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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2025年人教版PEP選修3化學(xué)上冊月考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(xué)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5題,共10分)1、下列能層中,不包含d能級的是()A.1B.4C.5D.62、下列四元素:①C、②N、③F、④O,電負(fù)性由大到小的順序為A.①②③④B.④③②①C.③④②①D.③④①②3、對于A1型最密堆積的描述錯誤的是()A.A1型最密堆積晶體的晶胞也叫面心立方晶胞B.面心立方晶胞的每個頂點上和每個面的中心上都各有一個微粒C.平均每個面心立方晶胞中有14個微粒D.A1型最密堆積可用符號“ABCABC”表示4、下列關(guān)于離子晶體的描述不正確的是A.離子晶體是陽離子和陰離子通過靜電吸引力結(jié)合而成的晶體B.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NalC.硬度:MgO>CaO>BaOD.在氯化鈉晶體中,Na和Cl的配位數(shù)均為65、具有下列性質(zhì)的物質(zhì)可能屬于離子晶體的是A.熔點801℃,易溶于水B.熔點10.31℃,液態(tài)不導(dǎo)電C.熔點112.8℃,能溶于CS2D.熔點97.81℃,固態(tài)能導(dǎo)電評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)6、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)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(xué)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.CH3CH37、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(nèi)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____________。8、依據(jù)原子結(jié)構(gòu)知識回答:
(1)基態(tài)原子的電子排布式是_______________________________;S的價層電子排布式是_________________。
(2)基態(tài)的原子有______個未成對電子,的外圍電子排布圖為______________。
(3)四種元素K、O、中第一電離能最小的是_____,電負(fù)性最大的是______。
(4)下列有關(guān)微粒性質(zhì)的排列順序中,錯誤的是______。
A.元素的電負(fù)性:元素的第一電離能:
C.離子半徑:原子的未成對電子數(shù):9、C60的模型如圖所示,每個碳原子和相鄰的_________個碳原子以小棍結(jié)合。若要搭建一個這樣的模型,需要代表碳原子的小球_________個,需要代表化學(xué)鍵的連接小球的小棍________根。
10、某鹽的組成可表示為3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl?;卮鹣铝袉栴}:
(1)氯原子的電子排布式為________________。
(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_________________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________________。
(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。
①H3O+中心原子的雜化類型為________,NH4+的空間構(gòu)型為________。
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Π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)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π),則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為________。
③圖(b)中虛線代表氫鍵,其中表示式為(NH4+)N—HCl、________、________。11、A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C;D為同周期元素;C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個未成對電子?;卮鹣铝袉栴}:
(1)四種元素中電負(fù)性最大的是______(填元素符號),其中C原子的核外電子排布式為__________。
(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為______和______。
(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物E,E的立體構(gòu)型為______,中心原子的雜化軌道類型為______。
(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為___,中心原子的價層電子對數(shù)為______,單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為_________。
(5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù),a=0.566nm,F(xiàn)的化學(xué)式為______:晶胞中A原子的配位數(shù)為_________;列式計算晶體F的密度(g.cm-3)_____。
12、LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6;LiCl等常用作鋰離子聚合物電池的材料和載體。
回答下列問題:
(1)LiFePO4中Fe的價層電子排布式為___________。
(2)LiPF6、LiAsF6和LiCl中所含的四種非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序為___________。
(3)含氧酸的通式可寫為(HO)mROn,根據(jù)化學(xué)學(xué)科的規(guī)律下列幾種酸中酸性與H3PO4相近的有________。
a.HClOb.HClO3c.H2SO3d.HNO2
(4)通常在電極材料表面進行“碳”包覆處理以增強其導(dǎo)電性。抗壞血酸()常被用作碳包覆的碳源,其易溶于水的原因是____________________,該分子中碳原子的雜化方式為___________。
(5)電池工作時,Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧鏈遷移的過程如圖甲所示(圖中陰離子未畫出)。電解質(zhì)LiPF6或LiAsF6的陰離子結(jié)構(gòu)如圖乙所示(X=P;As)
①從化學(xué)鍵角度看,Li+遷移過程發(fā)生___________(填“物理變化”或“化學(xué)變化”)。
②相同條件,Li+在___________(選填“LiPF6”或“LiAsF6”)中遷移較快,原因是___________。
(6)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。LiCl·3H2O屬正交晶系(長方體形)晶胞參數(shù)為0.72mm;1.0nm、0.56nm。如圖為沿x軸投影的晶胞中所有Cl原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。
①該晶胞中Cl原子的數(shù)目為___________。
②LiCl·3H2O的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則LiCl·3H20晶體的密度為___g·cm-3(列出計算表達(dá)式)。13、按要求回答下列問題:
(1)C;Be、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的應(yīng)用。
①查表得知,Be的電負(fù)性是1.5,Cl的電負(fù)性是3.0,則BeCl2應(yīng)為_______(填離子或共價)化合物。
(2)鎳元素基態(tài)原子的價電子排布式為_______;3d能級上的未成對電子數(shù)為______。
(3)科學(xué)發(fā)現(xiàn),C和Ni、Mg元素的原子形成的晶體也具有超導(dǎo)性,其晶胞的結(jié)構(gòu)特點如圖,則該化合物的化學(xué)式為______,C、Ni、Mg三種元素中,電負(fù)性最大的是______。
評卷人得分三、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共7題,共14分)14、含有的懸濁液可用于檢驗醛基,原理可用下列化學(xué)方程式表示:
(1)基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)中碳原子軌道的雜化類型是________。
(3)分子中鍵與鍵的數(shù)目比________。
(4)廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域,其晶胞為立方體(見下圖),晶胞中原子的配位數(shù)為________。
(5)可溶于氨水生成配離子。研究發(fā)現(xiàn),與的空間構(gòu)型相同,而卻難以與形成配離子,其原因是________。15、(一)Na;Cu、O、Si、S、Cl是常見的六種元素.
