
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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年岳麓版選修三化學(xué)上冊月考試卷72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:______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5題,共10分)1、某化合物的分子式為A屬于第ⅥA族元素,B屬于第ⅦA族元素,A和B在同一周期,它們的電負(fù)性分別為和已知分子的鍵角為下列推斷不正確的是A.分子的空間構(gòu)型為V形B.鍵為極性共價(jià)鍵,分子為非極性分子C.分子中A原子采取雜化D.分子中無H原子,分子間不能形成氫鍵2、光氣(COCl2)是一種很重要的有機(jī)中間體。下列關(guān)于光氣分子的幾何構(gòu)型和中心原子(C)的雜化方式說法正確的是A.平面三角形、sp2B.V形、sp3C.三角錐形、sp3D.三角錐形、sp23、下列說法正確的是A.NH3是極性分子,分子中N原子處在3個(gè)H原子所組成的三角形的中心B.氨氣易溶于水的原因之一是氨氣分子與水分子之間能形成氫鍵C.乙醇分子與水分子之間只存在范德華力D.氯的各種含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的排列順序?yàn)镠ClO>HClO2>HClO3>HClO44、下列說法正確的是()A.HF、HCl、HBr、HI的熔沸點(diǎn)依次升高B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C.CS2、H2S、C2H2都是直線形分子D.氯的各種含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱排列為HClO>HClO2>HClO3>HClO45、下列說法正確的是()A.60gSiO2中含Si—O鍵的個(gè)數(shù)為4NAB.12g金剛石中含有C—C鍵的個(gè)數(shù)為NAC.金屬M(fèi)g比金屬Cu的空間利用率大D.鄰羥基苯甲醛()比對羥基苯甲醛()的沸點(diǎn)高評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)6、SCN-、NO2+具有相同的原子個(gè)數(shù),價(jià)電子數(shù)總是16,因此他們的結(jié)構(gòu)與第二周期兩元素組成的___分子的結(jié)構(gòu)相同,微粒呈___形,中心原子___雜化。7、金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛,Ni的基態(tài)原子有________種能量不同的電子;很多不飽和有機(jī)物在Ni催化下可以H2發(fā)生加成反應(yīng),如①CH2═CH2、②HC≡CH、③④HCHO等,其中碳原子不是采取sp2雜化的分子有________(填物質(zhì)編號),HCHO分子的立體構(gòu)型為________8、硫和釩的相關(guān)化合物;在藥物化學(xué)及催化化學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)基態(tài)釩原子的外圍電子軌道表達(dá)式為___________,釩有+2、+3、+4、+5等多種化合價(jià),其中最穩(wěn)定的化合價(jià)是________,VO43-的幾何構(gòu)型為________.
(2)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1)是副作用小的有效調(diào)節(jié)血糖的新型藥物。
①基態(tài)S原子中原子核外未成對電子數(shù)為_______,該藥物中S原子的雜化方式是_______.所含第二周期元素第一電離能按由大到小順序的排列是___________.
②2-巰基煙酸(圖2)水溶性優(yōu)于2-巰基煙酸氧釩配合物的原因是_________.
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p軌道,則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng),形成“離域Π鍵”,下列物質(zhì)中存在“離域Π鍵”的是_____.
