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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年滬科版選修3化學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6題,共12分)1、已知X、Y元素同周期,且電負性X>Y,下列說法錯誤的是A.X與Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價B.在元素周期表中,X可能位于Y的右邊C.最高價含氧酸的酸性:X對應的酸性弱于Y對應的酸性D.Y的氣態氫化物的穩定性弱于X的氣態氫化物的穩定性2、下列分子或離子中,含有孤對電子的是A.NH4+B.CH4C.SiH4D.PH33、下列事實與氫鍵無關的是A.冰的密度比水小,能浮在水面上B.HCl極易溶于水C.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛D.相同壓強下,HF比HCl沸點高4、實驗室常用CS2溶解硫磺(S8)或白磷(P4),下列推測錯誤的是A.CS2是非極性分子B.CS2的沸點高于CO2C.CS2不能在空氣中燃燒D.CS2能證明非金屬性S>C5、關于化合物下列敘述正確的是()A.分子間可形成氫鍵B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵C.分子中有7個σ鍵和1個π鍵D.該分子在水中的溶解度小于2-丁烯6、下列關于晶體的說法正確的組合是()
①分子晶體中都存在共價鍵。
②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。
③金剛石、SiC、H2O、H2S晶體的熔點依次降低。
④離子化合物中只有離子鍵沒有共價鍵;分子晶體中肯定沒有離子鍵。
⑤CaTiO3晶體中(晶胞結構如圖所示)每個Ti4+和12個O2-相緊鄰。
⑥SiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結合。
⑦晶體中分子間作用力越大;分子越穩定。
⑧氯化鈉溶于水時離子鍵被破壞A.①②③⑥B.①②④C.③⑤⑦D.③⑤⑧評卷人得分二、多選題(共7題,共14分)7、基態原子由原子核和繞核運動的電子組成,下列有關核外電子說法正確的是A.基態原子的核外電子填充的能層數與元素所在的周期數相等B.基態原子的核外電子填充的軌道總數一定大于或等于(m表示原子核外電子數)C.基態原子的核外電子填充的能級總數為(n為原子的電子層數)D.基態原子的核外電子運動都有順時針和逆時針兩種自旋狀態8、已知X、Y、Z、W、R是原子序數依次增大的短周期主族元素,X是周期表中的原子半徑最小的元素,Y元素的最高正價與最低負價的絕對值相等,Z的核電荷數是Y的2倍,W的最外層電子數是其最內層電子數的3倍。下列說法不正確的是A.原子半徑:Z>W>RB.W、R對應的簡單氫化物的穩定性前者大于后者C.W與X、W與Z形成的化合物的化學鍵類型完全相同D.電負性R>Y、X9、短周期主族元素的原子序數依次增大,的最高正價與最低負價代數和為0,形成的化合物甲的結構如圖所示,在同周期中原子半徑最小。下列說法正確的是()
A.原子半徑大小:B.電負性大小:C.形成的化合物為離子化合物D.化合物甲中陰離子的空間構型為三角錐形10、近年來我國科學家發現了一系列意義重大的鐵系超導材料,其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物。下列說法正確的是A.元素As與N同族,可預測AsH3分子中As-H鍵的鍵角小于NH3中N-H鍵的鍵角B.Fe成為陽離子時首先失去3d軌道電子C.配合物Fe(CO)n可用作催化劑,Fe(CO)n內中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18,則n=5D.每個H2O分子最多可與兩個H2O分子形成兩個氫鍵11、有5種元素X、Y、Z、Q、T。X為短周期元素,其原子M層上有2個未成對電子且此能級無空軌道;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X的單質可在加熱的條件下形成化合Y2X3B.T和Z各有一種單質的空間構型為正四面體形C.X和Q結合生成的化合物為離子化合物D.ZQ2是極性鍵構成的非極性分子12、近年來有多個關于超高壓下新型晶體的形成與結構的研究報道。NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Na或Cl2反應,可以形成不同組成、不同結構的晶體。如圖給出其中三種晶體的晶胞(大球為氯原子,小球為鈉原子),關于這三種晶胞的說法正確的是()
A.晶胞Ⅰ中鈉原子的配位數為12B.晶胞Ⅱ中含有6個鈉原子C.晶胞Ⅲ所對應晶體的化學式為Na2ClD.三種晶體均是由NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Na反應所得13、下表是某些原子晶體的熔點和硬度。原子晶體金剛石氮化硼碳化硅硅鍺熔點/℃3350300026001415938.4硬度109.59.07.06.0