(1)Na位于元素周期表第__周期第__族;S的基態(tài)原子核外有__個未成對電子;
Si的基態(tài)原子核外電子排布式為__.
(2)用“>”或“<”填空:
。第一電離能離子半徑熔點酸性Si______SO2-______Na+NaCl______SiH2SO4__________HClO4
(3)ClO2常用于水的凈化,工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。寫出該反應(yīng)的離子方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目___
(二).某元素的原子序數(shù)為33;請回答:
(1)該元素原子核外有_______個電子層,______個能級,______個原子軌道。
(2)它的最外層電子排布式為____________,它的電子排布式為________,軌道表示式為_______________。16、2019年諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給三位開發(fā)鋰離子電池的科學(xué)家。鋰離子電池正極材料是決定其性能的關(guān)鍵.
(1)錳酸鋰(LiMn2O4)電池具有原料成本低、合成工藝簡單等優(yōu)點。Li+能量最低的激發(fā)態(tài)離子的電子排布圖為________,該晶體結(jié)構(gòu)中含有Mn4+,基態(tài)Mn4+核外價層電子占據(jù)的軌道數(shù)為__________________個。
(2)磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池安全、充電快、使用壽命長,其中P原子的雜化方式為__________________,陰離子的空間結(jié)構(gòu)為__________________。
(3)三元正極材料摻雜Al3+可使其性能更優(yōu),第四電離能:Mn__________________Al(填“大于”“小于”),原因是__________________。
(4)鉍化鋰被認(rèn)為是很有潛力的正極材料;晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①晶胞可以看作是由鉍原子構(gòu)成的面心立方晶格,鋰原子填充在其中的四面體和八面體空隙處。晶體的化學(xué)式為__________________,圖中鉍原子坐標(biāo)參數(shù):A為(0,0,0),B為(0,1,1),C為__________________。
②若晶胞參數(shù)為anm,則鉍原子的半徑為__________________nm,八面體間隙中的鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為__________________nm。17、以氮化鎵(GaN);砷化鎵(GaAs)為代表的第三代半導(dǎo)體材料目前已成為全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點;如砷化鎵燈泡壽命是普通燈泡的100倍,而耗能即為10%,推廣砷化鎵等發(fā)光二極管(LED)照明,是節(jié)能減排的有效舉措。請回答下列問題:
(1)基態(tài)鎵原子的價電子排布式為___。
(2)鎵失去電子的逐級電離能(單位:kJ·mol-1)的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192,由此可推知鎵的主要化合價為__和+3。砷的電負(fù)性比鎵__(填“大”或“小”)。
(3)比較下列鎵的鹵化物的熔點和沸點,GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點依次升高,分析其變化原因:__。鎵的鹵化物GaCl3GaBr3GaI3熔點/℃77.75122.3211.5沸點/℃201.2279346
GaF3的熔點超過1000℃,可能的原因是__。
(4)①砷化鎵是將(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金屬有機物化學(xué)氣相淀積)方法制備得到的,該反應(yīng)在700℃進行,反應(yīng)的方程式為:___。
②反應(yīng)物AsH3分子的幾何構(gòu)型為__,(CH3)3Ga中鎵原子雜化方式為__。
(5)砷化鎵熔點為1238℃,立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)為a=565pm,As的配位數(shù)為__,晶體的密度為__(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,列出算式即可)g·cm-3。
18、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為_________________。
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分子。其中H、C、O、S的電負(fù)性由大到小的順序為____________;N、O、S的第一電離能由大到小的順序為________________。
(4)干冰可用于人工降雨。其熔點低于金剛石的原因為___________;若干冰的密度為1.56g/cm3,立方晶胞參數(shù)為0.57nm,則每個晶胞實際占用CO2的數(shù)目為_______。19、釹鐵硼磁鐵是目前為止具有最強磁力的永久磁鐵。生產(chǎn)釹鐵硼磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹;高純鐵、鋁、硼等。回答下列問題:
(1)釹(Nd)為60號元素,在周期表中位于第_________周期?;鶓B(tài)硼原子中占據(jù)最高能級的電子,電子云輪廓圖形狀為_______。鐵離子的電子排布式__________________
(2)實驗測得AlCl3的實際存在形式為Al2Cl6;其分子的球棍模型如下圖所示:
①分子中A1原子采取____雜化。Al2Cl6屬于____分子(填“極性”或“非極性”)。
②AlCl3與過量NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)4],[A1(OH)4]-中存在的化學(xué)鍵有_________(填選項字母)。
A.離子鍵B.共價鍵C.配位鍵D.金屬鍵E.氫鍵。
(3)工業(yè)上可用電解熔融的FeO、Fe2O3冶煉高純鐵?;鶓B(tài)Fe2+的價電子排布圖(軌道表達(dá)式)為______________;用物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識說明Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因:________________________。
(4)氮化鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個數(shù)之比為_____。
(5)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知:氧化亞鐵晶體的密度為ρg·cm—3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中,與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為_________;Fe2+與O2—的最短核間距為_____________pm。20、Ge;Na及其化合物在航空航天、電子工業(yè)上有重要應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)基態(tài)Ge原子價層電子的排布式為___,其電子填充的最高能級的軌道數(shù)為___。電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為___形。