A.SO2B.SO42-C.H2SD.CS2
(4)某六方硫釩化合物晶體的晶胞如圖3所示,該晶胞的化學(xué)式為______。圖4為該晶胞的俯視圖,該晶胞的密度為________g/cm3(列出計(jì)算式即可)。
9、回答下列問題:
(1)碳原子的核外電子排布式為____________。與碳同周期的非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能,原因是________________。
(2)A、B均為短周期金屬元素。依據(jù)下表數(shù)據(jù),寫出B原子的電子排布式:________。電離能/kJ·mol-1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540
(3)下表是第三周期部分元素的電離能[單位:eV(電子伏特)]數(shù)據(jù)。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.171.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7
下列說法正確的是________(填字母)。
A.甲的金屬性比乙強(qiáng)。
B.乙的化合價(jià)為+1價(jià)。
C.丙不可能為非金屬元素。
D.丁一定為金屬元素。
(4)Mn、Fe均為第四周期過渡金屬元素,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
錳元素位于第四周期第ⅦB族。請寫出基態(tài)Mn2+的價(jià)電子排布式:________,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)Mn2+再失去1個(gè)電子比氣態(tài)Fe2+再失去1個(gè)電子難,對此你的解釋是_________________________。10、銅的化合物用途非常廣泛。已知下列反應(yīng):[Cu(NH3)2]++NH3+CO?[Cu(NH3)3CO]+,2CH3COOH+2CH2=CH2+O22CH3COOCH=CH2+2H2O。
(1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為______。
(2)NH3分子空間構(gòu)型為_______,其中心原子的雜化類型是______。
(3)CH3COOCH=CH2分子中碳原子軌道的雜化類型是_______,1molCH3COOCH=CH2中含鍵數(shù)目為_____。
(4)CH3COOH可與H2O混溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)開_________。
(5)配離子[Cu(NH3)3CO]+中NH3及CO中的C與Cu(Ⅰ)形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Cu(NH3)3CO]+的結(jié)構(gòu)示意圖表示為____評卷人得分三、工業(yè)流程題(共1題,共2分)11、飲用水中含有砷會(huì)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(shí)生成導(dǎo)致砷脫離礦體進(jìn)入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分四、計(jì)算題(共4題,共16分)12、(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)(如圖a),試回答下列問題:圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè),碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______。
(2)2001年報(bào)道的硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄。如圖b所示的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元:鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子,6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為_______。13、金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為____________。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為________g·cm-3(列出計(jì)算式)。
14、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)測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對原子質(zhì)量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請回答以下各題:
(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a。_____________
(3)計(jì)算鎢的原子半徑r(提示:只有體對角線上的各個(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。____________15、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)。評卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共6分)16、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射線推測膽礬中既含有配位鍵;又含有氫鍵,其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如下,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)堆積方式.
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式(必須將配位鍵表示出來)__.
③水分子間存在氫鍵,請你列舉兩點(diǎn)事實(shí)說明氫鍵對水的性質(zhì)的影響__.
