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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年滬教新版選修3化學下冊月考試卷773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9題,共18分)1、下列關于價電子構型3s23p4的描述正確的是()A.它的元素符號為OB.可以與H2化合生成液態化合物C.其電子排布圖D.它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p42、具有下列電子層結構或性質的原子:①2p軌道上有2對成對電子的原子;②外圍電子構型為2s22p3的原子;③短周期第一電離能最小;④第三周期離子半徑最小。則下列有關比較中正確的是()A.第一電離能:②>③>①>④B.原子半徑:④>③>②>①C.電負性:①>②>④>③D.最高正化合價:②>③>①>④3、有5種元素X、Y、Z、Q、T,除Y外均為短周期元素。X原子M層上有2個未成對電子且無空軌道;Y原子的價電子排布式為3d64s2;Z原子的L電子層的p能級上有一個空軌道;Q原子的L電子層的p能級上只有一對成對電子;T原子的M電子層上p軌道半充滿。下列敘述不正確的是A.元素Y和Q可形成化合物YQB.T的一種單質的空間構型為正四面體形,鍵角為109°28′C.X和T第一電離能:X<TD.ZQ2是極性鍵構成的非極性分子4、下列有關物質結構、粒子間的作用方式的敘述中,正確的是A.化學鍵只存在于分子內,范德華力只存在于分子間B.冰變為液體水時,共價鍵沒有被破壞C.液態HF中存在氫鍵,所以HF比HC1的穩定性強D.物質在溶于水的過程中,化學鍵一定會被破壞或改變5、下列說法正確的是A.HOCH2CH(OH)CH2OH與CH3CHClCH2CH3都是手性分子B.NH和CH4的空間構型相似C.PH3與都是平面型分子D.CO2與H2O都是直線型分子6、三氟化硼乙醚絡合物是一種有機催化劑,測定其中的含量時涉及的反應為下列說法錯誤的是()A.中B的雜化方式是B.的空間構型為平面三角形C.均可形成分子間氫鍵D.晶體中每個周圍有8個7、下列現象與氫鍵有關的有幾項()
①H2O的熔沸點比同族元素氫化物的高②小分子的醇可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態水的密度小④鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低⑤HF分解時吸收的熱量比HCl分解時吸收的熱量多A.5項B.4項C.3項D.2項8、如圖是從NaCl和CsCl晶體結構中分割出來的部分結構圖;其中屬于從NaCl晶體中分割出來的結構圖是()
A.只有cB.b和cC.a和cD.a和d9、一定條件下,氨氣和氟氣發生反應:4NH3+3F2→NF3+3NH4F,其中產物NF3分子結構和NH3相似。下列有關說法錯誤的是A.NF3分子呈三角錐形B.NF3分子是極性分子C.NF3與NH3晶體類型相同D.上述反應中,反應物和生成物均屬于共價分子評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)10、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.CH3CH311、硼元素;鈣元素、銅元素在化學中有很重要的地位;單質及其化合物在工農業生產和生活中有廣泛的應用。
已知與水反應生成乙炔。請回答下列問題:
將乙炔通入溶液中生成紅棕色沉淀,基態核外電子排布式為______,其在酸性溶液中不穩定,可發生歧化反應生成和Cu,但CuO在高溫下會分解成試從結構角度解釋高溫下CuO何會生成______。
中與互為等電子體,中含有的鍵數目為______。
乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是______,構成丙烯腈元素中第一電離能最大的是______。
硼酸是一種片層狀結構的白色晶體,層內的分子間通過氫鍵相連如圖則的晶體中有______mol氫鍵。硼酸溶于水生成弱電解質一水合硼酸它電離生成少量和則含有的化學鍵類型為______。
12、氮元素可以形成多種化合物.請回答以下問題:
⑴基態氮原子的價電子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物.
①請用價電子層對互斥理論推測NH3分子的空間構型是__________________,其中H—N—H的鍵角為___________________,請根據價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃燒時發生的反應是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若該反應中有4molN—H鍵斷裂,則形成π鍵的數目為__________。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由___________________________________________。13、磷是生物體中不可缺少的元素之一;它能形成多種化合物。
(1)基態磷原子中,電子占據的最高能層符號為________;該能層能量最高的電子云在空間有________個伸展方向,原子軌道呈________形。
(2)磷元素與同周期相鄰兩元素相比,第一電離能由大到小的順序為________。
(3)單質磷與Cl2反應,可以生成PCl3和PCl5,其中各原子均滿足8電子穩定結構的化合物中,P原子的雜化軌道類型為________,其分子的空間構型為________。
(4)H3PO4為三元中強酸,與Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性質常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基態Fe3+的核外電子排布式為____________________;PO43-作為________為Fe提供________。14、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個數比是___________;該物質的化學式可表示為___________。15、鎳及其化合物是重要的合金材料和催化劑。請回答下列問題:
(1)基態鎳原子的價電子排布式為___________,排布時最高能層的電子所占的原子軌道有__________個伸展方向。
(2)鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+等。下列說法不正確的有_________。
A.CO與CN-互為等電子體;其中CO分子內σ鍵和π鍵個數之比為1:2
B.NH3的空間構型為平面三角形。
C.Ni2+在形成配合物時;其配位數可能為是4或6
D.Ni(CO)4中,鎳元素是sp3雜化。
(3)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟與Ni2+反應生成鮮紅色沉淀,其結構如圖所示。該結構中,除共價鍵外還存在配位鍵和氫鍵,請在圖中用“???”表示出氫鍵。_____
(4)NiO的晶體結構類型與氯化鈉的相同;相關離子半徑如下表:
NiO晶胞中Ni2+的配位數為_______,NiO熔點比NaCl高的原因是_______________________。
(5)研究發現鑭鎳合金LaNix是一種良好的儲氫材料。合金LaNix晶體屬六方晶系如圖a所示,其晶胞如圖a中實線所示,如圖b所示(其中小圓圈代表La,小黑點代表Ni)。儲氫位置有兩種,分別是八面體空隙(“”)和四面體空隙(“”),見圖c、d,這些就是氫原子存儲處。
①LaNix合金中x的值為_____;
②LaNix晶胞的密度是________g/cm-3(阿伏伽德羅常數用NA表示,LaNix的摩爾質量用M表示)
③晶胞中和“”同類的八面體空隙有______個。16、非金屬元素雖然種類不多;但是在自然界中的豐度卻很大,請回答下列問題:
(1)BN(氮化硼,晶胞結構如圖)和CO2中的化學鍵均為共價鍵,BN的熔點高且硬度大,CO2的晶體干冰卻松軟且極易升華。由此可以判斷:BN可能是______晶體,CO2可能是______晶體,BN晶體中B原子的雜化軌道類型為______,干冰中C原子的雜化軌道類型為______
(2)分子極性:OF2______H2O,鍵角:OF2______H2O(填“>””或者“<”)
(3)金剛石和石墨都是碳元素的單質,但石墨晶體熔點比金剛石______,原因是______
(4)單晶硅的結構與金剛石結構相似,若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵,則得如圖所示的金剛砂(SiC)結構。在SiC結構中,每個C原子周圍距離相等且最近的C原子數目為______,假設C-Si鍵長為acm,則晶胞密度為______g/cm3。
17、Ⅰ、在金剛石、CS2、N2、C2H4、H2O2;金屬Fe等六種晶體中:
(1)以非極性鍵結合的非極性分子是______________;
(2)通過非極性鍵形成的原子晶體是______________;
(3)含有極性共價鍵和非極性共價鍵的非極性分子是______________;
(4)固態和熔融狀態下都能導電的晶體是______________;
Ⅱ;C和Si元素在化學中占有極其重要的地位.