(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是___。
(3)硼氫化鈉(NaBH4)是有機化學(xué)中的一種常用還原劑,[BH4]-的空間構(gòu)型是__,中心原子的雜化形式為___。NaBH4中存在___(填標(biāo)號)。
A.離子鍵B.σ鍵C.π鍵D.氫鍵。
(4)NaC1是離子晶體;其晶格能可通過下圖的循環(huán)計算得到。
△H(晶格能)=___。
(5)Na2O的立方晶胞如圖所示,氧離子采取面心立方堆積,鈉離子填在由氧離子形成的__空隙中。已知晶胞邊長a=0.566nm,晶胞中O原子的配位數(shù)為__;該晶體的密度是___g·cm-3(列出計算表達(dá)式)。
評卷人得分四、有機推斷題(共4題,共28分)21、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(guān)信息如下表:。元素相關(guān)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(xué)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(fù)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)反應(yīng)的離子方程式為_________________;與E元素成對角線關(guān)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(zhì)與D元素的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式:_________________。22、元素A;B、C、D都是短周期元素;A元素原子的2p軌道上僅有兩個未成對電子,B的3p軌道上有空軌道,A、B同主族,B、C同周期,C是同周期中電負(fù)性最大的,D的氣態(tài)氫化物的水溶液能使無色酚酞試液變紅。試回答:
(1)A的價電子軌道排布圖為______________________________;B的電子排布式為_________;C的價電子排布式為____________;D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________。
(2)已知D與H原子能形成一種高能量的分子D2H2,其中D原子滿足8電子結(jié)構(gòu)特征,則該分子的電子式為_____________,含有_____個σ鍵和_____個π鍵。
(3)B的原子核外電子運動狀態(tài)________有多少種,原子軌道數(shù)為______,能級數(shù)__________,電子占據(jù)的最高能層符號為_________。
(4)四種元素最高價氧化物水化物酸性由強到弱的是(用對應(yīng)化學(xué)式回答)____________________。23、短周期元素W;X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大。金屬元素W是制備一種高效電池的重要材料;X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,元素Y是地殼中含量最豐富的金屬元素,Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。
(1)W元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、_______種不同能量的電子。
(2)元素Z與元素X形成共價化合物XZ2是________(選填“極性”或“非極性”)分子,其電子式為________________。
(3)Y原子的最外層電子排布式為________________,Y元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物的電離方程式為________________________________________________。
(4)兩種非金屬元素中,非金屬性較強的元素是_______(寫元素符號),試寫出一個能說明這一事實的化學(xué)方程式______________________________。24、有A、B、D、E、F、G六種前四周期的元素,A是宇宙中最豐富的元素,B和D的原子都有1個未成對電子,B+比D少一個電子層,D原子得一個電子填入3p軌道后,3p軌道全充滿;E原子的2p軌道中有3個未成對電子,F(xiàn)的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4。R是由B、F兩元素形成的離子化合物,其中B+與F2-離子數(shù)之比為2∶1。G位于周期表第6縱行且是六種元素中原子序數(shù)最大的。請回答下列問題:
(1)D元素的電負(fù)性_______F元素的電負(fù)性(填“>”;“<”或“=”)。
(2)G的價電子排布圖_________________________________。
(3)B形成的晶體堆積方式為________,區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進行_______實驗。
(4)D-的最外層共有______種不同運動狀態(tài)的電子,有___種能量不同的電子。F2D2廣泛用于橡膠工業(yè),各原子均滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),F2D2中F原子的雜化類型是___________,F2D2是______分子(填“極性”或“非極性”)。
(5)A與E形成的最簡單化合物分子空間構(gòu)型為_____,在水中溶解度很大。該分子是極性分子的原因是_____。
(6)R的晶胞如圖所示,設(shè)F2-半徑為r1cm,B+半徑為r2cm。試計算R晶體的密度為______。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示;寫表達(dá)式,不化簡)
評卷人得分五、實驗題(共1題,共9分)25、現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。評卷人得分六、工業(yè)流程題(共1題,共10分)26、飲用水中含有砷會導(dǎo)致砷中毒,金屬冶煉過程產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。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_______;AsH3的電子式為______;
(2)下列說法正確的是_________;
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__________(填化學(xué)式);
(4)“一級沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________;
(6)關(guān)于地下水中砷的來源有多種假設(shè),其中一種認(rèn)為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導(dǎo)致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、A【分析】【詳解】