分析表中的數據,判斷下列敘述正確的是()A.構成原子晶體的原子種類越多,晶體的熔點越高B.構成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大,晶體的熔點越高C.構成原子晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越大D.構成原子晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越小評卷人得分三、填空題(共6題,共12分)14、許多金屬及其化合物在生活;化工、醫藥、材料等各個領域有著廣泛的應用。
(1)鈦由于其穩定的化學性質,良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿以及高強度、低密度,被美譽為“未來鋼鐵”、“戰略金屬”。鈦基態原子中電子占據最高能級的符號為________。與鈦同周期的元素中,基態原子的未成對電子數與鈦相同的有_______種。鈦比鋼輕、比鋁硬,是一種新興的結構材料。鈦硬度比鋁大的原因是___________________。
(2)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a×10-10cm,則該氮化鈦的密度為______g·cm-3(NA為阿伏加德羅常數的值;只列計算式)。
(3)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優良性能,得到廣泛應用。Li2O是離子晶體,其晶格能可通過圖(a)的Born-Haber循環計算得到。
Li原子的第一電離能為______kJ·mol-1,OO鍵鍵能為_____kJ·mol-1,Li2O晶格能為____kJ·mol-1。15、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____________。16、根據題給要求填空。
(1)某元素的基態原子最外層電子排布式為3s23p2,它的次外層上電子云形狀有________種,原子中所有電子占有________個軌道,核外共有________種運動狀態不同的電子。
(2)E原子核外占有9個軌道,且具有1個未成對電子,E離子結構示意圖是_______。
(3)F、G都是短周期元素,F2-與G3+的電子層結構相同,則G元素的原子序數是________,F2-的電子排布式是______。
(4)M能層上有________個能級,有________個軌道,作為內層最多可容納________個電子,作為最外層時,最多可含有________個未成對電子。17、回答下列問題:
(1)1molCO2中含有的σ鍵數目為________;π鍵數目為________。
(2)已知CO和CN-與N2結構相似,CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為________。CH2=CHCN分子中σ鍵與π鍵數目之比為________。
(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的—個氫原子被-NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼可用作火箭燃料,燃燒時發生的反應:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1038.7kJ·mol-1若該反應中有4molN—H鍵斷裂;則形成的π鍵有________mol。
(4)Co基態原子核外電子排布式為____________;
基態Ge原子的核外電子排布式為____________;
Zn2+的價電子軌道表示式為_______________;
Co3+核外電子未成對電子數為__________________。
(5)CH4、NH3、H2O、HF分子中共價鍵的極性由強到弱的順序是_______________________。18、近日;《自然—通訊》發表了我國復旦大學魏大程團隊開發的一種共形六方氮化硼修飾技術,可直接在二氧化硅表面生長高質量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的電子排布圖表示的狀態中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A.B.
C.D.
(2)第二周期主族元素中,按第一電離能大小排序,第一電離能在B和N之間的元素有___種。
(3)Na與N形成的NaN3可用于制造汽車的安全氣囊,其中陰離子的空間構型為___,Na在空氣中燃燒則發出黃色火焰,這種黃色焰色用光譜儀攝取的光譜為___光譜(填“發射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的鍵角約為107°,而同主族磷的氫化物PH3分子的鍵角約為94°,試用價層電子對互斥理論解釋NH3的鍵角比PH3的鍵角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一種有效、安全的固體儲氫材料,可由BH3與NH3反應生成,B與N之間形成配位鍵,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的雜化方式為___。它的性質與乙烷有所不同:在標準狀況下為無色無味的白色固體,在水中溶解度也較大,其原因是___。