(1)CO2屬于______________晶體,熔化時克服的微粒間作用力是______________;SiO2屬于______________晶體,熔化時克服的微粒間作用力是______________;所以熔點CO2______________SiO2(填“<”;“=”或“>”).
(2)SiO2晶體中每個硅與______________個O相連,每個氧與______________Si相連.
(3)石墨晶體中,層內形成正六邊形的平面網狀結構,試分析層內每個正六邊形占有的碳原子數為___________個。
18、現有幾組物質的熔點(℃)的數據:
據此回答下列問題:
(1)A組屬于___________晶體,其熔化時克服的微粒間的作用力是__________________。
(2)B組晶體共同的物理性質是___________________(填序號)。
①有金屬光澤②導電性③導熱性④延展性。
(3)C組中HF熔點反常是由于_______________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質是_________________(填序號)。
①硬度小②水溶液能導電③固體能導電④熔融狀態能導電。
(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因解釋為_______________________________。評卷人得分三、原理綜合題(共5題,共10分)19、亞鐵氰化鉀(K4[Fe(CN)6])雙稱黃血鹽,是一種重要的化工原料。檢驗三價鐵發生的反應為:K4[Fe(CN)6]+FeCl3=KFe[Fe(CN)6]↓(滕氏藍)+3KCl;回答問題:
(1)寫出基態Fe3+的核外電子排布式_________。
(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共價鍵外,還有______和________。含有12molσ鍵的K4[Fe(CN)6的物質的量為________mol。
(3)黃血鹽中N原子的雜化方式為______;C、N、O的第一電離能由大到小的排序為_____,電負性由大到小的排序為________。
(4)Fe;Na、K的晶體結構如圖所示:
①鈉的熔點比鉀更高,原因是__________________________。
②Fe原子半徑是rcm,阿伏加德羅常數為NA,鐵的相對原子質量為a,則鐵單質的密度是_______g/cm3。20、[化學——選修3:物質結構與性質]
氮的化合物在生產;生活中有廣泛應用。
(1)氮化鎵(GaN)是新型的半導體材料。基態氮原子的核外電子排布圖為____;基態鎵(Ga)原子的核外具有____種不同能量的電子。
(2)乙二氨的結構簡式為(H2N-CH2-CH2-NH2;簡寫為en)。
①分子中氮原子軌道雜化類型為____;
②乙二氨可與銅離子形成配合離子[Cu(en)2]2+,其中提供孤電子對的原子是____,配合離子結構簡式為____;
③乙二氨易溶于水的主要原因是____。
(3)氮化硼(BN)是一種性能優異;潛力巨大的新型材料;主要結構有立方氮化硼(如圖1)和六方氮化硼(如圖2),前者類似于金剛石,后者與石墨相似。
①圖1中氮原子的配位數為____,離硼原子最近且等距離的硼原子有____個;
②已知六方氮化硼同層中B與N之間的距離為acm,密度為dg?cm-3,則相鄰層與層之間的距離為____pm(列出表達式)。21、Li、Fe、As均為重要的合金材料,NA為阿伏加德羅常數的值。回答下列問題:
(1)基態Li原子核外電子占據的空間運動狀態有________個,占據最高能層電子的電子云輪廓圖形狀為_________。
(2)Li的焰色反應為紫紅色,很多金屬元素能產生焰色反應的原因為_________。
(3)基態Fe3+比基態Fe2+穩定的原因為____________。
(4)KSCN和K4[Fe(CN)6]均可用于檢驗Fe3+。
①SCN-的立體構型為_______,碳原子的雜化方式為_____________。
②K4[Fe(CN)6]中所含元素的第一電離能由大到小的順序為__________(用元素符號表示);1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數目為____________。
(5)H3AsO3的酸性弱于H3AsO4的原因為____________________。
(6)Li、Fe和As可組成一種新型材料,其立方晶胞結構如圖所示。若晶胞參數為anm,阿伏加德羅常數的值為NA,則該晶體的密度可表示為______g●cm-3。(列式即可)
22、科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為______。
(2)下列關于CH4和CO2的說法正確的是______(填序號)。
a.固態CO2屬于分子晶體。
b.CH4分子中含有極性共價鍵;是極性分子。
c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp
(3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應可獲得化工原料CO和H2。
①基態Ni原子的電子排布式為____________,Ni該元素位于元素周期表的第___族。
②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有_____molσ鍵。
(4)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結構(如圖所示)的水合物晶體,其相關參數見下表.CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是______。
②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學家提出用CO2置換CH4的設想.已知圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586nm,根據上述圖表,從物質結構及性質的角度分析,該設想的依據是___________________________。23、金屬鐵及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。
(1)Fe3+的電子排布式為___________________。已知,Fe3+的化學性質比Fe2+穩定,請從原子結構的角度進行解釋_____________________________________________________。
(2)Fe能與CO形成配合物Fe(CO)5,1molFe(CO)5中含有________molσ鍵。
(3)與CO互為等電子體的分子和離子分別為_______和_______(各舉一種即可;填化學式)
(4)已知某鐵晶體的晶胞結構如圖所示。
①該晶胞中含有鐵原子的數目為___________。
②若晶胞的邊長為acm,則晶體鐵的密度為_______________________g·cm-3(用代數式表示,阿伏加德羅常數為NA)。評卷人得分四、元素或物質推斷題(共5題,共15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A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素。化合物DC為離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。化合物AC2為一種常見的溫室氣體。B;C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數為24。請根據以上情況;回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示)