④SO42﹣的空間構(gòu)型是________.17、翡翠是一類名貴的裝飾品,其主要成分為硅酸鋁鈉(NaAlSi2O6),常含微量Cr;Ni、Mn等元素?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)硅原子的電子排布式為__;基態(tài)鉻原子的價(jià)電子排布圖不能寫成形式,其原因是違背了___。
(2)NaAlSi2O6中四種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)開__(填元素符號),灼燒硅酸鋁鈉時(shí),當(dāng)鈉元素的價(jià)電子由__(填“激發(fā)態(tài)”或“基態(tài)”)躍遷到另一狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生黃色火焰。
(3)工業(yè)上冶煉金屬鋁的方程式為__。硅與碳類似,能與氫元素形成SiH4、Si2H4、Si3H8,此三種分子中硅原子為sp3雜化的有___;分子空間構(gòu)型屬于正四面體的是__。
(4)已知氧化鈉、氧化鋁的熔點(diǎn)分別為1132℃、2054℃,從結(jié)構(gòu)的角度解釋導(dǎo)致這種差異的主要原因:___。
(5)某N、Cr元素組成的化合物具有高的硬度和良好的耐磨性,是一種很受重視的耐磨涂層,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲,圖乙為晶胞沿z軸投影圖,該化合物的化學(xué)式為__。知該晶體密度為ρg·cm-3。晶體中Cr原子和N的最近核間距為___pm(NA表示阿伏加德羅常數(shù)值)。
18、鐵系元素是人體必需的微量元素,F(xiàn)e3+可以與KSCN溶液、苯酚等發(fā)生顯色作用。鎂元素也是人體所必需的陽離子元素之一,它能夠維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能,對人體抵抗新冠病毒等病毒侵襲起著重要作用。(1)Fe3+的基態(tài)核外電子排布式為____________________。(2)與SCN?互為等電子體且為非極性分子的化學(xué)式為__________(任寫一種)。(3)普魯士藍(lán)俗稱鐵藍(lán),晶胞如圖甲所示(K+未畫出),平均每兩個(gè)晶胞立方體中含有一個(gè)K+,又知該晶體中鐵元素有+2價(jià)和+3價(jià)兩種,則Fe3+與Fe2+的個(gè)數(shù)比為_________。(4)血紅素鐵(圖乙)用作鐵強(qiáng)化劑,其吸收率比一般鐵劑高3倍,在圖乙中畫出Fe2+與N原子間的化學(xué)鍵(若是配位鍵,需要用箭頭加以表示)______________(5)鎂單質(zhì)晶體中原子的堆積模型如圖,它的堆積模型名稱為____________;晶胞是圖中的_________________(填a、b或c);配位數(shù)是__________________;緊鄰的四個(gè)鎂原子的中心連線構(gòu)成的正四面體幾何體的體積是2acm3,鎂單質(zhì)的密度為ρg·cm-3,已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,則鎂的摩爾質(zhì)量的計(jì)算式是________________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、B【分析】【詳解】
A.A屬于第ⅥA族元素,最外層有6個(gè)電子,與B形成2個(gè)單鍵,含有2對孤電子對,故A原子采取雜化,分子的鍵角為VSEPR模型為四面體,減去孤對電子,分子的立體構(gòu)型為“V”形,故A正確;
B.由電負(fù)性可知,B元素的非金屬性更強(qiáng),鍵為極性共價(jià)鍵,且分子構(gòu)型為V形,正、負(fù)電荷中心不重合,故AB2分子為極性分子;B錯(cuò)誤;
C.A屬于第ⅥA族元素,最外層有6個(gè)電子,與B形成2個(gè)單鍵,含有2對孤電子對,故A原子采取雜化;故C正確;
D.A屬于第ⅥA族元素,B屬于第ⅦA族元素,分子中不可能含有H原子;分子間不能形成氫鍵,故D正確;
答案選B。2、A【分析】【詳解】
根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型,光氣(COCl2)分子中C原子形成2個(gè)C-Cl鍵,1個(gè)C=O,C原子的價(jià)層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=沒有孤電子對,則其分子空間構(gòu)型為平面三角形,中心原子(C)采取sp2雜化;故A正確;
故選A。3、B【分析】【詳解】
A.N與3個(gè)H原子形成鍵,孤對電子數(shù)為=1,所以N原子采用sp3雜化;為三角錐形分子,分子中N原子處在三角錐的頂點(diǎn)上,故A錯(cuò)誤;
B.氨氣分子與水分子之間能形成氫鍵;使得氨氣易溶于水,故B正確;
C.乙醇分子與水分子之間存在氫鍵和范德華力;故C錯(cuò)誤;
D.Cl元素的化合價(jià)越高,對應(yīng)的氧化物的水化物的酸性越強(qiáng),應(yīng)為HClO<HClO2<HClO3<HClO4;故D錯(cuò)誤;
故選B。4、B【分析】【詳解】
A.因?yàn)镕的非金屬性較強(qiáng),對應(yīng)的氫化物HF分子間可形成氫鍵,沸點(diǎn)較高,故A錯(cuò)誤;
B.CH4中只含有C-H極性鍵,CCl4中只含有C-Cl極性鍵,CH4、CCl4的空間構(gòu)型為正四面體,分子結(jié)構(gòu)對稱,正負(fù)電荷中心重合的屬于非極性分子,故B正確;
C.H2S分子中,S原子形成2個(gè)鍵,孤電子對數(shù)為=2,則為sp3雜化,為V形,CS2、C2H2中心原子的雜化方式sp雜化,為直線形分子,故C錯(cuò)誤;
D.Cl元素的化合價(jià)越高,對應(yīng)的氧化物的水化物的酸性越強(qiáng),則酸性HClO4>HClO3>HClO2>HClO,故D錯(cuò)誤。
所以B選項(xiàng)是正確的。5、A【分析】【分析】
【詳解】
A.1molSiO2中含4molSi—O鍵,60gSiO2中含Si—O鍵的個(gè)數(shù)為4NA;故A正確;
B.1mol金剛石中含有2molC—C鍵,12g金剛石中含有C—C鍵的個(gè)數(shù)為2NA;故B錯(cuò)誤;
C.金屬M(fèi)g屬于六方最密堆積;金屬Cu屬于面心立方最密堆積,二者的空間利用率相同均為74%,故C錯(cuò)誤;
D.鄰羥基苯甲醛()比對羥基苯甲醛()的沸點(diǎn)低;前者易形成分子內(nèi)氫鍵,使熔沸點(diǎn)降低,后者易形成分子間氫鍵,使熔沸點(diǎn)升高,故D錯(cuò)誤;
故選A。二、填空題(共5題,共10分)6、略