(6)立方氮化硼屬于原子晶體,其晶胞結構如圖1所示,可認為氮原子處于硼原子圍成的某種空隙中,則氮原子處于硼原子圍成的___(填空間結構)空隙中。圖2是立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖,請在圖中圓球上涂“●”標明N的相對位置___。
已知立方氮化硼的密度為dg·cm-3,阿伏加德羅常數的值為NA,則晶胞中硼原子與氮原子的最近距離為___nm。(只要求列算式)19、氯化汞(HgCl2)可用于木材和解剖標本的保存、皮革鞣制和鋼鐵鏤蝕,是分析化學的重要試劑,還可做消毒劑和防腐劑。HgCl2在水中稍有水解:HgCl2+H2OHg(OH)Cl+HCl
(1)為了抑制上述反應中HgCl2的水解,可以采取的措施是_________。(選填編號)
a.加水稀釋b.增加HCl的濃度c.及時移走產物d.降溫。
(2)HgCl2與稀氨水反應則生成難溶解的氨基氯化汞,化學方程式為HgCl2+2NH3→Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl,上述反應的短周期元素中,非金屬性最強元素原子的最外層軌道排布式為__________,該原子核外電子云有_________種不同的伸展方向。
(3)已知PCl3與NH3分子結構相似,PCl3的電子式是_______________;PCl3與NH3的沸點比較,______高,其原因是_______________________。
(4)氮的一種氫化物HN3可用于有機合成,其酸性與醋酸相似,若HN3與氨水混合,此反應的化學方程式是_______________________。
(5)若將0.4mol/LNH4Cl與0.2mol/LNaOH溶液等體積混合后,PH=10,下列關系正確的是______
A.c(NH4+)>c(OH-)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(H+)
B.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH3?H2O)>c(H+)
C.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)>c(NH3?H2O)
D.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+)評卷人得分四、實驗題(共1題,共2分)20、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_____________________________。評卷人得分五、工業流程題(共1題,共3分)21、飲用水中含有砷會導致砷中毒,金屬冶煉過程產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:As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。
(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__________(填化學式);
(4)“一級沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為__________;
(6)關于地下水中砷的來源有多種假設,其中一種認為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分六、結構與性質(共2題,共10分)22、鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。正極材料為LiCoO2、LiFePO4等,負極材料一般為石墨碳,以溶有LiPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC)作電解液。
(1)Fe2+基態核外電子排布式為________。
(2)PO43-的空間構型為________(用文字描述)。
(3)中的配位數為6,該配合物中的配位原子為_____。
(4)碳酸二乙酯(DEC)的分子結構如圖所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為_____,1mol碳酸二乙酯(DEC)中含有σ鍵的數目為_____。
(5)氮化鋰是一種新型無機貯氫材料,其晶胞結構如圖所示,該晶體的化學式為_______。
23、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=________
參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【分析】
同周期元素;從左到右,原子序數依次增大,原子半徑依次減小,非金屬性依次增強,電負性依次增大。
【詳解】
A.非金屬性X>Y;X與Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價,A正確;
B.同周期;從左到右,非金屬性逐漸增強,則在元素周期表中X可能位于Y的右面,B正確;
C.非金屬性越強;其最高價氧化物對應的水化物的酸性越強,非金屬性X>Y,則X的最高價氧化物對應的水化物的酸性強于Y,C錯誤;
D.非金屬性X>Y;非金屬性越強,氣態氫化物越穩定,則Y的氣態氫化物的穩定性小于X的氣態氫化物的穩定性,D正確;
答案為C。2、D【分析】【分析】
