可以形成8個立方體),氧離子分布在棱上,最接近且距離相等的也是6個(上下左右前后各1個);答案為6,8,6。
(2)利用均攤法可知,鈦離子位于頂點,在每個晶胞中鈦離子個數(shù)為8×=1,氧離子位于棱上,氧離子的個數(shù)為12×=3,鈣離子位于體心,鈣離子個數(shù)為1,所以鈣、鈦、氧的離子個數(shù)比是1:1:3,化學式可表示為CaTiO3;答案為1:1:3;CaTiO3?!窘馕觥竣?6②.8③.6④.1:1:3⑤.CaTiO316、略
【分析】【分析】
根據(jù)晶胞的結構;銅在頂點和面心上。
【詳解】
①根據(jù)晶胞的結構,銅在頂點和面心上,因此該晶胞“實際”擁有的銅原子數(shù)是個;故答案為:4。
②根據(jù)銅在頂點和面心上,則為面心立方晶胞;故答案為C?!窘馕觥竣?4②.C三、原理綜合題(共5題,共10分)17、略
【分析】【詳解】
(1)Ca是20號元素;核外有4個電子層,核外電子占據(jù)最高能層的符號是N,根據(jù)核外電子排布的規(guī)律,次外層不超過18個電子;第一電離能S>Mg>Ca,第一電離能較大的是S,故答案為N;18;S;
(2)鈣元素的焰色反應呈磚紅色;鉀元素的焰色反應為紫色,紫色的輻射波長比紅色短,故答案為K;
(3)H2S和H2O分子構型都為V形,中心原子的雜化軌道數(shù)目都是4,都采用sp3雜化;O元素電負性大于S元素,分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子,使斥力增大,鍵角增大,導致H2O分子鍵角大于H2S分子,故答案為sp3雜化;O元素電負性大于S元素;分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子,使斥力增大,鍵角增大;
(4)鈣的原子半徑較大且價電子數(shù)較少;金屬鍵較弱,使得金屬鈣的熔點;沸點等都比金屬錳低,故答案為鈣的原子半徑較大且價電子數(shù)較少,金屬鍵較弱;
(5)由表可知,相同金屬的晶胞參數(shù)中,氧化物的都小于硫化物的,因此r(S2-)>r(O2-);根據(jù)不同金屬氧化物的晶胞參數(shù),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的順序為r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+);因為S2-是面心立方最密堆積方式,面對角線是S2-半徑的4倍,即4r=×0.520,解得r=×0.520nm=0.184nm;CaS也屬于NaCl型結構,根據(jù)晶胞的結構,晶胞參數(shù)=2r(S2-)+2r(Ca2+),則r(Ca2+)==0.100nm;故答案為>;r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+);0.184;0.100。【解析】N18SKsp3雜化O元素電負性大于S元素,分子中O-H鍵電子對的電子云更偏向中心O原子,使斥力增大,鍵角增大鈣的原子半徑較大且價電子數(shù)較少,金屬鍵較弱>r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+)0.1840.10018、略
【分析】【分析】
X、Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素,X原子核外的M層中只有兩對成對電子,核外電子排布應為1s22s22p63s23p4;X為S元素;Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,Y有2個電子層,最外層電子數(shù)為4,則Y為C元素;Z是地殼內(nèi)含量最高的元素,為O元素;M的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍,M只能處于第四周期,最外層電子數(shù)只能為2,內(nèi)層電子總數(shù)為18,核外電子總數(shù)為20,M為Ca元素;N的原子序數(shù)比M小1,則N為K元素;Q在元素周期表的各元素中電負性最大,Q為F元素;P元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài),第四電子層只有一個電子,原子核外電子數(shù)=2+8+18+1=29,則P為Cu元素,據(jù)此解答。
【詳解】
X為S元素;Y為C元素,Z為O元素,M為Ca元素,N為K元素,Q為F元素,P為Cu元素。
(1)X為S元素,元素在周期表中的位置是:第三周期ⅥA族,外圍電子排布為3s23p4,它的外圍電子的電子排布圖為P元素為Cu,屬于ds區(qū)元素;
(2)SO2分子中S原子價層電子對數(shù)2+=3,S原子含有1對孤電子對,所以其立體結構是V形,CO2分子C原子呈2個σ鍵、沒有孤電子對,C的雜化軌道類型為sp雜化,SO2為極性分子,CO2為非極性分子,H2O為極性溶劑,極性分子易溶于極性溶劑,故SO2的溶解度較大;