從第三能層開始,出現(xiàn)d能級,第一能層只有s能級,不包含d能級,故選A。2、C【分析】【詳解】
一般來說;同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸變大;因此電負(fù)性由大到小的順序為F>O>N>C,C符合題意;
答案選C。3、C【分析】【詳解】
A.A1型最密堆積晶體的晶胞中微粒位于晶胞的每個頂點和面心;所以也叫面心立方晶胞,A正確;
B.面心立方晶胞的每個頂點上和每個面的中心上都各有一個微粒;B正確;
C.根據(jù)均攤法,平均每個面心立方晶胞中有=4個微粒;C錯誤;
D.面心立方晶胞在三維空間里以密置層采取ABCABC堆積;D正確;
故答案為C。4、A【分析】【詳解】
A.陰陽離子通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫離子鍵;靜電作用既有吸引又有排斥,故A錯誤;
B.四種物質(zhì)所帶電荷相同,由于離子半徑:F-<Cl?<Br-<I-,因此晶格能:NaI<NaBr<NaCl<NaF;故B正確;
C.原子半徑Ba>Ca>Mg;原子半徑越大,鍵能越小,硬度越小,故C正確;
D.NaCl為面心立方結(jié)構(gòu),鈉離子的配位數(shù)為6,Cl-的配位數(shù)是6;故D正確;
答案選A。
【點睛】
本題考查較為綜合,涉及晶體的類型以及性質(zhì)的判斷,為高頻考點,側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累,難度不大。5、A【分析】【分析】
離子晶體是陰陽離子通過離子鍵結(jié)合形成的晶體;一般具有熔點較高;硬度較大、難揮發(fā)等特點,固態(tài)不導(dǎo)電,一般易溶于水,其水溶液或熔融狀態(tài)能導(dǎo)電。
【詳解】
A項,熔點801℃、易溶于水,符合離子晶體的特點,故A正確;B項,熔點10.31℃,較低,液態(tài)不導(dǎo)電是共價化合物,不可能是離子晶體,故B錯誤;C項,熔點112.8℃,較低,能溶于CS2,應(yīng)為分子晶體,故C錯誤;D項,離子晶體一般熔點較高、固態(tài)不導(dǎo)電,故D錯誤。綜上所述,符合題意的選項為A。二、填空題(共8題,共16分)6、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(jié)構(gòu)。
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(xué)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(jié)構(gòu);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?!窘馕觥竣?4②.8③.XY2④.12⑤.109°28′⑥.D7、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(jù)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(nèi)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S8、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理;寫出核外電子排布式;
(2)根據(jù)核外電子排布式回答;
(3)根據(jù)元素周期律中第一電離能和電負(fù)性的遞變規(guī)律回答;
(4)根據(jù)元素周期律判斷。
【詳解】
(1)元素為14號元素,原子核外有14個電子,則核外電子排布式為:S元素為16號元素,原子核外有16個電子,所以核外電子排布式為:則S的價層電子排布式為:
(2)為26號元素,原子核外有26個電子,F(xiàn)e基態(tài)原子電子排布式為則原子有4個未成對電子;Fe元素的價電子為3d和4s上電子,亞鐵離子核外有24個電子,的外圍電子排布式為其外圍電子排布圖為
(3)元素的金屬性越強,其第一電離能越小,則四種元素K、O、中K的第一電離能最??;元素的非金屬性越強;其電負(fù)性越大,所以F的電負(fù)性最大;
(4)A.得電子能力所以元素的電負(fù)性故A正確;
B.C的電子排布式:N的電子排布式:p軌道處于半充滿狀態(tài),O的電子排布式:第一電離能應(yīng)該是N的最大,則元素的第一電離能:故B錯誤;
C.電子層數(shù)相同核電荷數(shù)越多半徑越小,則離子半徑:故C正確;
D.Mn、Si、Cl原子的未成對電子數(shù)分別為5、2、1,即原子的未成對電子數(shù):故D正確;
故答案為B?!窘馕觥?KFB9、略
【分析】【詳解】
由圖中可以看出,在C60的模型中每一個碳原子和相鄰的三個碳原子相結(jié)合,從化學(xué)式C60可以看出每個C60分子由60個碳原子構(gòu)成,而每一個小球代表一個碳原子,所以小球的個數(shù)應(yīng)為60個,每個小球與三個小棍連接,而每個小棍都計算兩次,故小棍的數(shù)目應(yīng)為:(60×3)/2=90;故答案為3、60、90?!窘馕觥?609010、略
【分析】【詳解】
(1)、氯原子的核電荷數(shù)為17,其電子排布式為1s22s22p63s23p5;
(2);周期元素隨核電荷數(shù)依次增大;原子半徑逐漸變小,故結(jié)合1個電子釋放出的能量依次增大,氮原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有穩(wěn)定性;
故答案為同周期元素隨核電荷數(shù)增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個電子釋放出的能量(E1)依次增大;N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài);具有穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個電子;
(3)①H3O+中價層電子對數(shù)都是3且含有一對孤電子對,所以為三角錐形結(jié)構(gòu),中心原子的雜化類型為sp3雜化,NH中價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對;其空間構(gòu)型為正四面體;
②3[H3ON5]·3[NH4N5]·NH4Cl中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為5個,根據(jù)已知信息,N中參與形成大π鍵的原子數(shù)為5,形成大π鍵的電子數(shù)為6,所以N中的大π鍵表示為Π
③圖(b)中虛線代表氫鍵,其中表示式為(NH)N—HCl、(H3O+)O—HN(N)、(NH)N—HN(N);
故答案為sp3雜化;正四面體;5;Π(H3O+)O—HN(N);(NH)N—HN(N)?!窘馕觥?s22s22p63s23p5同周期元素隨核電荷數(shù)增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個電子釋放出的能量(E1)依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個電子sp3雜化正四面體5Π(H3O+)O—HN(N)(NH)N—HN(N)11、略
【分析】【分析】
C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,應(yīng)為P元素,C、D為同周期元素,則應(yīng)為第三周期元素,D元素最外層有一個未成對電子,應(yīng)為Cl元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素,B為Na元素。