孤電子對個數=(a-xb),a為中心原子的價電子數,x為與中心原子結合的原子個數,b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數;據此計算孤對電子數。
【詳解】
A.NH4+中,孤電子對個數=(a-xb)=[(5-1)-4×1]=0;不含孤對電子,A不符合題意;
B.CH4中,孤電子對個數=(a-xb)=(4-4×1)=0;不含孤對電子,B不符合題意;
C.SiH4中,孤電子對個數=(a-xb)=(4-4×1)=0;不含孤對電子,C不符合題意;
D.PH3中,孤電子對個數=(a-xb)=(5-3×1)=1,含1對孤對電子,D符合題意;故答案為:D。3、B【分析】【詳解】
A.冰的結構中;水分子之間均能形成氫鍵,使得空隙較多,密度較小,能浮在水面上,故A與氫鍵有關;
B.HCl是極性分子;水也是極性分子,根據相似相溶原理,極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑,則HCl極易溶于水,故B與氫鍵無關;
C.鄰羥基苯甲醛形成分子內氫鍵;會降低沸點;而對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵,會使沸點升高,所以前者沸點較低,故C與氫鍵有關;
D.相同壓強下;HF分子間存在氫鍵,HCl分子間不存在氫鍵,則HF比HCl沸點高,故D與氫鍵有關;
答案選B。4、C【分析】【分析】
A.根據“相似相溶”原理知;非極性分子的溶質極易溶于非極性分子的溶劑;
B.分子晶體熔沸點與其相對分子質量成正比;還與氫鍵有關;
C.CS2在空氣中燃燒生成二氧化硫和二氧化碳;
D.在同一種化合物中;電負性大的元素顯負化合價,電負性小的元素顯正化合價,元素的電負性越大其非金屬性越強。
【詳解】
A.根據“相似相溶”原理知,非極性分子的溶質極易溶于非極性分子的溶劑,CS2溶解硫磺(S8)或白磷(P4),硫磺和白磷是非極性分子,則CS2為非極性分子;A項正確;
B.分子晶體熔沸點與其相對分子質量成正比,還與氫鍵有關,這兩種物質都是分子晶體,且二硫化碳相對分子質量大于二氧化碳,所以CS2的沸點高于CO2;B項正確;
C.CS2在空氣中燃燒生成二氧化硫和二氧化碳;所以二硫化碳能在空氣中燃燒,C項錯誤;
D.在同一種化合物中,電負性大的元素顯負化合價,電負性小的元素顯正化合價,元素的電負性越大其非金屬性越強,該化合物中C為+4價、S為-2價,所以非金屬性S>C;D項正確;
答案選C。5、B【分析】分析:由的分子結構可知;該有機物分子中有1個碳碳雙鍵;2個醛基,醛基中有碳氧雙鍵,雙鍵由1個個σ鍵和1個π鍵構成,碳碳鍵為非極性鍵,其他鍵為極性鍵。組成元素只有C、H、O等3種,因為分子中無羥基,故不能形成氫鍵,但可以與水分子間形成氫鍵。
詳解:A.分子間不能形成氫鍵;A不正確;
B.分子中碳碳鍵為非極性鍵;其他鍵為極性鍵,故該分子既有極性鍵又有非極性鍵,B正確;
C.分子中有9個σ鍵和3個π鍵;C不正確;
D.該分子可以與水分子間形成氫鍵;而2-丁烯不能,故其在水中的溶解度大于2-丁烯,D不正確。
綜上所述,敘述正確的是B,本題選B。6、D【分析】【詳解】
①稀有氣體是由單原子組成的分子;其晶體中不含化學鍵,故錯誤;
②晶體分為分子晶體;原子晶體、離子晶體、金屬晶體;其中金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子組成,故錯誤;
③金剛石和SiC為原子晶體,原子晶體中鍵長越長,熔沸點越低,Si的半徑比C的半徑大,因此金剛石比SiC熔沸點高,H2O和H2S屬于分子晶體,H2O分子間含有氫鍵,因此H2O的熔沸點高于H2S,熔沸點高低判斷:一般原子晶體>離子晶體>分子晶體;綜上所述,故正確;
④離子晶體中除含有離子鍵外;可能含有共價鍵,如NaOH,但分子晶體中一定不含離子鍵,故錯誤;
⑤根據化學式以及晶胞結構,Ti2+位于頂點,O2-位于面上,Ca2+位于體心,因此每個Ti4+周圍最近的O2-有12個;故正確;
⑥SiO2中Si有4個鍵;與4個氧原子相連,故錯誤;
⑦只有分子晶體中含有分子間作用力;且分子間作用力影響的是物質的物理性質,而穩定性是化學性質,故錯誤;
⑧離子晶體溶于水破壞離子鍵;故正確;綜上所述,選項D正確;
答案:D。二、多選題(共7題,共14分)7、AB【分析】【詳解】
A.基態原子的核外電子填充的能層數等于電子層數;等于所在的周期數,故A正確;
B.由泡利(不相容)原理可知1個原子軌道里最多只能容納2個電子,若基態原子的核外電子填充的軌道總數為n,容納的核外電子數m最多為2n,則n大于或等于故B正確;
C.若n為原子的電子層數,基態原子的核外電子填充的能級總數為n2;故C錯誤;
D.依據洪特規則可知;當電子排布在同一能級的不同軌道(能量相同)時,總是優先單獨占據一個軌道,而且自旋方向相同,則基態原子的核外電子運動不一定都有順時針和逆時針兩種自旋狀態,故D錯誤;
故選AB。8、BC【分析】【分析】
已知X;Y、Z、W、R是原子序數依次增大的短周期主族元素;X是周期表中原子半徑最小的元素,所以X是H;Y元素的最高正價與最低負價的絕對值相等,這說明Y是第ⅣA族元素;Z的核電荷數是Y的2倍,且是短周期元素,因此Y是C,Z是Mg;W的最外層電子數是其最內層電子數的3倍,且原子序數大于Mg的,因此W是第三周期的S;R的原子序數最大,所以R是Cl元素,據此解答。
【詳解】
根據以上分析可知X是H;Y是C,Z是Mg,W是S,R是Cl。
A.同周期自左向右原子半徑逐漸減小;則原子半徑:Z>W>R,故A正確;