(3)含有K元素的鹽的焰色反應為紫色;許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應,其原因是電子由較高能級躍遷到較低能級時,以光的形式釋放能量;
(4)元素M與Q分別為Ca和F,形成的晶體為CaF2,Ca2+作面心立方最密堆積,F(xiàn)-做四面體填隙,Ca2+的配位數(shù)為8,F(xiàn)-的配位數(shù)為4;所以M離子與Q離子的配位數(shù)之比為2∶1;
(5)P為Cu,P單質形成的晶體中,原子采取的堆積方式為面心立方最密堆積,一個晶胞中有Cu的個數(shù)為8×個,設Cu的半徑為r,則V球=4×=根據(jù)幾何關系,晶胞邊長為a=2r,所以晶胞的體積V晶胞=a3=16r3,所以空間利用率為×100%。
【點睛】
本題是對物質結構的考查,涉及核外電子的排布、化學鍵、雜化方式與空間構型、分子結構與性質、晶胞計算等,(4)中注意利用均攤法計算晶胞的質量,涉及球、立方體的體積的計算等,難度中等。【解析】dsV形sp雜化SO2SO2為極性分子,CO2為非極性分子,H2O為極性溶劑,極性分子易溶于極性溶劑,故SO2的溶解度較大紫電子由較高能級躍遷到較低能級時,以光的形式釋放能量2∶1面心立方最密堆積19、略
【分析】【分析】
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+離子具有空軌道,NH3分子中N原子具有孤對電子,Ni2+與NH3之間能形成配位鍵;
(2)①1molCOCl3?4NH3(綠色)和CoCl3?4NH3(紫色)分別與足量硝酸銀溶液反應,都得到1molAgCl沉淀,則1molCoCl3?4NH3中有1molCl-為外界離子,鈷的配位數(shù)為6,則配體為NH3和Cl-;兩者空間構型不同導致顏色不同;
②由題意可知Co(OH)2在溶液中部分電離出[Co(OH)4]2?和H+;
(3)由過渡元素A與Co屬于同周期同族;基態(tài)原子排布中有四個未成對電子可知,A為Fe元素。
【詳解】
(1)在[Ni(NH3)6]2+中,Ni2+離子具有空軌道,NH3分子中N原子具有孤對電子,Ni2+與NH3之間能形成配位鍵;故答案為配位鍵;N;
(2)①1molCOCl3?4NH3(綠色)和CoCl3?4NH3(紫色)分別與足量硝酸銀溶液反應,都得到1molAgCl沉淀,則1molCoCl3?4NH3中有1molCl-為外界離子,鈷的配位數(shù)為6,則配體為NH3和Cl-,所以其化學式都為Co(NH3)4(Cl)2]Cl;因兩者空間構型不同導致顏色不同,故答案為6;空間結構不同;
②由題意可知Co(OH)2在溶液中部分電離出[Co(OH)4]2?和H+,電離方程式為Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2?+2H+,故答案為Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2?+2H+;
(3)由過渡元素A與Co屬于同周期同族;基態(tài)原子排布中有四個未成對電子可知,A為Fe元素。
①晶體與非晶體最本質的區(qū)別是組成物質的粒子在微觀空間是否有序排列;x射線衍射可以看到微觀結構,故區(qū)別X為晶體或非晶體的方法為X-射線衍射,故答案為X-射線衍射;
②Fe(CO)5常壓下熔;沸點低;屬于分子晶體,故答案為分子晶體;
③A3+與SCN?以1:4的個數(shù)比配合形成[Fe(SCN)4]—離子,則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應的化學方程式FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KCl,故答案為FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KCl;
④由B、C的外圍電子排布分別為3d104s1、3s23p4可知B為Cu元素、C為S元素,由晶胞結構可知Fe原子有6個位于面上、4個位于棱上,個數(shù)為6×+4×=4,Cu原子有4個位于面上、1個位于體內(nèi)、8個位于頂點,個數(shù)為,4×+1+8×=4,S原子數(shù)為8,晶體中N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)=4∶4∶8=1∶1∶2,故該晶體的化學式為CuFeS2。晶胞質量為晶胞體積為(524×10-10cm)2×1030×10-10cm,則該晶體的密度d為≈4.32g/cm3,故答案為CuFeS2;4.32。
【點睛】
由晶胞結構確定Fe原子有6個位于面上、4個位于棱上,Cu原子有4個位于面上、1個位于體內(nèi)、8個位于頂點,S原子數(shù)為8,依據(jù)分攤法計算化學式是解答關鍵。【解析】配位鍵N6空間結構不同Co(OH)2+2H2O[Co(OH)4]2?+2H+X-射線衍射分子晶體FeCl3+4KSCN=K[Fe(SCN)4]+3KClCuFeS24.3220、略