【詳解】
(1)四種元素分別為O、Na、O、Cl,電負(fù)性最大的為O元素,C為P元素,核外電子排布為1s22s22p63s23p3;
(2)A為O元素,有O2、O3兩種同素異形體,二者對應(yīng)的晶體都為分子晶體,因O3相對原子質(zhì)量較大;則范德華力較大,沸點較高,A的氫化物為水,為分子晶體,B的氫化物為NaH,為離子晶體;
(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1:3的化合物為PCl3,P形成3個δ鍵,孤電子對數(shù)為(5-3×1)/2=1,則為sp3雜化;立體構(gòu)型為為三角錐形;
(4)化合物D2A為Cl2O,O為中心原子,形成2個δ鍵,孤電子對數(shù)為(6-2×1)/2=2,則中心原子的價層電子對數(shù)為4,立體構(gòu)型為V形,氯氣與濕潤的Na2CO3反應(yīng)可制備Cl2O,反應(yīng)的方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能夠形成化合物F為離子化合物,陰離子位于晶胞的頂點和面心,陽離子位于晶胞的體心,則Na的個數(shù)為8,O的個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,N(Na):N(O)=2:1,則形成的化合物為Na2O,晶胞中O位于頂點,Na位于體心,每個晶胞中有1個Na與O的距離最近,每個定點為8個晶胞共有,則晶胞中O原子的配位數(shù)為8,晶胞的質(zhì)量為(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的體積為(0.566×10-7)cm3,則晶體F的密度為=2.27g?cm-3?!窘馕觥縊1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)O3O3相對分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體離子晶體三角錐形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)Na2O8=2.27g?cm-312、略
【分析】【詳解】
(1)26Fe的價層電子為最外層加上次外層d能級上的電子,所以價層電子為排布式為3d64s2,那么LiFePO4中Fe顯+2價,失去最外層電子,LiFePO4中Fe的價層電子排布式為3d6;答案為3d6。
(2)同周期自左而右電負(fù)性增大;同主族自上而下電負(fù)性減?。还孰娯?fù)性:F>P>As>Li;答案為F>P>As>Li。
(3)H3PO4可改寫為(HO)3PO1;非羥基氧原子數(shù)為1;
a.HClO可改寫為(HO)ClO0;非羥基氧原子數(shù)為0;
b.HClO3可改寫為(HO)ClO2;非羥基氧原子數(shù)為2;
c.H2SO3可改寫為(HO)2SO1;非羥基氧原子數(shù)為1;
d.HNO2可改寫為(HO)NO1;非羥基氧原子數(shù)為1;
非羥基氧原子數(shù)相同,酸性相近,故cd與H3PO4的非羥基氧原子數(shù)相同;酸性相近;答案為cd。
(4)抗壞血酸分子中含有多個羥基,可以與水分子形成分子間氫鍵;由抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)可知該分子中存在碳碳雙鍵和碳碳單鍵,則碳原子的雜化方式有兩種sp2、sp3;答案為抗壞血酸分子含有多個羥基,與水形成分子間氫鍵,sp2、sp3。
(5)①從圖甲看出;Li+遷移過程生成了新物質(zhì),發(fā)生了化學(xué)變化;答案為化學(xué)變化。
②因為PF6-的半徑比AsF6-的小,PF6-與Li+的作用力就比AsF6-的強,遷移速度就慢;答案為LiAsF6;PF6-的半徑比AsF6-的小,PF6-與Li+的作用力就比AsF6-的強;遷移速度就慢。
(6)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.2,0.5)的Cl原子位于晶胞體內(nèi),原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0.3,0.5)及(1.0,0.3,0.5)的Cl原子分別位于晶胞的左側(cè)面、右側(cè)面上,原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.8,1.0)及(0.5,0.8,0)的Cl原子分別位于晶胞的上底面、下底面,原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0.7,1.0)及(1.0,0.7,1.0)(0,0.7,0)及(1.0,0.7,0)的Cl原子位于晶胞平行于y軸的棱上,則晶胞中Cl原子數(shù)目為:1+4×+4×=4,根據(jù)Cs守恒有n(LiCl?3H2O)=n(Cl)=mol,晶胞的質(zhì)量m=nM=g,晶胞體積V=abc×10-27cm3=0.72×1.0×0.56×10-27cm3,晶體密度ρ===(g?cm-3);答案為:4,【解析】①.3d6②.F>Cl>P>As③.cd④.抗壞血酸分子含有多個羥基,與水形成分子間氫鍵⑤.sp2、sp3⑥.化學(xué)變化⑦.LiAsF6⑧.AsF6-的半徑比PF6-的大,AsF6-與Li+的作用力比PF6-弱⑨.4⑩.13、略
【分析】【詳解】
(1)Be的電負(fù)性是1.5,Cl的電負(fù)性是3.0,Cl與Be電負(fù)性差值為1.5,電負(fù)性差值大于1.7的化合物為離子化合物,小于1.7的化合物為共價化合物,則BeCl2應(yīng)為共價化合物;
(2)鎳是28號元素,按照能量最低原理,鎳元素基態(tài)原子的核外電子排布式為:[Ar]3d84s2,價電子排布式為3d84s2;3d能級上的未成對電子數(shù)為2;
(3)根據(jù)晶胞可知,C位于體心,C的個數(shù)為1,Ni位于6個面心,Ni的個數(shù)為6=3,Mg位于8個頂點,Mg的個數(shù)為8=1,則該化合物的化學(xué)式為MgCNi3,C、Ni、Mg三種元素中,Ni、Mg都是金屬元素,C為非金屬元素,電負(fù)性最大的是C?!窘馕觥竣?共價②.3d84s2③.2④.MgCNi3⑤.C三、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共7題,共14分)14、略
【分析】【分析】
(1)Cu核外有29個電子,Cu失去最外層1個電子生成
(2)中,甲基中碳原子形成4個鍵,羧基中的碳原子形成3個鍵;
(3)單鍵全是鍵,雙鍵中有1個鍵和1個鍵;
(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu);黑球表示Cu原子;白球表示O原子;
(5)元素的電負(fù)性(或吸引電子的能力)強于元素;
【詳解】
(1)Cu核外有29個電子,Cu核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,Cu失去最外層1個電子生成基態(tài)核外電子排布式為
(2)中,甲基中碳原子形成4個鍵,無孤電子對,軌道的雜化類型是羧基中的碳原子形成3個鍵,無孤電子對,軌道的雜化類型是
(3)單鍵全是鍵,雙鍵中有1個鍵和1個鍵;的結(jié)構(gòu)式是分子中鍵與鍵的數(shù)目比6∶1;
(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),黑球表示Cu原子、白球表示O原子,晶胞中原子的配位數(shù)為4;