B.W是S;R是Cl,非金屬性越強,其氣態氫化物的穩定性越強,非金屬性:Cl>S,則對應的簡單氫化物的穩定性前者小于后者,故B錯誤;
C.X是H,Z是Mg,W是S,H2S含有的化學鍵是極性共價鍵;MgS含有的化學鍵是離子鍵,因此W與X;W與Z形成的化合物的化學鍵類型完全不相同,故C錯誤;
D.X是H;Y是C,R是Cl,非金屬性越強,其電負性越強,三種元素中Cl的非金屬性最強,則電負性R>Y;X,故D正確;
答案選BC。9、AC【分析】【分析】
短周期主族元素W;X、Y、Z的原子序數依次增大;W的最高正價與最低負價代數和為0,則W為C或Si,根據W、X、Y形成的化合物甲的結構示意圖,X為O,則W為C,Y為+1價的陽離子,為Na元素;Z在同周期中原子半徑最小,Z為Cl元素,據此分析解答。
【詳解】
根據上述分析;W為C元素,X為O元素,Y為Na元素,Z為Cl元素。
A.同一周期,從左到右,原子半徑逐漸減小,同一主族,從上到下,原子半徑逐漸增大,原子半徑大小:故A正確;
B.元素的非金屬性越強;電負性越大,電負性大小:X>Z,故B錯誤;
C.X為O元素;Y為Na元素,為活潑的非金屬和金屬元素,形成的化合物為離子化合物,故C正確;
D.化合物甲中陰離子為CO32-;C原子的價層電子對數=3,沒有孤對電子,空間構型為平面三角形,故D錯誤;
故選AC。10、AC【分析】【詳解】
A選項,元素As與N同族,N的電負性大于As,使成鍵電子離N原子更近,兩個N—H鍵間的排斥力增大,NH3中鍵角更大,因此AsH3分子中As-H鍵的鍵角小于NH3中N-H鍵的鍵角;故A正確;
B選項;Fe成為陽離子時首先失去4s軌道電子,故B錯誤;
C選項,配合物Fe(CO)n可用作催化劑,Fe的價電子為3d64s2,價電子數為8,一個配體CO提供2個電子,因此Fe(CO)n內中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18;8+2×n=18,則n=5,故C正確;
D選項,冰中每個H2O分子與周圍四個水分子形成氫鍵形成四面體結構;即一個水分子可以形成四個氫鍵,故D錯誤。
綜上所述;答案為AC。
【點睛】
冰的密度比水小的原因是冰中水與周圍四個水分子以氫鍵形成四面體結構,中間有空隙,因此密度比水小。11、AC【分析】【分析】
根據題意,X原子M層上有2個未成對電子且無空軌道,則X的電子排布式為1s22s22p63s23p4,為S元素;Y原子的特征電子構型為3d64s2,則Y的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,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的電子排布式為1s22s22p2,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,Q的電子排布式為1s22s22p4,Q為O元素;T原子的M電子層上p軌道半充滿,T的電子排布式為1s22s22p63s23p3;則T為為P元素,據此分析。
【詳解】
A.元素Y和X的單質分別是Fe;S;加熱的條件下生成FeS,A錯誤;
B.T和Z分別是P、C,它們形成的單質有P4和金剛石;它們的分子構型均為正四面體型,B正確;
C.X與Q形成的化合物SO2或SO3都為共價化合物;C錯誤;
D.ZQ2是為CO2,CO2是直線型分子,結構式是O=C=O,結構對稱,正負電荷中心重合,則CO2是極性鍵構成的非極性分子;D正確。
答案選AC。12、AC【分析】【分析】
根據原子分攤可知,晶胞I中:晶胞中Na原子數目=1+8×=2、Cl原子數目=12×=6,化學式為NaCl3;晶胞II中Na原子數目=2+4×=3、Cl原子數目=8×=1,化學式為Na3Cl;晶胞III中Na原子數目=2+4×+2×=4、Cl原子數目=8×=2,化學式為Na2Cl,根據反應條件(NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Na或Cl2反應,可以形成不同組成、不同結構的晶體)和原子守恒可知,晶胞I所對應晶體是NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Cl2反應的產物;晶胞II;III所對應晶體是NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Na反應的產物,據此分析解答。
【詳解】
A.由圖可知;晶胞中12個Cl原子位于面上,所以體心Na原子周圍有12個Cl,即鈉原子的配位數為12,故A正確;
B.Na有2個位于體內,4個位于棱心,棱心被4個晶胞共用,鈉原子個數為2+4×=3;即晶胞Ⅱ中含有3個鈉原子,故B錯誤;
C.晶胞III中Na原子數目=2+4×+2×=4、Cl原子數目=8×=2,化學式為Na2Cl;故C正確;
D.晶胞I、II、Ⅲ所對應晶體的化學式分別為NaCl3、Na3Cl、Na2Cl,根據原子守恒可知,晶胞I所對應晶體是NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Cl2反應的產物;晶胞II;III所對應晶體是NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Na反應的產物,故D錯誤;
答案選AC。13、BD【分析】【詳解】
A.原子晶體的熔點與構成原子晶體的原子種類無關;與原子間的共價鍵鍵能有關,故A錯誤;