【分析】【分析】
(1)同一能級中的電子能量相同;不同能級中電子能量不同;
(2)根據(jù)氫鍵的形成條件及本質分析解答;
(3)根據(jù)酸的分子結構及二氧化碳在水中的溶解度分析解答;
(4)根據(jù)價層電子對互斥模型分析解答;根據(jù)配位鍵的形成原理分析配位離子的結構;
(5)根據(jù)物質的熔沸點;硬度等物理性質判斷晶體類型;根據(jù)晶胞的空間結構分析解答。
【詳解】
(1)碳原子核外有6個電子,核外電子排布式為1s22s22p2,有1s、2s、2p3個能級,故核外有3種能量不同的電子;其核外電子運動狀態(tài)由4種因素決定,分別為:a.電子層(主量子數(shù)n);b.電子亞層和電子云的形狀(副量子數(shù)或角量子數(shù)l);c.電子云的伸展方向(磁量子數(shù)m);d.電子的自旋(自旋量子數(shù)ms);
故答案為:3;4;
(2)形成氫鍵的條件有:1.存在與電負性很大的原子A形成強極性鍵的氫原子;2.存在較小半徑、較大電負性、含孤對電子、帶有部分負電荷的原子B(F、O、N);CH4分子間不能形成氫鍵,主要原因是CH4分子中的碳原子不含孤對電子;電負性較小、原子半徑較大;
故答案為:電負性較?。辉影霃捷^大;
(3)二氧化碳水溶液的酸性卻很弱;原因是溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結合成碳酸;
故答案為:溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結合成碳酸(合理即可);
(4)乙二胺中N原子的雜化軌道類型與NH3相同,根據(jù)價層電子對互斥模型分析,中心原子N的價層電子對數(shù)為則軌道雜化類型為sp3;乙二胺通過配位鍵能與Cu2+形成穩(wěn)定的環(huán)狀配離子,Cu2+的配位數(shù)為4,則其結構可表示為
故答案為:sp3;
(5)金剛石熔點高、硬度大,屬于原子晶體;金剛石結構類似甲烷空間構型的正四面體結構,沿其體對角線垂直在紙平面上的投影圖應為規(guī)則的正六邊形,結合其晶胞圖可知應是圖D;金剛石晶胞如圖該晶胞中C原子個數(shù)4+8×+6×=8,金剛石體對角線上的四個原子緊密相連,晶胞棱長a=晶胞體積=a3=所有原子體積=空間占有率=
故答案為:原子;D;
【點睛】
氫鍵的本質:強極性鍵(A-H)上的氫核與電負性很大的、含孤電子對并帶有部分負電荷的原子B之間的靜電作用力?!窘馕觥?4電負性較小原子半徑較大溶于水的二氧化碳分子只有部分與水結合成碳酸(合理即可)sp3原子D21、略
【分析】【分析】
(1)①非金屬性越強電負性越大;分子環(huán)上還有4個C-H將;分子含有13個σ鍵;
②-NO2中N原子有1個未成鍵電子;價層電子對數(shù)=2+1=3;
(2)根據(jù)圖中該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知;該元素第三電離能突變,說明該元素容易失去2個電子,即最外層有兩個電子,則為第IIA族元素Ca;
(3)含有氫鍵的氫化物熔沸點較高;不含氫鍵的氫化物熔沸點隨著分子間作用力增大而增大;
(4)根據(jù)圖知,CO2在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體;原子晶體熔沸點與原子半徑成反比;
(5)①根據(jù)VSEPR理論;孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對之間的斥力,導致鍵合電子對與對鍵合電子對之間的夾角減小;
②吡啶為平面結構;N形成3個共價鍵,未參與成鍵的p軌道有一對電子,參與形成離域大π鍵,每個C原子留有一個p軌道,軌道上留有一個單電子形成大π鍵;
(6)均攤法計算晶胞中Ga、N原子數(shù)目,表示出晶胞的質量,晶胞體積=a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm;結合晶胞質量=晶體密度×晶胞體積計算。
【詳解】
(1)①非金屬性越強電負性越大,故電負性:H<C<N;分子環(huán)上還有4個C-H將,分子含有13個σ鍵,1mol中含有σ鍵的數(shù)目為13NA,故答案為:H<C<N;13NA;
②-NO2中N原子有1個未成鍵電子,價層電子對數(shù)=2+1=3,N原子采取sp2雜化,故答案為:sp2;
(2)由該元素的第一至五電離能數(shù)據(jù)可知,該元素第一二電離能較小,說明容易失去2個電子,即最外層有兩個電子,已知該元素為第四周期的某主族元素,則為第四周期,第IIA族元素Ca,則該元素的基態(tài)原子電子排布式為:1s22s22p63s23p64s2,故答案為:1s22s22p63s23p64s2;