(1)基態E原子的核外電子排布式是________,在第四周期中,與基態E原子最外層電子數相同還有_______(填元素符號)。
(2)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為____________。
(3)寫出化合物AC2的電子式_____________。
(4)D的單質在AC2中點燃可生成A的單質與一種熔點較高的固體產物,寫出其化學反應方程式:__________。
(5)1919年,Langmuir提出等電子原理:原子數相同、電子數相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。此后,等電子原理又有發展,例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數相同,各原子最外層電子數之和相同,也可互稱為等電子體。一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學式為_____。
(6)B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液與D的單質反應時,B被還原到最低價,該反應的化學方程式是____________。25、現有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數依次增大。A元素的價電子構型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數是核外電子總數的E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態;F元素基態原子的M層全充滿;N層沒有成對電子,只有一個未成對電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。
(1)A元素的第一電離能_______(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序為_______(用元素符號表示)。
(2)C元素的電子排布圖為_______;E3+的離子符號為_______。
(3)F元素位于元素周期表的_______區,其基態原子的電子排布式為_______
(4)G元素可能的性質_______。
A.其單質可作為半導體材料B.其電負性大于磷。
C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒。
(5)活潑性:D_____(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)_____I1(Al),其原因是____。26、原子序數小于36的X;Y、Z、R、W五種元素;其中X是周期表中原子半徑最小的元素,Y是形成化合物種類最多的元素,Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子,R單質占空氣體積的1/5;W的原子序數為29。回答下列問題:
(1)Y2X4分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molZ2X4含有σ鍵的數目為________。
(2)化合物ZX3與化合物X2R的VSEPR構型相同,但立體構型不同,ZX3的立體構型為________,兩種化合物分子中化學鍵的鍵角較小的是________(用分子式表示),其原因是________________________________________________。
(3)與R同主族的三種非金屬元素與X可形成結構相似的三種物質,三者的沸點由高到低的順序是________。
(4)元素Y的一種氧化物與元素Z的單質互為等電子體,元素Y的這種氧化物的結構式是________。
(5)W元素原子的價電子排布式為________。27、下表為長式周期表的一部分;其中的編號代表對應的元素。
。①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請回答下列問題:
(1)表中⑨號屬于______區元素。
(2)③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構型為________。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)
(4)元素⑥的第一電離能________元素⑦的第一電離能;元素②的電負性________元素④的電負性(選填“>”、“=”或“<”)。
(5)元素⑨的基態原子核外價電子排布式是________。
(6)元素⑧和④形成的化合物的電子式為________。
(7)某些不同族元素的性質也有一定的相似性,如表中元素⑩與元素⑤的氫氧化物有相似的性質。請寫出元素⑩的氫氧化物與NaOH溶液反應的化學方程式:____________________。28、下表為長式周期表的一部分;其中的序號代表對應的元素。
(1)寫出上表中元素⑨原子的基態原子核外電子排布式為___________________。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為_____雜化;元素⑦與⑧形成的化合物的晶體類型是___________。
(3)元素④的第一電離能______⑤(填寫“>”、“=”或“<”)的第一電離能;元素④與元素①形成的X分子的空間構型為__________。請寫出與元素④的單質互為等電子體分子、離子的化學式______________________(各寫一種)。
(4)④的最高價氧化物對應的水化物稀溶液與元素⑦的單質反應時,元素④被還原到最低價,該反應的化學方程式為_______________。
(5)元素⑩的某種氧化物的晶體結構如圖所示,其中實心球表示元素⑩原子,則一個晶胞中所包含的氧原子數目為__________。評卷人得分五、結構與性質(共3題,共9分)29、含族的磷、砷()等元素的化合物在科學研究和工業生產中有許多重要用途。回答下列問題:
(1)下列狀態的磷中,電離最外層一個電子所需能量最小的是__________(填標號)。
A.B.C.D.
(2)常溫下是一種白色晶體,由兩種微粒構成。將其加熱至148℃熔化,形成一種能導電的熔體。已知兩種微粒分別與互為等電子體,則為________,其中心原子雜化軌道類型為________,為________。
(3)的分別為根據結構與性質的關系解釋遠大于的原因______________。
(4)的空間構型為_____________。
(5)砷化鎵屬于第三代半導體,它能直接將電能轉變為光能,砷化鎵燈泡壽命是普通燈泡的100倍,而耗能只有其10%。推廣砷化鎵等發光二極管()照明,是節能減排的有效舉措。已知砷化鎵的晶胞結構如圖所示,晶胞參數
①砷化鎵的化學式為__________,鎵原子的配位數為__________。
②砷化鎵的晶胞密度__________(列式并計算,精確到小數點后兩位),如圖是沿立方格子對角面取得的截圖,位置原子與位置原子的核間距x=________
30、⑴已知在周期表的某一周期,其零族元素的價層電子排布式為同周期的A、B兩種元素,最外層電子數為2、7,次外層電子數為8、18,則元素A為________,B為________(寫元素符號)。若周期表有第8周期,則其最終的零族元素的原子序數為____________。
⑵稀有氣體的化合物分子的空間構型是__________,寫出與其互為等電子體的一種陰離子的化學式___________。
⑶硼酸能形成類似于石墨的層狀結構;單層的結構如圖所示。
則硼酸晶體中存在的作用力除共價鍵外,還有_____________。
⑷稀土資源是重要的戰略資源;下圖為某稀土元素A的氧化物晶體的立方晶胞結構示意圖,其中氧離子占據頂點;面心、棱心、體心的位置,A離子占據半數的立方體空隙。