【分析】【分析】
根據(jù)價(jià)電子數(shù)C=N+;計(jì)算出碳原子價(jià)層電子對數(shù),再得出雜化方式和分子構(gòu)型。
【詳解】
根據(jù)價(jià)電子數(shù)C=N+,SCN-、NO2+具有相同的原子個(gè)數(shù),價(jià)電子數(shù)總是16,因此他們的結(jié)構(gòu)與第二周期兩元素組成的CO2分子的結(jié)構(gòu)相同,CO2分子中碳原子價(jià)層電子對數(shù)為中心原子sp雜化,微粒呈直線形;故答案為:CO2;直線;sp?!窘馕觥竣?CO2②.直線③.sp7、略
【分析】【分析】
Ni的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,同一能級軌道上的電子能量相同;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3個(gè)σ鍵,沒有孤對電子,碳原子均為sp2雜化,而HC≡CH中碳原子均形成2個(gè)σ鍵、沒有孤對電子,為sp雜化;HCHO中碳原子為sp2雜化;空間構(gòu)型為平面三角形。
【詳解】
Ni的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,有7個(gè)能級,同一能級軌道上的電子能量相同,則Ni的基態(tài)原子有7種能量不同的電子;CH2=CH2、HCHO中碳原子均形成3個(gè)σ鍵,沒有孤對電子,碳原子采取sp2雜化,HC≡CH中碳原子均形成2個(gè)σ鍵、沒有孤對電子,碳原子采取sp雜化;HCHO中碳原子為sp2雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;故答案為:7,②,平面三角形?!窘馕觥竣?7②.②③.平面三角形8、略
【分析】【分析】
(1)釩處于第四周期VB族,外圍電子排布式為3d34s2,結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫外圍電子軌道表達(dá)式;核外電子排布處于半充滿、全充滿或全空時(shí)更穩(wěn)定;VO43-中V形成4個(gè)σ鍵,孤電子對數(shù)為=0,雜化方式為sp3;
(2)①S原子形成2個(gè)σ鍵;有2對孤電子對,雜化軌道數(shù)目為4;同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,N原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰元素的;
②羧基可與水分子之間形成氫鍵;
(3)構(gòu)成條件:多原子分子中各原子在同一平面;且有相互平行的p軌道,有單電子;硫酸根離子是正四面體結(jié)構(gòu),各原子不在同一平面,硫化氫中H原子和S原子沒有平行的p軌道;
(4)均攤法計(jì)算晶胞中V、S原子數(shù)目,確定化學(xué)式;根據(jù)V、S原子數(shù)目,結(jié)合摩爾質(zhì)量計(jì)算晶胞質(zhì)量,再根據(jù)ρ=計(jì)算晶胞密度。
【詳解】
(1)釩原子為23號元素,電子排布式為[Ar]3d34s2,所以外圍電子軌道排布式為其最穩(wěn)定的化合價(jià)應(yīng)該是+5,即失去所有的價(jià)電子,形成最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。根據(jù)價(jià)層電子對互斥原理,VO43-中的中心原子V的價(jià)電子為5;配位原子O不提供電子,帶有三個(gè)單位負(fù)電,所以外層電子為8個(gè),共4對,空間構(gòu)型為正四面體。
(2)①S原子的電子排布為[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能級上有4個(gè)電子,分配在三個(gè)軌道中,有兩個(gè)單電子。從圖中得到S的配位數(shù)為2,所以此時(shí)S的外層有6+2=8個(gè)電子,電子對為4,所以S應(yīng)該的雜化方式是sp3雜化。其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素從左向右應(yīng)該是第一電離能增大,因?yàn)镹的2p能級上有3個(gè)電子,是p能級的半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以N的第一電離能反常增大,所以第一電離能為:N>O>C。
②2-巰基煙酸有羧基可以與水分子形成氫鍵;所以其水溶性會(huì)更好。
(3)從題目表述來看;形成離域Π鍵的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p軌道。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論,二氧化硫?yàn)槠矫嫒切?,硫酸根為正四面體,硫化氫為角型,二硫化碳為直線型。所以選項(xiàng)B一定錯(cuò)誤。而硫化氫的H原子不存在p軌道。所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由上正確的是選項(xiàng)A和選項(xiàng)D。
(4)晶胞中有V為:8×1/8+4×1/4=2個(gè);S為:2×1=2個(gè),所以化學(xué)式為VS。因?yàn)樵摼О杏?個(gè)VS,所以晶胞質(zhì)量為2×(32+51)/NAg。根據(jù)圖4得到晶胞底面的面積為a×nm2,所以晶胞的體積為:a××bnm3。1nm=10-7cm,所以晶體密度為【解析】+5正四面體2sp3N>O>C2-巰基煙酸的羧基可與水分子之間形成氫鍵,使其在水中溶解度增大ADVS9、略
【分析】【詳解】
(1)、碳原子的核外電子排布式為1s22s22p2;N原子的核外電子排布式為1s22s22p3,2p軌道半充滿的原子能量低,較穩(wěn)定,O原子核外電子排布式為1s22s22p4;所以非金屬元素N的第一電離能大于O的第一電離能;
故答案為1s22s22p2;N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu);比較穩(wěn)定;
(2)、從表中電離能數(shù)值來看,A、B的第三電離能出現(xiàn)突躍,可見它們是第ⅡA族元素,因A、B均為短周期元素,且B的第一、二電離能均比A的小,故B是鎂。鎂原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2;
故答案為1s22s22p63s2;