(3)在ⅣA~ⅦA中的氫化物里,NH3、H2O;HF因存在氫鍵;故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點,只有ⅣA族元素氫化物不存在反?,F(xiàn)象,組成與結構相似,相對分子量越大,分子間作用力越大,沸點越高,故曲線a點代表的應是第IVA的氫化物沸點變化;
故答案為:IVA;NH3、H2O;HF因存在氫鍵;沸點高于同主族相鄰元素氫化物的,從而出現(xiàn)沸點反?,F(xiàn)象,只有ⅣA族元素氫化物不存在反?,F(xiàn)象,圖中趨勢線a沒有反?,F(xiàn)象;
(4)該晶體中原子之間通過共價鍵結合,屬于原子晶體,而碳氧鍵的鍵長短,所以該晶體的熔點比SiO2晶體高,故答案為:>;
(5)①根據(jù)VSEPR理論,孤電子對對鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對對鍵合電子對之間的斥力,導致鍵合電子對對鍵合電子對之間的夾角減小,故答案為:孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對之間的斥力,斥力大;
②吡啶為平面結構,N形成3個共價鍵,未參與成鍵的p軌道有一對電子,參與形成離域大π鍵,每個C原子留有一個p軌道,軌道上留有一個單電子形成大π鍵,所以吡啶環(huán)形成5中心6電子的離域大π鍵:故答案為:
(6)晶胞中Ga原子數(shù)目=1+8×=2、N原子數(shù)目=1+4×=2,故晶胞質量=2×g,晶胞體積=a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm,則:2×g=(a×10-7cm×b×10-7cm×sin60°×c×10-7cm)×dg?cm3,解得c=故答案為:【解析】H<C<N13NAsp21s22s22p63s23p64s2IVANH3、H2O、HF因存在氫鍵,沸點高于同主族相鄰元素氫化物的,從而出現(xiàn)沸點反?,F(xiàn)象,只有ⅣA族元素氫化物不存在反?,F(xiàn)象,圖中趨勢線a沒有反?,F(xiàn)象>孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對之間的斥力,斥力大四、計算題(共2題,共16分)22、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結構;層內(nèi)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(nèi)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?!窘馕觥?32:3MgB223、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?!窘馕觥?:6:32b3:a3分子晶體五、有機推斷題(共3題,共6分)24、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為Al元素;F為Cl元素;G為Fe元素;H為Cu元素。
(1)A為碳元素;位于元素周期表第二周期ⅣA族,N元素原子2p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于O元素;O與Cl形成的化合物中O元素表現(xiàn)負價,對鍵合電子的吸引能力更強,故Cl的電負性較小,故答案為二;ⅣA;N;Cl;
(2)N元素與宇宙中含量最豐富的元素形成的最簡單化合物為NH3;分子構型為三角錐形,N元素所形成的單質分子結構式為N≡N,分子σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2,故答案為三角錐形;1∶2;
(3)G為Fe元素,其低價陽離子的離子結構示意圖是F為Cl元素,其原子的價電子軌道表示式為H為Cu元素,其基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,故答案為1s22s22p63s23p63d104s1;
(4)鐵離子與Cu反應生成亞鐵離子與銅離子,反應的離子方程式為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;與E(Al)元素成對角關系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,該元素為Be,其最高價氧化物為Be(OH)2,與氫氧化鈉反應方程式為:Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,故答案為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【點睛】
正
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