(5)因為元素的電負(fù)性(或吸引電子的能力)強于元素,導(dǎo)致中的氮原子難以提供孤電子對與形成配位鍵,所以難以與形成配離子?!窘馕觥浚ɑ颍?因為元素的電負(fù)性(或吸引電子的能力)強于元素,導(dǎo)致中的氮原子難以提供孤電子對與形成配位鍵15、略
【分析】【詳解】
(一);
(1)Na元素位于元素周期表第三周期第IA族;S的基態(tài)原子核外未成對電子處于3p軌道,共2個未成對電子;Si原子核外電子數(shù)為14,核外電子基態(tài)排布式為1s22s22p63s23p2;
故答案為三;IA;2;1s22s22p63s23p2。
(2)同一周期元素,隨著原子序數(shù)的增加,原子核對核外電子的吸引力增強,第一電離能增大,所以第一電離能:S>Si;核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以離子半徑:O2->Na+;一般來說,原子晶體(Si)的熔點高于離子晶體(NaCl)的熔點,故熔點:Si>NaCl;元素的非金屬性越強,元素最高價氧化物的水化物的酸性越強,因為非金屬性Cl>S,所以酸性:HClO4>H2SO4;
故答案為<;>;<;<。
(3)Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,本身被還原為氯離子,1個氯氣分子反應(yīng)得到2個電子,因此離子方程式、電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目表示為
故答案為
(二);
(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出33號元素的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3;所以該元素原子核外有4個電子層,有8個能級,該元素原子中被電子占據(jù)的軌道,s軌道有4個,p軌道有3×3=9個,d軌道有5個,所以占據(jù)的原子軌道總共有18個,故答案為4;8;18。
(2)該元素的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3,最外層電子排布式為4s24p3,軌道表示式為故答案為4s24p3;1s22s22p63s23p63d104s24p3;【解析】①.三②.IA③.2④.1s22s22p63s23p2⑤.<⑥.>⑦.<⑧.<⑨.⑩.4?.8?.18?.4s24p3?.1s22s22p63s23p63d104s24p3?.16、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理寫出Li+能量最低的激發(fā)態(tài)離子核外電子排布圖;核外價層電子占據(jù)的軌道數(shù);
(2)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷出價層電子對數(shù);確定陰離子的空間結(jié)構(gòu);
(3)根據(jù)Mn;Al失去的第4個電子后的結(jié)構(gòu)判斷;
(4)①鋰原子的個數(shù)位于棱上,個數(shù)為鉍原子位于頂點和面心,個數(shù)為得到化學(xué)式為:Li3Bi;根據(jù)圖示找到C的坐標(biāo)參數(shù);
②若晶胞參數(shù)為anm,則鉍原子的半徑為4r=a,八面體間隙中的鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為體對角線的
【詳解】
(1)鋰是3號元素,鋰離子的核外電子排布式為1s2,Li+能量最低的激發(fā)態(tài)離子,將1s上的一個電子激發(fā)到能量僅比1s高的電子軌道2s,其電子排布圖為Mn4+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3;價電子占據(jù)的軌道名稱為3d,軌道數(shù)為3個;
(2)磷酸根的價層電子對數(shù)為4+=4對,P原子的雜化方式為sp3雜化;陰離子沒有孤對電子,空間結(jié)構(gòu)為正四面體;
(3)Mn、Al失去的第4個電子分別是3d4、2p6上的電子,2p6為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu);故第四電離能:Mn小于Al;
(4)①鋰原子的個數(shù)位于棱上,個數(shù)為鉍原子位于頂點和面心,個數(shù)為得到化學(xué)式為:Li3Bi;根據(jù)圖示找到C的坐標(biāo)參數(shù)(1,);
②若晶胞參數(shù)為anm,則鉍原子的半徑為4r=anm,r=nm,八面體間隙中的鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為體對角線的體對角線的長度為八面體間隙中的鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為【解析】①.②.3③.sp3④.正四面體⑤.小于⑥.Mn、Al失去的第4個電子分別是3d4、2p6上的電子,2p6為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)⑦.Li3Bi(或BiLi3)⑧.(1,)⑨.⑩.17、略
【分析】【詳解】
(1)基態(tài)鎵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1,則其價電子排布式為4s24p1。答案為:4s24p1;
(2)鎵的第一電離能比第二電離能要小得多,由此可推知鎵的主要化合價為+1價。砷的價電子排布式為4s24p3,鎵的價電子排布式為4s24p1;則二者同周期且砷在鎵的右邊,電負(fù)性砷大。答案為:大;
(3)鎵的鹵化物的熔點都比較低,則應(yīng)形成分子晶體,GaCl3、GaBr3、GaI3的沸點依次升高,其變化原因是GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增強。答案為:GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體;結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增強;
GaF3的相對分子質(zhì)量最小,但其熔點超過1000℃,則不適合用分子晶體解釋,可能的原因是GaF3為離子晶體。答案為:GaF3為離子晶體;
(4)①在700℃時,(CH3)3Ga和AsH3反應(yīng),生成GaAs等,反應(yīng)的方程式為(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4。答案為:(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4;
②反應(yīng)物AsH3分子的幾何構(gòu)型與NH3類似,則為三角錐形,(CH3)3Ga中鎵原子的價層電子對數(shù)為3,且無孤對電子,由此可得出雜化方式為sp2。答案為:三角錐形;sp2;
(5)從晶胞結(jié)構(gòu)圖中可以看出,As周圍有4個Ga原子,則配位數(shù)為4。1個晶胞中含有4個GaAs,由此可求出1個晶胞的質(zhì)量,再由晶胞參數(shù),即可求出晶胞的體積,從而求出晶體的密度為=g·cm-3。
答案為:4;
【點睛】
在判斷GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點依次升高的原因時,需從表中數(shù)據(jù)分析原因,切不可忽視表中數(shù)據(jù),武斷地認(rèn)為它們都是金屬的鹵化物,應(yīng)形成離子晶體。若從晶格能解釋,就難以找到原因。【解析】①.4s24p1②.+1③.大④.GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增強⑤.GaF3為離子晶體⑥.(CH3)3Ga+AsH3GaAs+3CH4⑦.三角錐形⑧.sp2⑨.4⑩.18、略