B.構成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大;晶體的熔點越高,故B正確;
C.構成原子晶體的原子的半徑越大;鍵長越長,鍵能越小,晶體的硬度越小,故C錯誤;
D.構成原子晶體的原子的半徑越大;鍵長越長,鍵能越小,晶體的硬度越小,故D正確;
故答案選:BD。三、填空題(共6題,共12分)14、略
【分析】【分析】
(1)鈦原子核外有22個電子;根據核外電子排布規律寫出鈦原子價電子排布式,再確定占據的最高能級;基態Ti原子的未成對電子數為2;第四周期中未成對電子數為2的元素有Ge;Se、Ni,有3種;鈦原子的價電子數是4、鋁原子的價電子數是3;
(2)根據均攤法,可知該晶胞中N原子個數為6+8=4,Ti原子個數為1+12=4,所以晶胞的質量為m=g,而晶胞的體積V=(2a×10-10)3cm3,再根據=計算;
(3)Li原子的第一電離能是指1mol氣態鋰原子失去1mol電子變成1mol氣態鋰離子所吸收的能量;OO鍵鍵能是指1mol氧氣分子斷裂生成氣態氧原子所吸收的能量;晶格能是指氣態離子結合生成1mol離子晶體所釋放的能量或1mol離子晶體斷裂離子鍵形成氣態離子所吸收的能量;以此解答。
【詳解】
(1)鈦原子核外有22個電子,基態鈦原子價電子排布式為3d24s2;占據最高能級的符號為3d;基態原子的未成對電子數為2;第四周期中未成對電子數為2的元素有Ge;Se、Ni,有3種;鈦原子的價電子數是4、鋁原子的價電子數是3,鈦原子的價電子數比鋁多,金屬鍵更強,所以鈦的硬度比鋁大;
因此;本題正確答案是:3d;3;鈦原子的價電子數比Al多,金屬鍵更強;
(2)根據均攤法,可知該晶胞中N原子個數為6+8=4,Ti原子個數為1+12=4,所以晶胞的質量為m=g,而晶胞的體積V=(2a×10-10)3cm3,所以晶胞的密度=g·cm-3;
因此,本題正確答案是:
(3)Li原子的第一電離能是指1mol氣態鋰原子失去1mol電子變成1mol氣態鋰離子所吸收的能量,即為=520kJ·mol-1;O=O鍵鍵能是指1mol氧氣分子斷裂生成氣態氧原子所吸收的能量,即為249kJ·mol-1=498kJ·mol-1。晶格能是指氣態離子結合生成1mol離子晶體所釋放的能量或1mol離子晶體斷裂離子鍵形成氣態離子所吸收的能量,則Li2O晶格能為2908kJ·mol-1。
因此,本題正確答案是:520;498;2908。【解析】①.3d②.3③.鈦原子的價電子數比Al多,金屬鍵更強④.⑤.520⑥.498⑦.290815、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S16、略
【分析】【詳解】
(1)某元素的基態原子最外層電子排布為3s23p2,該元素為Si,核外電子排布式為1s22s22p63s23p2;次外層能級為2s;2p,有s、p兩種不同的軌道,電子云形狀有2種。原子中所有電子占有8個軌道,分別為1s、2s、3s共3個軌道,3個2p軌道,2個3p軌道;原子核外有14個電子,每個電子的運動狀態都不一樣,因此有14種不同的運動狀態;
(2)E原子核外占有9個軌道,且具有1個未成對電子,則其核外電子排布圖為從圖可知,該原子為Cl原子,得到1個電子,形成Cl-,其結構示意圖為
(3)F、G都是短周期元素,F2-與G3+的電子層結構相同,F為短周期元素,能夠形成離子F2-,只能是O2-或S2-,但是G也是短周期元素,G3+的電子層結構與F2-相同,如果F是S元素,則G不是短周期元素,因此F為O,G為Al;G為Al,其原子序數為13;F2-是O2-,其電子排布式1s22s22p6;
(4)M能層上3個能級,分別為3s、3p、3d;3s有1個軌道,3p有3個軌道,3d有5個軌道,共9個軌道;每個軌道可以容納2個電子,作為內層最多可容納9×2=18個電子;作為最外層時,只有3s、3p能級上填充電子,未成對電子最多,則3個3p軌道上均只有1個電子,最多可含有3個未成對電子。【解析】①.2②.8③.14④.⑤.13⑥.1s22s22p6⑦.3⑧.9⑨.18⑩.317、略
【分析】【詳解】
(1)CO2的結構式是O=C=O,1個二氧化碳分子中有2個碳氧雙鍵,雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵,1molCO2中含有的σ鍵數目為2NA,π鍵數目為2NA。
(2)N2的結構式是NN,三鍵中1個σ鍵和2個π鍵,已知CO和CN-與N2結構相似,CO分子內存在CO鍵,σ鍵與π鍵個數之比為1:2。CH2=CHCN分子的結構式是分子中有6個σ鍵和3個π鍵,σ鍵與π鍵數目之比為2:1。
(3)N2的結構式是NN,三鍵中1個σ鍵和2個π鍵,產物中只有N2含有π鍵;肼(N2H4)分子中含有4個N-H鍵。燃燒時發生的反應:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1038.7kJ·mol-1,若該反應中有4molN—H鍵斷裂,則消耗1molN2H4,生成1.5molN2;形成的π鍵有3mol。
(4)Co是27號元素,核外有27個電子,根據能量最低原理,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2;
Ge是32號元素,基態Ge原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2;