(3);甲、乙、丙、丁為第三周期元素;甲元素的第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能,說明甲元素最外層有1個(gè)電子,失去1個(gè)電子時(shí)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以甲為Na元素;乙元素的第二電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第三電離能,則乙元素最外層有2個(gè)電子,失去兩個(gè)電子后達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以乙為Mg元素;丙、丁元素的第一電離能、第二電離能、第三電離能相差不大,說明丙元素最外層大于3個(gè)電子,丙、丁一定為非金屬元素。甲為Na元素,乙為Mg元素,故甲的金屬性比乙強(qiáng),A項(xiàng)正確;乙為Mg元素,化合價(jià)為+2價(jià),B項(xiàng)錯(cuò)誤;丙、丁一定為非金屬元素,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;
故選A;
(4)、Mn的原子序數(shù)為25,失去2個(gè)電子變?yōu)镸n2+,則Mn2+基態(tài)的電子排布式可表示為1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故其價(jià)電子排布式為3d5;由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時(shí),3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)需要的能量相對要少,故氣態(tài)Mn2+再失去1個(gè)電子比氣態(tài)Fe2+再失去1個(gè)電子難;
故答案為3d5;Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時(shí),3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)需要的能量相對要少?!窘馕觥竣?1s22s22p2②.N原子的2p軌道達(dá)到半充滿結(jié)構(gòu),比較穩(wěn)定③.1s22s22p63s2④.A⑤.3d5⑥.由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時(shí),3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)需要的能量相對要少10、略
【分析】【分析】
根據(jù)銅原子的電子排布式;失去最外層與次外層各一個(gè)電子,依此寫出銅離子的電子排布式;根據(jù)VSEPR判斷其空間構(gòu)型和雜化軌道形式;根據(jù)結(jié)構(gòu)中σ鍵數(shù),判斷雜化軌道形式和計(jì)算σ鍵;根據(jù)分子間可以形成氫鍵,判斷相溶性;根據(jù)形成配位鍵,判斷結(jié)構(gòu)示意圖。
【詳解】
(1)Cu元素的核電荷數(shù)為29,核外電子數(shù)也為29,基態(tài)Cu原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1,4s與3d能級各失去1個(gè)電子形成Cu2+,Cu2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9;答案為1s22s22p63s23p63d9。
(2)NH3分子中N原子價(jià)層電子對數(shù)=3+=4,且含有1對孤電子對,根據(jù)VSEPR模型為四面體形,由于一對孤電子對占據(jù)四面體的一個(gè)頂點(diǎn),所以其空間構(gòu)型為三角錐形,根據(jù)雜化軌道理論,中心N原子的雜化方式為sp3雜化;答案為三角錐形,sp3。
(3)CH3COOCH=CH2分子中甲基上的C形成4個(gè)σ鍵,沒有孤對電子,C原子為sp3雜化,羧基上的碳、碳碳雙鍵中碳都形成3個(gè)σ鍵,沒有孤對電子,為sp2雜化,CH3COOCH=CH2分子中含有1個(gè)C.6個(gè)C-H、2個(gè)C-O、1個(gè)C=O、1個(gè)C=C鍵,則σ鍵的數(shù)目為1+6+2+1+1=11,1molCH3COOCH=CH2分子中含有σ鍵的數(shù)目為11mol;答案為:sp2和sp3;11mol。
(4)乙酸和水都為極性分子,且分子之間可形成氫鍵,故CH3COOH可與H2O混溶;答案為CH3COOH與H2O之間可以形成氫鍵。
(5)Cu(I)提供空軌道,N、C原子提供孤對電子,Cu(I)與NH3及CO中的C形成配位鍵,結(jié)構(gòu)示意圖表示為:答案為【解析】①.[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9②.三角錐③.sp3④.sp2和sp3⑤.11mol⑥.CH3COOH與H2O之間可以形成氫鍵⑦.三、工業(yè)流程題(共1題,共2分)11、略
【分析】【分析】
廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化鈉生成As2S3沉淀,為防止As2S3與硫離子反應(yīng)再次溶解,所以再加入硫酸亞鐵除去過量的硫離子,過濾得到As2S3和FeS,濾液中加入過氧化氫將亞砷酸氧化成砷酸,亞鐵離子氧化成鐵離子,再加入CaO沉淀砷酸根、鐵離子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低濃度含砷廢水。
【詳解】
(1)As元素為33號元素,與N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨氣分子結(jié)構(gòu)相同為共價(jià)化合物,砷原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)As-H鍵,電子式為:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金屬性增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性增強(qiáng),同主族自上而下非金屬性減弱,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性減弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正確;
b.同周期主族元素自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑依次增大,原子半徑:As>P>S,故b錯(cuò)誤;