【分析】【分析】
(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射實驗;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原子形成共價單鍵為sp3雜化,形成共價雙鍵為sp2雜化;加成判斷;
②共價單鍵都是鍵,共價雙鍵一個是鍵;一個是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;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;可計算晶胞質(zhì)量,然后結(jié)合其相對分子質(zhì)量計算含有的分子數(shù)目。
【詳解】
(1)區(qū)分晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射實驗;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-射線衍射實驗;
C原子核外有6個電子,核外電子排布式為1s22s22p2;由于一個軌道最多可容納2個自旋方向相反的電子,2p軌道有3個,這2個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,在一個咖啡因分子中含有的鍵數(shù)目是25個,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的非金屬性強弱順序為:O>S>C>H;元素的非金屬性越強,其電負(fù)性越大,所以這四種元素的電負(fù)性由大到小的順序為:O>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原子間以強烈的共價鍵結(jié)合,斷裂消耗較高能量,所以其熔沸點比干冰高;
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,則每個晶胞實際占用CO2的數(shù)目為N(CO2)==4。
【點睛】
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算等知識,較全面的考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識。掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識,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-射線衍射實驗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,原子間以共價鍵結(jié)合,范德華力比共價鍵弱,導(dǎo)致干冰的熔點比金剛石低。⑩.419、略
【分析】【詳解】
(1)釹(Nd)為60號元素,在周期表中位于第六周期?;鶓B(tài)硼原子中占據(jù)的最高能級為2p,電子云輪廓圖形狀為啞鈴形或紡錘形。鐵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,形成離子優(yōu)先失去最外層電子,故鐵離子的電子排布式1s22s22p63s23p63d5;
(2)①Al2Cl6分子中每個鋁原子與四個氯原子形成共價鍵,故A1原子采取sp3雜化。Al2Cl6分子中正負(fù)電荷中心重合,則Al2Cl6屬于非極性分子;
②Al最外層的空軌可以接受氧原子提供的孤對電子形成配位鍵,O和H之間形成極性共價鍵,故選BC;
(3)基態(tài)Fe2+的價電子排布式為3d6,則價電子排布圖(軌道表達(dá)式)為Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d軌道是半充滿;比較穩(wěn)定;
(4)氮化鐵晶胞為六棱柱,頂點貢獻(xiàn)率為棱點貢獻(xiàn)率為面點貢獻(xiàn)率為觀察晶胞可知,12個鐵原子位于頂點,2個點位于面心,3個鐵位于體內(nèi)。2個氮位于體內(nèi)。則1個晶胞含鐵微粒數(shù)為12+2+3=6;含氮微粒數(shù)為2,則該晶體中鐵;氮的微粒個數(shù)之比為6:2=3:1;
(5)觀察圖2可知,上、中、下三層各4個氧離子(共12個氧離子)與中心的氧離子緊鄰且等距離,而氧化亞鐵晶體中氧離子、亞鐵離子個數(shù)比為1:1,所以與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為12個。1個氧化亞鐵晶胞含F(xiàn)e2+數(shù)目為8+6=4,含O2—數(shù)目為12+1=4,所以,1個氧化亞鐵晶胞含4個“FeO”,設(shè)Fe2+與O2—的最短核間距為dpm,有ρ=解得d=pm?!窘馕觥苛?啞鈴形或紡錘形1s22s22p63s23p63d5sp3非極性BCFe3+的3d軌道是半充滿3:11220、略
【分析】【分析】
(1)Ge是32號元素;有4個價電子,根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫電子排布圖,其電子填充的最高能級為4p能級,它的軌道數(shù)為3,形狀為紡錘(或啞鈴)。
(2)Ge與C是同族元素;C原子之間可以形成雙鍵;叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,它們屬于同族元素,半徑逐漸增大,難以形成雙鍵。
(3)[BH4]-單位空間構(gòu)型要算孤電子對數(shù)和成鍵電子對數(shù),相加算出價層電子對數(shù),由于沒有孤對電子,得到VSEPR模型就是該分子的立體構(gòu)型,為正四面體,[BH4]-中B原子孤電子對數(shù)==0,價層電子對數(shù)=4+0=4,VSEPR模型為正四面體,沒有孤電子對,空間構(gòu)型為正四面體,價層電子對數(shù)為4,則雜化方式為sp3,根據(jù)NaBH4的晶體類型;可判斷出晶體中含有共價鍵(σ鍵)和離子鍵。
(4)利用晶格能的定義和蓋斯定律算出△H;
①Na(g)+Cl(g)=Na+(g)+Cl?(g)△H1
②Na(g)+Cl(g)=Na(s)+Cl2(g)△H2
③Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)△H3
②+③-①可得:Na+(g)+Cl?(g)=NaCl(s),由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)為放熱,△H<0算出△H=-(△H1-△H2-△H3),故晶格能為△H1-△H2-△H3。
(5)Na2O晶胞中陰離子O2-位于晶胞的頂點和面心,陽離子Na+位于晶胞的體心,根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)判斷配位數(shù),O2-半徑大于Na+;據(jù)此計算質(zhì)量和體積,進而計算密度。
【詳解】
(1)Ge是32號元素,位于第四周期第IVA族,基態(tài)Ge原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2;原子價層電子的排布式為4s24p2;其電子填充的最高能級4p,4p能級有三個軌道,4p軌道是啞鈴型或紡錘形的;
故答案為4s24p2;3;紡錘(或啞鈴);
(2)Ge原子半徑大;難以通過“肩并肩”方式形成π鍵;
答案為:鍺元素原子半徑大;難以通過“肩并肩”方式形成π鍵;
(3)[BH4]-中B原子孤電子對數(shù)==0,價層電子對數(shù)=4+0=4,VSEPR模型為正四面體,沒有孤電子對,空間構(gòu)型為正四面體,B原子雜化方式為:sp3,Na+、[BH4]-離子之間形成離子鍵,[BH4]-中B原子與H原子之間形成普通共價鍵;配位鍵;均屬于σ鍵;