Zn是30號元素,Zn價電子排布式是3d104s2,Zn2+的價電子排布式是3d10,Zn2+價電子軌道表示式為
Co3+核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d6,Co3+的價電子排布圖是Co3+核外電子未成對電子數為4。
(5)同周期元素從左到右電負性增強,原子吸引電子能力增強,所以CH4、NH3、H2O、HF分子中共價鍵的極性由強到弱的順序是HF>H2O>NH3>CH4。【解析】2NA2NA1:22:131s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d104s24p2;4HF>H2O>NH3>CH418、略
【分析】【分析】
在電子排布圖中;根據能量最低原理排布的能量就最低,在能級越高的軌道中電子數越多,能量就越高來判定;根據同周期元素第一電離能的變化規律及IIA;VA反常來解答;根據價層電子對來判斷空間構型;根據價層電子對互斥理論判斷鍵角大小原因;根據鍵的形成實質及形成氫鍵來解答;根據晶體結構及密度計算晶胞及棱長,由棱長再計算兩原子的距離。
【詳解】
(1)N原子電子排布圖表示的狀態中;符合能量最低原理的其能量就最低,能量越高的軌道中電子個數越多,其能量越高,根據圖知,A符合能量最低原理,D中能量較高的軌道中電子數最多,所以能量最高;答案為D,A。
(2)同周期主族元素隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢;IIA族;VA族為全充滿或半充滿穩定狀態,第一電離能高于同周期相鄰元素,因而在B與N之間還有Be、C、O三種元素;答案為3。
(3)N3-離子中心N原子價層電子對數=2+=2;價層電子對數為2,孤電子對為0,N原子雜化方式為sp雜化,離子空間構型為直線形,電子從激發態躍遷到低能級,以光的形式釋放能量,Na元素發生焰色反應是因為產生了原子,發射光譜;答案為直線形,發射。
(4)NH3、PH3的中心原子均為sp3雜化,N的電負性比P大,N原子半徑比P原子半徑小,N原子對鍵合電子吸引更強,因而NH3分子中成鍵電子對間的距離較近,成鍵電子對之間的斥力更大,使NH3的鍵角比PH3的鍵角大;答案為N的電負性比P大,N原子半徑比P原子半徑小,NH3分子中成鍵電子對間的距離較近;成鍵電子對之間的斥力更大。
(5)B原子形成3個B-H鍵,B原子有空軌道,氨分子中N原子有1對孤電子對,B與N之間形成配位鍵,氮原子提供孤電子對,在BH3·NH3中B原子形成3個B-H鍵,B還形成1個配位鍵,B原子雜化軌道數目為4,B原子雜化方式為:sp3雜化,在水中溶解度較大是因為BH3?NH3分子屬于極性分子,相似相溶,且BH3·NH3分子間存在氫鍵,與水分子之間能形成氫鍵,該物質易溶于水,而乙烷不能;答案為孤電子對,sp3雜化,BH3?NH3分子屬于極性分子,相似相溶,且BH3·NH3分子間存在氫鍵;與水分子之間能形成氫鍵,該物質易溶于水,而乙烷不能。
(6)立方氮化硼屬于原子晶體,其晶胞結構如圖1所示,晶胞中每個N原子連接4個B原子,這4個B原子構成以N原子為體心的正四面體結構,圖2是立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖,在圖中圓球上涂“●”標明N的相對位置為已知立方氮化硼的密度為dg·cm-3,阿伏加德羅常數的值為NA,晶胞中N原子數為4,B原子8個頂點各一個,6個面心各一個,則B原子數=8×+6×=4,晶胞的質量m=g=g,晶胞體積V=(a×10-7cm)3,晶胞的密度為dg·cm-3,由得出晶胞的棱長a=nm,由于立方氮化硼中氮原子與周圍的4個硼原子形成四面體結構,頂點N原子與四面體中心B原子連線處于晶胞體對角線上,且二者距離等于晶胞體對角線長度的晶胞體對角線長度等于晶胞棱長的倍,硼原子與氮原子最近的距離為xnm,則x=anm,將a代入,x=×107nm;答案為正四面體,×107。
【點睛】
本題應特別注意第(6)小問,是計算N原子與B原子的最近距離,不是晶胞的棱長,應根據它們的連線處于晶胞體對角線上,且二者距離等于晶胞體對角線長度的晶胞體對角線長度等于晶胞棱長的倍,以此計算。【解析】①.D②.A③.3④.直線形⑤.發射⑥.N的原子半徑P小、電負性比P大,使得NH3分子中孤對電子之間的距離比PH3分子中近、斥力大⑦.孤電子對⑧.sp3⑨.BH3·NH3分子間存在氫鍵,也能與水分子形成氫鍵,而乙烷分子不能⑩.正四面體?.?.×10719、略
【分析】【分析】
(1)從化學平衡的角度分析;使平衡逆向移動所采取的措施;
(2)所涉及的元素中非金屬性最強元素是氯;根據核外電子排布規律寫出氯原子最外層電子排布式,確定電子云的空間伸展方向;
(3)仿照氨氣的電子式,寫出PCl3的電子式;從分子晶體的角度考慮沸點的高低;
(4)仿照醋酸與氨水的反應;寫出化學方程式;
(5)根據0.4mol/LNH4Cl與0.2mol/LNaOH反應后的溶液;比較出離子的濃度大小關系。
【詳解】
(1)根據水解反應,HgCl2+H2O?Hg(OH)Cl+HCl;
a.加水稀釋;促進水解,平衡正向移動,不符合題意;
b.增加HCl的濃度;增加生成物的濃度,平衡逆向移動,符合題意;
c.及時移走產物;平衡正向移動,不符合題意;
d.水解是吸熱反應;降溫平衡逆向移動,符合題意;
(2)非金屬性最強元素原子為氯原子,它的最外層軌道排布式為該原子核外有1s,2s,2p,3s,3p等5個能級,s軌道是球形的,只有一種空間伸展方向,p軌道是紡錘形的,有三種空間伸展方向,共有4種不同的伸展方向;