寫出A氧化物的化學式______,A離子的配位數為______。已知晶胞參數為則間距為________設A的摩爾質量為晶體的密度為_______31、釹鐵硼磁鐵是目前為止具有最強磁力的永久磁鐵。生產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。基態硼原子中占據最高能級的電子,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溶液反應生成Na[Al(OH)4],[A1(OH)4]-中存在的化學鍵有_________(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)工業上可用電解熔融的FeO、Fe2O3冶煉高純鐵。基態Fe2+的價電子排布圖(軌道表達式)為______________;用物質結構知識說明Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因:________________________。
(4)氮化鐵晶體的晶胞結構如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個數之比為_____。
(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的值。在該晶胞中,與Fe2+緊鄰且等距離的Fe2+數目為_________;Fe2+與O2—的最短核間距為_____________pm。評卷人得分六、實驗題(共1題,共9分)32、現有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區別開來_____________________________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、D【分析】【詳解】
價電子構型3s23p4的元素是硫。
A.氧元素符號為O;它的原子核外只有2個電子層,A不合題意;
B.硫與H2化合生成硫化氫;是氣態化合物,B不合題意;
C.電子排布圖違反洪特規則;C不正確;
D.硫為16號元素,它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4;D正確。
故選D。2、C【分析】【分析】
①2p軌道上有2對成對電子的原子,則其2p能級電子排布為2p5,為F元素;②外圍電子構型為2s22p3的原子為N元素;③短周期第一電離能最小的元素為Na元素;④第三周期離子半徑最小的元素Al。
【詳解】
A.同周期主族元素第一電離能呈增大趨勢,F的第一電離能大于N,即①>②;故A錯誤;
B.同周期主族元素的原子半徑自左至右依次減小,所以Na的原子半徑大于Al,即③>④;故B錯誤;
C.非金屬性越強電負性越大;所以電負性①>②>④>③,故C正確;
D.F元素沒有最高正價;故D錯誤;
故答案為C。3、B【分析】【分析】
5種元素X、Y、Z、Q、T,除Y外均為短周期元素,X原子M層上有2個未成對電子且無空軌道,則X為S元素;Y原子的價電子排布式為3d64s2;則Y為Fe元素;Z原子的L電子層的p能級上有一個空軌道,則Z為C元素;Q原子的L電子層的P能級上只有一對成對電子,則Q是O元素;T原子的M電子層上p軌道半充滿,則T是P元素,據此解答。
【詳解】
根據分析可知;X為S元素,Y為Fe元素,Z為C元素,Q為O元素,T為P元素。
A.Y為Fe元素;Q為O元素,Fe與O可形成FeO,故A正確;
B.T為P元素;P的單質中,白磷的空間構型為正四面體形,但白磷分子中四個P原子位于四個頂點上,其鍵角為60°,故B錯誤;
C.X為S元素;T是P元素,屬于同周期相鄰元素,由于P原子最外層3p能級電子為半充滿,較穩定,則第一電離能P比S大,即S<P,故C正確;
D.Z為C元素,Q是O元素,ZQ2是CO2,該分子結構中碳與每個氧形成兩對共用電子對,其電子式為結構式為O=C=O,CO2分子中只含極性鍵,且CO2分子結構對稱;正負電荷重心重合,是非極性分子,故D正確;
答案為B。4、B【分析】A.化學鍵不僅存在于分子內的原子間;還存在于原子晶體內的原子間;離子晶體內的離子間,分子間作用力只存在于分子間,故A錯誤;B.冰變為液態水時,是分子間距離的改變,克服分子間作用力,不破壞化學鍵,故B正確;C.穩定性是化學性質,與氫鍵無關,與氫氟的鍵能大小有關,故C錯誤;D.非電解質溶于水沒有發生電離,化學鍵不會被破壞或改變,只克服分子間作用力,故D錯誤;故選B。
點睛:本題考查了化學鍵的有關知識,根據化學鍵的概念來分析解答,注意分子間作用力不屬于化學鍵,氫鍵屬于分子間作用力,不屬于化學鍵,為易錯點。5、B【分析】【詳解】
A.手性分子的前提是存在手性碳原子,手性碳是指連接四個不同原子或者原子團的碳原子,HOCH2CH(OH)CH2OH中不存在手性碳原子;故不是手性分子,故A錯誤;
B.NH和CH4的空間構型均為正四面體形;構型相似,故B正確;
C.PH3是三角錐形;苯環是平面正六邊形,故C錯誤;
D.二氧化碳是直線型分子;水分子是V形分子,故D錯誤;
故選:B。6、A【分析】【詳解】
A.中B原子采用雜化(),中B為雜化;故A錯誤;
B.中心原子價層電子對數N原子上無孤對電子,空間構型為平面三角形,故B正確;
C.H2O和中均存在分子間可形成氫鍵,故C正確;
D.在螢石結構中,的配位數為8,的配位數為4;故D正確;
故答案選A。7、B【分析】【詳解】
①H2O分子之間存在氫鍵;因此其熔沸點比同族元素氫化物的高,①有關;
②小分子的醇可以和水分子之間形成氫鍵;因此其可與水以任意比互溶,②有關;
③氫鍵是有方向性的;水結為冰后,水分子間的空隙變大,故冰的密度比液態水的密度小,③有關;
④對羥基苯甲酸易形成分子間的氫鍵;不能形成分子內的氫鍵;而鄰羥基苯甲酸易形成分子內的氫鍵,因此,鄰羥基苯甲酸的分子間作用力較小,其熔、沸點比對羥基苯甲酸的低,④有關;
⑤F的非金屬性強于Cl;故HF比HCl穩定,前者分子中的共價鍵的鍵能較大,HF分解時吸收的熱量比HCl分解時吸收的熱量多,⑤與氫鍵無關。
綜上所述,與氫鍵有關的有4項,故選B。8、C【分析】【分析】
在NaCl晶體中,Na+或Cl-的配位數都是6,根據NaCl晶體中Na+與Cl-的配位數判斷其結構的正確性。
【詳解】
在NaCl晶體中,每個Na+周圍同時吸引著距離相等且最近的6個Cl-,每個Cl-周圍同時吸引著距離相等且最近的6個Na+,這個離子吸引的帶相反電荷的微粒構成的是正八面體結構,圖a符合條件;圖c則是選取其中一個離子,沿X、Y、Z三個方向切割可得到6個等距離且最近的帶相反電荷的離子,所以其配位數為6,故符合NaCl晶體結構的圖示是a和c,故合理選項是C。9、D【分析】【詳解】
A.氨氣分子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+(5-3×1)=4,所以氮原子雜化方式是sp3,因為含有一個孤電子對,所以是三角錐型結構,NF3分子構型與NH3相似,所以NF3分子構型也是三角錐型的;故A正確;
B.NF3分子構型與NH3相似,NH3分子構型是三角錐型的,所以NF3分子構型也是三角錐型的;三角錐形分子的結構不對稱,正負電荷中心不重疊,為極性分子,故B正確;
C.NF3存在N-F鍵,NH3存在N-H鍵,都為分子晶體,NF3與NH3晶體類型相同;故C正確;
D.氨氣、氟氣以及NF3為分子晶體,NH4F中存在的化學鍵是離子鍵、共價鍵,NH4F是離子化合物;故D錯誤;
故選:D。二、填空題(共9題,共18分)10、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;再以頂點的X分析X同時吸引Y的個數,計算晶體中有X和Y個數。
