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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年上教版選修3化學上冊階段測試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5題,共10分)1、下列說法中正確的是。
①外圍電子構型為nsnnpn的原子形成的化合物的種類最多。
②在硫酸銅溶液中加入過量氨水最后生成深藍色溶液。
③H2O是一種非常穩定的化合物,這是由于H2O分子間存在氫鍵所致。
④P4、BF3、CH3Cl三種分子中所有原子的最外層均滿足8e﹣穩定結構。
⑤乙醇分子中只含σ鍵.A.①③⑤B.③④C.①②⑤D.⑤2、下表為原子序數依次增大的短周期元素A~F的第一到第五電離能數據,表中的金屬元素是。電離能I(ev)ABCDEFI15.27.66.011.313.614.5I249.315.018.824.435.129.6I371.680.128.447.954.947.4I498.9109.2112.064.577.477.5I5138.3141.3153.7392.1113.997.9
A.ABCB.BCDC.CDED.DEF3、玻爾理論、量子力學理論及原子軌道是結構化學的重要理論,請根據這些理論來判斷下列說法正確的是()A.凡中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子,其幾何構型都是正四面體B.3px、3py、3pz的差異之處在于三者中電子(基態)的能量不同C.凡AB3型的共價化合物,其中心原子A均采用sp3雜化軌道D.原子軌道和電子云都可用來形象地描述電子運動狀態4、關于氫鍵,下列說法中不正確的是()A.冰中的氫鍵有方向性和飽和性是導致冰的密度比水小的原因B.在水蒸氣、水和冰中都含有氫鍵C.分子間若形成氫鍵,則物質的熔點和沸點較高D.HF是弱酸與氫鍵有關5、下列各物質的晶體中,晶體類型相同的是A.O2和SiO2B.NaI和I2C.CO2和H2OD.CCl4和NaCl評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)6、在下列有關晶體的敘述中錯誤的是()A.分子晶體中,一定存在極性共價鍵B.原子晶體中,只存在共價鍵C.金屬晶體的熔沸點均很高D.稀有氣體的原子能形成分子晶體7、多電子原子中,原子軌道能級高低次序不同,能量相近的原子軌道為相同的能級組。元素周期表中,能級組與周期對應。下列各選項中的不同原子軌道處于同一能級組的是A.ls、2sB.2p、3sC.3s、3pD.4s、3d8、四硼酸鈉的陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示。下列說法不正確的是()
A.陰離子中三種元素的第一電離能:O>B>HB.在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有sp2和sp3C.配位鍵存在于4、5原子之間和4、6原子之間D.m=2,NamX的化學式為Na2B4O5(OH)49、砷化氫(AsH3)是一種無色、可溶于水的氣體,其分子構型是三角錐形。下列關于AsH3的敘述中正確的是A.AsH3分子中有未成鍵的電子對B.AsH3是非極性分子C.AsH3是強氧化劑D.AsH3分子中的As—H鍵是極性鍵10、工業上用合成氣(CO和H2)制取乙醇的反應為2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3為原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列敘述錯誤的是A.H2O分子VSEPR模型為V形B.CH3CH2OH分子中亞甲基(-CH2-)上的C原子的雜化形式為sp3C.在上述涉及的4種物質中,沸點從低到高的順序為H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ鍵與π鍵的數目之比為7:111、干冰汽化時,下列所述內容發生變化的是()A.分子內共價鍵B.分子間作用力C.分子間的距離D.分子內共價鍵的鍵長12、膦(PH3)在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體,電石氣的雜質中常含之。它的分子是三角錐形。以下關于PH3的敘述中,正確的是()A.PH3是非極性分子B.PH3分子中有未成鍵的電子對C.PH3中的P-H鍵的極性比NH3中N-H鍵的極性弱D.PH3分子中的P-H鍵是非極性鍵13、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14、CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中含有的啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個方向拉長(該晶胞為長方體)。下列關于CaC2晶體的說法中正確的是()
A.1個Ca2+周圍距離最近且等距離的C22-數目為6B.6.4gCaC2晶體中含陰離子0.1molC.該晶體中存在離子鍵和共價鍵D.與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+共有12個評卷人得分三、填空題(共9題,共18分)15、硫和釩的相關化合物;在藥物化學及催化化學等領域應用廣泛。回答下列問題:
(1)基態釩原子的外圍電子軌道表達式為___________,釩有+2、+3、+4、+5等多種化合價,其中最穩定的化合價是________,VO43-的幾何構型為________.