(3)磷原子的最外層電子數為5,氯原子的最外層電子數為7,形成三對共用電子對,剩余一對孤對電子,三氯化磷的電子式為:PCl3與NH3的沸點高;它們都是分子晶體,雖然氨分子存在氫鍵,但氨常溫下是氣體,但三氯化磷常溫下是液體,說明范德華力對沸點的影響超過了氫鍵的影響,兩者都是分子晶體,相對分子質量越大,分子間作用力越大,沸點越高,故三氯化磷的的沸點高于氨氣;
(4)HN3可用于有機合成,其酸性與醋酸相似,為一元弱酸,若HN3與氨水混合后的化學方程式為HN3+NH3?H2O=NH4N3+H2O;
(5)NaOH和NH4Cl反應方程式為NaOH+NH4Cl=NH3?H2O+NaCl,NH4Cl溶液濃度是NaOH溶液濃度的2倍,二者等體積混合,根據方程式知,NH4Cl有一半剩余,則溶液中的溶質為等物質的量濃度的NH4Cl、NH3?H2O、NaCl,NH4Cl中銨根離子水解程度小于NH3?H2O電離程度,導致溶液出堿性,則c(OH?)>c(H+),氯離子、鈉離子不水解,結合物料守恒知c(Cl?)最大,c(NH4+)>c(Na+),NH3?H2O是弱電解質,電離程度較小,所以溶液中粒子濃度大小順序是c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+),答案選D。【解析】①.b、d②.③.4④.⑤.PCl3⑥.兩者都是分子晶體,相對分子質量越大,分子間作用力越大,沸點越高⑦.HN3+NH3.H2O=NH4N3+H2O⑧.D四、實驗題(共1題,共2分)20、略
【分析】【分析】
兩種配合物可電離出的氯離子數目不同;可將等質量的兩種配合物配制成溶液,滴加硝酸銀,根據生成沉淀的多少判斷。
【詳解】
兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,內界氯離子不能與硝酸銀反應,外界氯離子可以與硝酸銀反應,將這兩種配合物區別開來的實驗方案:稱取相同質量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量用硝酸酸化的硝酸銀溶液,充分反應后,過濾、洗滌、干燥后稱量,所得AgCl固體質量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,所得AgCl固體質量小的,原晶體為[Co(NH3)5Cl]Cl2?NH3,故答案為:取相同質量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量AgNO3溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,沉淀質量大的,原晶體為[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2。
【點睛】
把握配合物的構成特點,為解答該題的關鍵。解答此類試題要注意配合物的內界和外界的離子的性質不同,內界中以配位鍵相結合,很牢固,難以在水溶液中電離,而內界和外界之間以離子鍵結合,在溶液中能夠完全電離。【解析】稱取相同質量的兩種晶體配成溶液,向兩種溶液中分別加入足量的硝酸銀溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,所得氯化銀固體多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2五、工業流程題(共1題,共3分)21、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和氨氣分子結構相同為共價化合物,砷原子和三個氫原子形成三個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,最高價氧化物對應水化物酸性增強,同主族自上而下非金屬性減弱,最高價氧化物對應水化物酸性減弱,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,更穩定,第一電離能更大,所以第一電離能P>S>As;故c錯誤;
綜上所述選a;
(3)根據分析可知沉淀為微溶物CaSO4;
(4)As2S3與過量的S2-存在反應: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,一級沉砷更完全;
(5)含砷物質物質為H3AsO3,加入過氧化氫可以將其氧化成H3AsO4,根據電子守恒和元素守恒可得化學方程式為H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根據題意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根據元素守恒可知反應物應該還有H2O,FeS2整體化合價升高15價,一個O2降低4價,所以二者的系數比為4:15,再根據元素守恒可得離子方程式為4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【點睛】
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,當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結構時
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