c.同主族元素自上而下第一電離能減小,P和S同周期,但是P原子3p能級為半滿狀態(tài),更穩(wěn)定,第一電離能更大,所以第一電離能P>S>As;故c錯(cuò)誤;
綜上所述選a;
(3)根據(jù)分析可知沉淀為微溶物CaSO4;
(4)As2S3與過量的S2-存在反應(yīng):As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq),所以需要加入FeSO4除去過量的硫離子;使平衡逆向移動(dòng),一級沉砷更完全;
(5)含砷物質(zhì)物質(zhì)為H3AsO3,加入過氧化氫可以將其氧化成H3AsO4,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得化學(xué)方程式為H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根據(jù)題意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根據(jù)元素守恒可知反應(yīng)物應(yīng)該還有H2O,F(xiàn)eS2整體化合價(jià)升高15價(jià),一個(gè)O2降低4價(jià),所以二者的系數(shù)比為4:15,再根據(jù)元素守恒可得離子方程式為4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【點(diǎn)睛】
同一周期元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折,當(dāng)外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,元素的第一電離能大于相鄰元素?!窘馕觥康谒闹芷诘赩A族aCaSO4沉淀過量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq)平衡逆向移動(dòng),使一級沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+四、計(jì)算題(共4題,共16分)12、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu);層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用;
(2)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Mg原子和B原子的個(gè)數(shù);進(jìn)而確定化學(xué)式。
【詳解】
(1)圖中層內(nèi)每個(gè)碳原子由3個(gè)正六邊形共用,每個(gè)碳碳鍵由2個(gè)正六邊形共用,則平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為6=2個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為6=2個(gè);碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為2:3;
(2)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)單元可知,在六棱柱頂點(diǎn)上的鎂原子被6個(gè)六棱柱共用,在上下底面上的鎂原子被兩個(gè)六棱柱共用,根據(jù)均攤法可知晶胞中Mg原子的個(gè)數(shù)為2×+2×6×=3,B原子的個(gè)數(shù)為6,所以Mg原子和B原子的個(gè)數(shù)比為3:6=1:2,所以化學(xué)式為MgB2?!窘馕觥?32:3MgB213、略
【分析】【詳解】
題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積=6×a2cm2,六棱柱的體積=6×a2ccm3,該晶胞中Zn原子個(gè)數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對原子質(zhì)量為65,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則Zn的密度ρ==g·cm-3。【解析】六方最密堆積(A3型)14、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)晶胞體對角線的長度為鎢原子半徑的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%15、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能級激發(fā)到3p能級,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)五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共6分)16、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,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)層電子對數(shù)與孤電子對數(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,形成配位鍵,水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式為:
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??;
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)層電子對數(shù)=4+=4;孤電子對數(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17、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)已知硅是14號元素,基態(tài)硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2;根據(jù)洪特規(guī)則,當(dāng)電子進(jìn)入同一能級的不同軌道時(shí),電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同的軌道且自旋方向相同,故基態(tài)鉻原子的價(jià)
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