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.中苯環上的碳價層電子對數為3,是sp2雜化;B.CH4中碳原子價層電子對數為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為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數為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的度數為109°28′;故答案為:109°28′。
⑷A.中苯環上的碳價層電子對數為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為2,是sp雜化,第1個和第2個碳原子價層電子對數為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.D11、略
【分析】【分析】
(1)①Cu+基態核外電子排布式為價電子排布式為為全充滿結構,更穩定,據此作答;②與互為等電子體,則中氧原子之間形成叁鍵,叁鍵中有1個鍵、2個鍵;據此作答;
③根據有機C原子的雜化規律,中,C、CH中碳原子含一個雙鍵,采取雜化;而CN中碳原子含一個叁鍵,采取sp雜化;H元素非金屬性最小;其第一電離能最小,同周期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢,N元素第一電離能大于C元素,據此解答;
(2)由圖可知,一個分子對應著6個氫鍵,而一個氫鍵對應著2個分子,據此作答;中O與H原子之間形成共價鍵;O與B之間形成配位鍵;含有的化學鍵類型為共價鍵、配位鍵,據此解答;
【詳解】
(1)①基態核外電子排布式為價電子排布式為為全充滿結構,更穩定,故CuO在高溫下會分解成
故答案為:價電子排布式為為全充滿結構,更穩定;
②CaC2中與互為等電子體,則中氧原子之間形成叁鍵,叁鍵中有1個鍵、2個鍵,中含有的鍵數目為
故答案為:
③乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈丙烯腈分子中碳原子沒有孤對電子,C、CH中碳原子均形成3個鍵,采取雜化,而CN中碳原子形成2個鍵;采取sp雜化;H元素非金屬性最小;其第一電離能最小,同周期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢,N元素第一電離能大于C元素;
故答案為:sp、N;
由圖可知,一個分子對應著6個氫鍵,而一個氫鍵對應著2個分子,因此含有分子的晶體中有3mol氫鍵,中O與H原子之間形成共價鍵;O與B之間形成配位鍵;含有的化學鍵類型為共價鍵、配位鍵;
故答案為:3;共價鍵、配位鍵;【解析】價電子排布式為為全充滿結構,更穩定sp、N3共價鍵、配位鍵12、略
【分析】【分析】
⑴N基態氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①先計算NH3分子中氮原子價層電子對數,根據孤電子對影響鍵角進行分析;②有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應;生成1.5mol氮氣進行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶體,NH3可形成分子間氫鍵,AsH3、PH3根據相對分子質量越大;范德華力越大,熔沸點越高進行分析。
【詳解】
⑴N核外有7個電子,其基態氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子價層電子對數為推測出NH3分子的空間構型是三角錐形,其中H—N—H的鍵角為107°18′,請根據價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因是NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角;故答案為:三角錐形;NH3分子含有1個孤電子對;孤電子對影響鍵角。
②若該反應中有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應,生成1.5mol氮氣,因此形成π鍵的數目為3NA;故答案為:3NA。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3、PH3是分子晶體,根據相對分子質量越大,范德華力越大,熔沸點越高分析得到AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高;故答案為:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。
【點睛】
物質結構是常考題型,主要考查電子排布式、分子構型,共價鍵分類,鍵角分析、熔沸點分析。【解析】①.2s22p3;②.三角錐形③.107°18′④.NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。13、略
【分析】【分析】
(1)、P原子有三個能層;最外層為3s23p3;p軌道的電子云在三維空間中有3個延伸方向,原子軌道為啞鈴形;
(2);同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢;但P元素原子3p能級是半滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素;
(3)、PCl3中P;CI均滿足8電子穩定結構;計算中P的價層電子對數,然后判斷;
(4)、根據構造原理寫出基態鐵原子核外電子排布式;H3[Fe(PO4)2]中PO43-為配體,Fe3+為中心離子。
【詳解】
(1)、P原子核外有15個電子,分三層排布,即有三個能層,所以電子占據的最高能層符號為M;最外層為3s23p3;p軌道的電子云在三維空間中沿著x;y、z軸3個方向延伸,p原子軌道為啞鈴形;
故答案為M;3;啞鈴;
(2)、Si、P、S元素是同一周期相鄰元素,同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢,但P元素原子3p能級是半滿穩定狀態,能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能P>S>Si;
故答案為P>S>Si;
(3)、單質磷與Cl2反應,可以生成PCl3和PCl5,PCl3中P、Cl均滿足8電子穩定結構,PCl3中P原子的價層電子對數為:P原子的雜化軌道類型為sp3;所以分子的空間構型為三角錐型;
故答案為sp3;三角錐型;
(4)、鐵是26號元素,其原子核外有26個電子,根據構造原理其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則基態Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,H3[Fe(PO4)2]中PO43-為配體,Fe3+為中心離子;中心離子提供空軌道,配體提供孤對電子;
故答案為[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5);配體;孤電子對。
【點睛】
在書寫第一電離能時,需要判斷有無第二主族或是第五主族的元素,這兩個主族的元素的第一電離能比其左右兩邊都大,第二主族的s能級全滿,第五主族的p能級半滿,能量更低,其第一電離能越大。【解析】①.M②.3③.啞鈴④.P>S>Si⑤.sp3⑥.三角錐形⑦.[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)⑧.配體⑨.孤電子對14、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)根據晶胞的結構可知;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為8×=1,氧離子位于棱上,氧離子的個數為12×=3,鈣離子位于體心,鈣離子個數為1,所以鈣、鈦、氧的離子個數比是1:1:3,化學式可表示為CaTiO3;答案為1:1:3;CaTiO3。【解析】①.6②.8③.6④.1:1:3⑤.CaTiO315、略