故答案為正四面體;sp3;AB;
(4)晶格能是指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,使離子晶體變成氣態(tài)正離子和氣態(tài)負(fù)離子時所吸收的能量NaCl晶格能是Na+、Cl?氣態(tài)離子形成1molNaCl晶體釋放的能量;故NaCl的晶格能。
根據(jù)圖示,需求出Na+(g)+Cl?(g)=NaC1(s)的焓變;就是晶格能;
已知①Na(g)+Cl(g)=Na+(g)+Cl?(g)△H1
②Na(g)+Cl(g)=Na(s)+Cl2(g)△H2
③Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s)△H3
②+③-①可得:Na+(g)+Cl?(g)=NaCl(s),由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)為放熱,△H<0,則△H=-(△H1-△H2-△H3),故晶格能為△H1-△H2-△H3;
故答案為△H1-△H2-△H3;
(5)Na2O晶胞中陰離子O2-位于晶胞的頂點和面心,陽離子Na+位于晶胞的體心,從圖中可以得知,鈉離子填在由氧離子形成的四面體空隙中,根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)判斷配位數(shù),Na+的個數(shù)為8,O2-的個數(shù)為8×+6×=4,據(jù)此計算質(zhì)量和體積,進而計算密度.晶胞中O位于頂點,Na位于體心,每個晶胞中有1個Na與O的距離最近,每個定點為8個晶胞共有,則晶胞中O原子的配位數(shù)為8,Na的個數(shù)為8,O的個數(shù)為8×+6×=4,晶胞的質(zhì)量為==晶胞的體積為(0.566×10?7)3cm3,則晶體的密度為==
答案為:四面體;8;【解析】4s24p23紡錘(或啞鈴)鍺元素原子半徑大,難以通過“肩并肩”方式形成π鍵正四面體sp3AB△H1-△H2-△H3四面體8四、有機推斷題(共4題,共28分)21、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(jié)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(fù)價,對鍵合電子的吸引能力更強,故Cl的電負(fù)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(gòu)型為三角錐形,N元素所形成的單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)生成亞鐵離子與銅離子,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;與E(Al)元素成對角關(guān)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(yīng)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】
正確判斷元素的種類是解答本題的關(guān)鍵。本題的易錯點為(1)中第一電離能的判斷,要注意電離能突躍的原因;(4)中方程式的書寫,要注意呈兩性的物質(zhì)是氫氧化鈹,可以模仿氫氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)書寫方程式,注意鋁和鈹?shù)幕蟽r的不同。【解析】二ⅣANCl三角錐1∶21s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s12Fe3++3Cu=2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O22、略
【分析】【詳解】
元素A、B、C、D都是短周期元素,A元素原子的2p軌道上只有兩個電子,則A的外圍電子排布為2s22p2,故A為C元素;B的3p軌道上有空軌道,則B的外圍電子排布為3s23p1或3s23p2;A;B同主族,故B為Si元素;B、C同周期,C是本周期中電負(fù)性最大的,故C為Cl元素;D的氣態(tài)氫化物的水溶液能使無色酚酞試液變紅,則D為氮元素。
(1)A為6號的C元素,基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p2,價電子軌道排布圖為B為14號Si元素,電子排布式為1s22s22p63s23p2;C為17號Cl元素,基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p5,價電子排布式為3s23p5;D為7號氮元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)D與H原子能形成一種高能量的分子N2H2,其中D原子滿足8電子結(jié)構(gòu)特征,則該分子的電子式為根據(jù)結(jié)構(gòu)可知,含有3個σ鍵和1個π鍵;
(3)B的電子排布式為1s22s22p63s23p2;原子核外電子運動狀態(tài)有14種;原子軌道數(shù)為8,能級數(shù)5,電子占據(jù)的最高能層符號為M;
(4)元素非金屬性越強其最高價氧化物的水化物的酸性越強,則四種元素最高價氧化物水化物酸性由強到弱的是HClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO3?!窘馕觥?s22s22p63s23p23s23p5311485MHClO4>HNO3>H2CO3>H2SiO323、略
【分析】【分析】
X原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍可知X為C;地殼中含量最豐富的金屬元素是Al(Y),Z最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍可知Z為S,由四種元素原子序數(shù)依次增大且W是制造高效電池的材料可知W為Li。
【詳解】
(1)同一個原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的電子,Li原子序數(shù)為3,電子數(shù)也為3,所以W原子核外有3種不同運動狀態(tài)的電子,Li核外電子排布式為1s22s1;所以有兩種不同能量的電子,故答案為:3;2;
(2)CS2是結(jié)構(gòu)對稱的共價化合物,屬于非極性分子,分子中含有兩個碳硫雙鍵,電子式為故答案為:非極性;
(3)Al的原子序數(shù)為13,最外層有3個電子,電子排布式為3s23p1;Al最高價氧化物對應(yīng)水化物為氫氧化鋁,氫氧化鋁為兩性氫氧化物,電離方程式為H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-,故答案為:3s23p1;H2O+H++AlO2-Al(OH)3Al3++3OH-;
(4)元素的非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,S、C對應(yīng)的最高價氧化物對應(yīng)水化物分別為H2SO4和H2CO3,硫酸是強酸,碳酸是弱酸,所以非金屬性S>C,可以用硫酸制取碳酸證明,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,故答案為:S;H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。【解析
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