【分析】【分析】
(1)Ni元素原子序數是28;其3d;4s電子為其價電子,3d、4s能級上電子數分別是8、2,據此書寫其價電子排布式,找到最高能層,為N層,能級為4s,判斷它的空間伸展方向;
(2)A.CO與CN-互為等電子體;則一氧化碳中含有碳氧三鍵,其中σ鍵個數為1;π鍵個數為2;故σ鍵和π鍵個數之比為1:2;
B.NH3的中心原子為N;價層電子歲數為4對,有一對孤對電子,sp3雜化,空間構型為三角錐形;
C.根據題干信息,鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物時;其配位數可能為是4或6;
D.Ni(CO)4中;鎳元素成鍵電子對數為4,孤電子對數為0,則價電子對數為4;
(3)中心原子提供空軌道配體提供孤電子對形成配位鍵;氫鍵存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的H與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間,則氫鍵表示為
(4)因為NiO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同;而氯化鈉中陰陽離子的配位數均為6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位數也均為6;根據表格數據,氧離子和鎳離子的半徑小于鈉離子和氯離子,則NiO的鍵長小于NaCl,離子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高,所以氧化鎳熔點高于氯化鈉熔點;
(5)①由圖b可知,La的個數為8×=1,Ni的個數為8×+1=5;La與Ni的個數比1:5,則x=5;
②由圖a可得晶胞的體積V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度=進行計算;
③六個球形成的空隙為八面體空隙,顯然圖c中的八面體空隙都是由2個La原子和4個Ni原子所形成,這樣的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,共有8×+2×=3個;
【詳解】
(1)Ni元素原子序數是28,其3d、4s電子為其價電子,3d、4s能級上電子數分別是8、2,其價電子排布式為3d84s2;最高能層的電子為N,分別占據的原子軌道為4s,原子軌道為球形,所以有一種空間伸展方向;
答案為:3d84s2;1;
(2)A.CO與CN-互為等電子體;則一氧化碳中含有碳氧三鍵,其中σ鍵個數為1;π鍵個數為2;故σ鍵和π鍵個數之比為1:2,故A正確;
B.NH3的中心原子為N;價層電子歲數為4對,有一對孤對電子,sp3雜化,空間構型為三角錐形,故B錯誤;
C.根據題干信息,鎳能形成多種配合物如正四面體形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CN)4]2-、正八面體形的[Ni(NH3)6]2+,因此Ni2+在形成配合物時;其配位數可能為是4或6,故C正確;
D.Ni(CO)4中,鎳元素成鍵電子對數為4,孤電子對數為0,則價電子對數為4,是sp3雜化;故D正確;
答案選B。
(3)中心原子提供空軌道配體提供孤電子對形成配位鍵;氫鍵存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的H與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間,則氫鍵表示為
故答案為:
(4)因為NiO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同;而氯化鈉中陰陽離子的配位數均為6,所以NiO晶胞中Ni和O的配位數也均為6;根據表格數據,氧離子和鎳離子的半徑小于鈉離子和氯離子,則NiO的鍵長小于NaCl,二者都屬于離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關,離子所帶電荷越多,離子半徑越小,離子鍵越強,熔點越高,所以氧化鎳熔點高于氯化鈉熔點;
答案為:6;離子半徑越小;離子所帶電荷越多,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高;
(5)①由圖b可知,La的個數為8×=1,Ni的個數為8×+1=5;La與Ni的個數比1:5,則x=5;
答案為:5;
②由圖a可得晶胞的體積V=5×10-8cm×5×10-8cm×4×10-8cm=1×10-21cm3,密度==g/cm-3;
答案為:
③六個球形成的空隙為八面體空隙,顯然圖c中的八面體空隙都是由2個La原子和4個Ni原子所形成,這樣的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,共有8×+2×=3個;
答案為:3。
【點睛】
考查同學們的空間立體結構的思維能力,難度較大。該題的難點和易錯點在(5)的③,與“”同類的八面體空隙位于晶胞的,上底和下底的棱邊和面心處,且空隙與其他晶胞共用,計算數目時也要注意使用平均法進行計算。【解析】3d84s21B6離子半徑越小,離子所帶電荷越多,鍵長越短,鍵能越大,熔點越高5316、略
【分析】【分析】
本題是對物質結構與性質的考查;涉及晶體類型與性質;雜化方式、分子結構與性質、晶胞計算等,側重考查學生分析解決問題的能力,分子極性大小及鍵角的大小判斷為易錯點、難點,(4)中關鍵是明確鍵長與晶胞棱長關系,需要學生具有一定的數學計算能力。
【詳解】
(1)BN由共價鍵形成的空間網狀結構,熔點高、硬度大,屬于原子晶體;而干冰松軟且極易升華,屬于分子晶體;BN晶體中B原子形成4個B-N鍵,雜化軌道數目為4,B原子采取sp3雜化,干冰中C原子形成2個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數目為2,C原子采取sp雜化,故答案為:原子;分子;sp3;sp;
(2)二者結構相似;均為V形,F與O的電負性相對比較接近,H與O的電負性相差較大,水分子中共用電子對較大地偏向O,所以O-F鍵的極性較弱,所以整個分子的極性也較弱,水分子中成鍵電子對之間排斥更大,故水分子中鍵角也更大,故答案為:<;<;
(3)石墨層內碳碳鍵的鍵長比金剛石要短;鍵能比金剛石大,故石墨晶體熔點比金剛石的高。故答案為:高;石墨層內碳碳鍵的鍵長比金剛石要短,鍵能比金剛石大;
(4)晶胞中每個碳原子與4個Si原子形成正四面體,每個Si原子與周圍的4個C原子形成正四面體,晶胞中Si、C的相對位置相同,可以將白色球看作C、黑色球看作Si,互換后以頂點原子研究,與之最近的原子處于面心,每個頂點為8個晶胞共用,每個面心為2個晶胞共用,故每個C原子周圍距離相等且最近的C原子數目為頂點Si原子與四面體中心C原子連線處于晶胞體對角線上,且距離等于體對角線長度的而體對角線長度等于晶胞棱長的倍,假設C-Si鍵長為acm,則晶胞棱長=cm,晶胞中Si原子數目=C原子數目=4,晶胞質量=g,晶胞密度=(g)÷(cm)3=g/cm3,故答案為:12;【解析】原子分子sp3sp<<高石墨層內碳碳鍵的鍵長比金剛石要短,鍵能比金剛石大1217、略
【分析】【分析】
【詳解】
試題分析:Ⅰ、(1)雙原子單質分子是以非極性鍵結合的非極性分子,則N2是以非極性鍵結合的非極性分子,故答案為N2;
(2)金剛石是通過非極性鍵形成的原子晶體;故答案為金剛石;
(3)C2H4分子中含有C-H極性共價鍵和C-C非極性共價鍵的非極性分子,故答案為C2H4;
(4)金屬Fe中存在自由電子;所以固態和熔融狀態下都能導電,故答案為金屬Fe.
Ⅱ、(1)CO2屬于分子晶體,熔化時克服的微粒間作用力是分子間作用力;SiO2屬于是原子晶體;熔化時克服的微粒間作用力是共價鍵,化學鍵比分子間作用強得多,所以二氧化硅熔點高于二氧化碳氣體,故答案為分子;分子間作用;原子;共價鍵;<;
(2)SiO2晶體是原子晶體;一個硅與四個氧相連,一個氧與兩個硅相連形成正四面體,故答案為4;2;
(3)石墨層狀結構中,每個碳原子被三個正六邊形共用,所以平均每個正六邊形占有的碳原子數=6×=2;故答案為2。
【考點】
考查共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;晶體的類型與物質熔點;硬度、導電性等的關系。
【點晴】
本題主要考查極性鍵和非極性鍵,熟悉常見元素之間的成鍵是解答本題的關鍵,注意化學鍵、空間構型與分子的極性的關系來分析解答即可,不同非金屬元素之間易形成極性共價鍵,分子的結構對稱、正負電荷的中心重合,則為非極性分子,如果存在自由移動的離子和電子就能導電,要學會利用均攤法進行有關晶胞的計算。【解析】Ⅰ、(1)N2;
(2)金剛石;
(3)C2H4;
(4)金屬Fe.
Ⅱ;(1)分子;分子間作用;原子;共價鍵;<;
(2)4;2;
(3)218、略
【分析】【詳解】
(1)A組熔點最高;屬于原子晶體,原子晶體的構成微粒為原子,微粒間作用力為共價鍵;
故答案為原子;共價鍵;
(2)B組物質為金屬;具有金屬光澤;導電性、導熱性、延展性,故答案為①②③④;
(3)由于HF分子間存在氫鍵;導致HF的沸點比其它氫化物的沸點高,故答案為HF分子間能形成氫鍵,其熔化時需要消耗的能量更多;
(4)D組物質為離子晶體;離子晶體具有硬而脆;水溶液能導電、固體不能導電而熔融狀態能導電的性質,故答案為②④;
(5)離子晶體中,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+);在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點就越高;
故答案為D組晶體都為離子晶體,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點就越高。【解析】原子共價鍵①②③④HF分子間能形成氫鍵,其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)②④D組晶體都為離子晶體,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在離子所帶電荷相同的情況下,半徑越小,晶格能越大,熔點就越高三、原理綜合題(共5題,共10分)19、略
【分析】【分析】
(1)基態Fe3+的核外電子排布式;就是按電子進入軌道的順序,從能量最低的1s軌道排起,共排布23個電子;
(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共價鍵外,還有K+與[Fe(CN)6]4-間的作用力和Fe2+與CN-間的作用力;1個[Fe(CN)6]4-內共含12個σ鍵,由此可確定含有12molσ鍵的K4[Fe(CN)6的物質的量;
(3)黃血鹽中N原子與C原子間形成共價三鍵;另外N原子的最外層還有1對孤對電子,從而得出N的雜化方式;C;N、O的第一電離能中,N原子最外層處于半滿狀態,出現反常;電負性與非金屬性成正比;
(4)①鈉的熔點比鉀更高;原因從離子帶電荷與離子半徑綜合分析;
②由圖中可知;1個Fe晶胞中含有2個Fe原子。設晶胞的邊長為x,則。
4r=x=
【詳解】
(1)基態Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5;
(2)K4[Fe(CN)6]中的作用力除共價鍵外,還有K+與[Fe(CN)6]4-間的離子鍵和Fe2+與CN-間的配位鍵;1個[Fe(CN)6]4-內共含12個σ鍵,由此可確定含有12molσ鍵的K4[Fe(CN)6的物質的量為1mol;
(3)黃血鹽中N原子與C原子間形成共價三鍵,另外N原子的最外層還有1對孤對電子,從而得出N的雜化方式sp;C、N、O的第一電離能中,N原子最外層處于半滿狀態,出現反常,即為N>O>C;電負性與非金屬性成正比,即為O>N>C;
(4)①鈉的熔點比鉀更高;原因是Na的半徑小,形成的金屬鍵鍵能大,熔點高;
②由圖中可知;1個Fe晶胞中含有2個Fe原子,設晶胞的邊長為x,則。
4r=x==g/cm3。
【點睛】
在金屬晶體中,金屬原子是相互接觸的,不像圖中原子間有很大的距離,解題時,我們要清楚實物與圖形的差異,否則,就難以求出結果。【解析】1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5配位鍵離子鍵1spN>O>CO>N>CNa的半徑小,形成的金屬鍵鍵能大,熔點高20、略
【分析】【分析】
(1)氮原子核外有7個電子,電子排布式為1s22s22p3;鎵為31號元素,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1;依據電子排布式解答;
(2)①H2N-CH2-CH2-NH2中氮原子的價層電子對數為(5+3)=4;
②中心原子Cu2+提供空軌道;乙二氨分子中N原子提供孤對電子;
③乙二氨和水都是極性分子;相似相溶,乙二氨分子與水分子間可形成氫鍵。
(3)①觀察晶胞結構發現N原子周圍距離最近的B數目為4;即配位數為4;由圖可知,晶胞為面心立方堆積,以頂點的N原子分析,位于面心的原子與之相鄰,1個頂點原子為12個面共用,所以離N原子最近且等距離的N原子有12個,同理離硼原子最近且等距離的硼原子有12個;
②每個六棱柱平均含有一個N原子和一個B原子,兩原子的相對原子質量之和為25,設層與層之間距離為h,六棱柱體積為a2hcm3,六棱柱質量為=a2hdg,所以h=cm=×1010pm。
【詳解】
(1)氮原子核外有7個電子,基態氮原子的核外電子排布圖為鎵為31號元素,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1;有8個不同的能層,所以基態鎵(Ga)原子的核外具有8種不同能量的電子。
故答案為8;
(2)①H2N-CH2-CH2-NH2中氮原子的價層電子對數為(5+3)=4,所以軌道雜化類型為sp3;
②配合離子[Cu(en)2]2+中心原子Cu2+提供空軌道,乙二氨分子中N原子提供孤對電子,因此提供孤電子對的原子是N,配合離子結構簡式為
③乙二氨和水都是極性分子;相似相溶,乙二氨分子與水分子間可形成氫鍵,所以乙二氨易溶于水。
故答案為sp3;N;乙二氨與水形成分子間氫鍵;乙二氨分子與水分子均為極性分子;
(3)①觀察晶胞結構發現N原子周圍距離最近的B數目為4;即配位數為4;由圖可知,晶胞為面心立方堆積,以頂點的N原子分析,位于面心的原子與之相鄰,1個頂點原子為12個面共用,所以離N原子最近且等距離的N原子有12個,同理離硼原子最近且等距離的硼原子有12個;
②選取晶體結構中最小的正六棱柱為計算單位,根據均攤法可以計算出每個六棱柱平均含有一個N原子和一個B原子,兩原子的相對原子質量之和為25。已知六方氮化硼同層中B與N之間的距離為acm,則正六邊形的邊長為acm,設層與層之間距離為h,六棱柱體積為a2hcm3,又知其密度為dg?cm-3,則六棱柱質量為=a2hdg,所以h=cm=×1010pm,則層與層之間距離的計算表達式為×1010pm。
故答案為4;12;1010。【解析】8sp3N乙二氨與水形成分子間氫鍵,乙二氨分子與水分子均為極性分子412101021、略
【分析】【分析】
(1)根據構造原理書寫Li核外電子排布式;據此書寫基態Li原子核外電子占據的空間運動狀態,據此判斷Li原子核外占據最高能層電子的電子云輪廓圖形狀;
(2)焰色反應是是電子躍遷的結果;
(3)原子核外各個軌道電子排布處于全滿;半滿或全空時是穩定狀態;
(4)①根據價層電子對分析,在SCN-中C原子形成了共價三鍵;據此判斷C原子雜化類型;
②元素吸引電子能力越大;其電離能就越大;根據配位體及配位原子中含有的σ鍵計算;
(5)根據物質中含有的非羥基O原子數目分析;
(6)先根據均攤方法計算一個晶胞中含有的各種元素的原子個數然后根據ρ=計算密度。
【詳解】
(1)Li核外電子排布式是1s22s1;1個原子軌道為1個空間運動狀態,基態Li原子核外電子占據的軌道有1s;2s兩個,故有2個空間運動狀態。占據最高能層為L層2s軌道,故電子云輪廓圖形狀為球形;
(2)金屬元素產生焰色反應的原因為電子從較高能級的激發態躍遷到較低能級的激發態乃至基態時;以光的形式釋放多余的能量,形成焰色反應,不同金屬元素的電子躍遷時釋放的能量不同,因此焰色反應不同;
(3)基態Fe3+的價層電子排布式為3d5,為d軌道的半充滿的穩定狀態,相對穩定形強,而基態Fe2+的價層電子排布式為3d6;穩定性不如半充滿狀態;
(4)①SCN-中C原子的價層電子對數目為2;立體構型為直線形,其中碳原子的雜化方式為sp;
②K4[Fe(CN)6]中基態K、Fe、C、N原子吸引電子能力依次增強,第一電離能依次增大;所以四種元素的第一電離能由大到小的順序為N>C>Fe>K;Fe2+與CN-形成配位鍵含6個σ鍵,每1個CN-中含有1個σ鍵,所以1mol[Fe(CN)6]4-中含有σ鍵的數目為12NA;
(5)H3AsO3中非羥基氧原子數是0,而H3AsO4中非羥基氧原子數是1,可見H3AsO3中非羥基氧原子數小于H3AsO4,酸分子中非羥基O原子數目越大,該酸的酸性就越強,且非羥基氧原子數少的酸分子中砷元素的正電性更小,羥基更不易電離出氫離子,故酸性弱于H3AsO4;
(6)由圖可知,每個晶胞中含有4個Li、4個As、4個Fe,則該晶體的密度可表示為ρ=g/cm3。
【點睛】
本題考查了原子核外電子排布、原子的雜化方式、電離能及含氧酸的酸性比較、化學鍵數目的計算和晶體密度的計算等,全面考查了物質結構,掌握核外電子排布規律、價層電子對互斥理論等物質結構理論及電離能、電負性等概念是本題解答的關鍵,在進行晶體密度計算時,要學會用均攤法分析,題目考查了學生的分析與計算能力。【解析】2球形電子從較高能級的激發態躍遷到較低能級的激發態乃至基態時,以光的形式釋放能量基態Fe2+的價層電子排布式為3d6,而基態Fe3+的價層電子排布式為3d5,為半充滿狀態,穩定性更強直線形spN>C>Fe>K12NAH3AsO3中非羥基氧原子數小于H3AsO4,砷元素的正電性更小,羥基更不易電離出氫離子22、略
【分析】【詳解】
(1)元素的非金屬性越強,其電負性就越大;在CH4和CO2所含的H、C、O三種元素中,元素的非金屬性由強到弱的順序是O>C>H,所以元素的電負性從小到大的順序為H
(2)a.固態CO2是由CO2分子通過分子間作用力結合形成的分子晶體;a正確;
b.在CH4分子中含有不同種非金屬元素形成的C—H極性共價鍵,由于該分子是正四面體型的結構的分子,分子中正負電中心重合,因此該反應是非極性分子,b錯誤;
c.CH4和CO2都是由分子構成的分子晶體;分子之間通過分子間作用力結合,分子間作用力越強,物質的熔;沸點就越高,物質的熔沸點高低與分子內的化學鍵的強弱無關,c錯誤;
d.CH4分子中碳原子的價層電子對數為4+×(4-4×1)=4,碳原子的雜化類型是sp3雜化,CO2分子中C原子的價層電子對數為2+×(4-2×2)=2;碳原子的雜化類型是sp雜化,d正確;
故答案選ad。
(3)①28號元素Ni的基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;該元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。
②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,在每個配位體中含有一個σ鍵,在每個配位體與中心原子之間形成一個σ鍵,所以1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。
(4)①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是范德華力和氫鍵。
②根據表格數據可知,籠狀空腔的直徑(0.586nm)大于CO2分子的直徑(0.512nm),而且CO2與水分子之間的結合力大于CH4,因此可以實現用CO2置換CH4的設想。【解析】H<C<Oad[Ar]3d84s2VⅢ8氫鍵、范德華力
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