(2)2-巰基煙酸氧釩配合物(圖1)是副作用小的有效調節血糖的新型藥物。
①基態S原子中原子核外未成對電子數為_______,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電子可在多個原子間運動,形成“離域Π鍵”,下列物質中存在“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,該晶胞的化學式為______。圖4為該晶胞的俯視圖,該晶胞的密度為________g/cm3(列出計算式即可)。
16、(1)元素C、N、O、K的電負性從大到小依次為______________。
(2)CH4中共用電子對偏向C,SiH4中共用電子對偏向H,則C、Si、H的電負性由大到小的順序為___________。
(3)下圖是周期表中短周期的一部分,A的單質是空氣中含量最多的物質,其中第一電離能最小的元素是______________(填“A”“B”“C”或“D”)。
17、二甘氨酸合銅(II)是最早被發現的電中性內配鹽;它的結構如圖:
(1)基態Cu2+的最外層電子排布式為__。
(2)二甘氨酸合銅(II)中;第一電離能最大的元素與電負性最小的非金屬元素可形成多種微粒,其中一種是5核10電子的微粒,該微粒的空間構型是__。
(3)lmol二甘氨酸合銅(II)含有的π鍵數目是__。
(4)二甘氨酸合銅(II)結構中,與銅形成的化學鍵中一定屬于配位鍵的是__(填寫編號)。18、I.將少量CuSO4粉末溶于盛有水的試管中得到一種天藍色溶液;先向試管里的溶液中滴加氨水,首先形成藍色沉淀。繼續滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍色溶液;再加入乙醇溶劑,將析出深藍色的晶體。
(1)溶液中呈天藍色微粒的化學式是_______________________。
(2)加入乙醇的作用是_____________________________。
(3)寫出藍色沉淀溶解成深藍色溶液的離子方程式______________。
(4)得到的深藍色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,晶體中Cu2+與NH3之間的化學鍵類型為_____________,該晶體中配體分子的空間構型為_______________________。(用文字描述)
II.含Fe元素的物質在生產生活中有重要的用途。回答下列問題:
(1)在K3[Fe(CN)6]中中心離子是________,配體是_________,配位數是_________。
(2)某個(Ⅱ)有機配合物的結構如圖所示:
①該分子中N原子的雜化方式為________、________。
②請在圖中用“”標出的配位鍵。_____
(3)Ge,As,Se元素處于同一周期,三種元素原子的第一電離能由大到小的順序為__________________。
(4)的酸性強于的原因是_________________________________________。19、下列物質易溶于水的是________,易溶于CCl4的是________。(均填編號)
①NH3②CH4③④HCl⑤C2H4⑥Br2⑦HNO3⑧H2S20、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)21、(1)立方氮化硼可利用人工方法在高溫高壓條件下合成,其硬度僅次于金剛石而遠遠高于其它材料,因此它與金剛石統稱為超硬材料。BN的晶體結構與金剛石相似,其中B原子的雜化方式為__________,微粒間存在的作用力是__________。
(2)用“>”;“<”或“=”填寫下列空格:
①沸點:H2S_______H2O②酸性:H2SO4_______H2SeO4
③原子的核外電子排布中,未成對電子數:24Cr_______25Mn
④A、B元素的電子構型分別為ns2np3、ns2np4,第一電離能:A________B
(3)SiO2晶體結構片斷如下圖所示。SiO2晶體中:
Si原子數目和Si-O鍵數目的比例為_____________。
通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。化學鍵Si-OSi-SiO=O鍵能/KJ·mol-1460176498
Si(s)+O2(g)SiO2(s),該反應的反應熱△H=___________22、元素的單質有多種形式,下圖依次是C60;石墨和金剛石的結構圖:
回答下列問題:
(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式,它們互為__________。
(2)C60屬于_________晶體,石墨屬于________晶體。
(3)石墨晶體中,層內C-C鍵的鍵長為142pm,而金剛石中C-C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C-C間的_____共價鍵(填σ或π,下同),而石墨層內的C—C間不僅存在____共價鍵,還有____鍵。
(4)金剛石晶胞含有_______個碳原子。23、下圖為幾種晶體或晶胞的示意圖:
請回答下列問題:
(1)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點由高到低的順序為_____。
(2)MgO晶體中,距每個O2-最近且距離相等的O2-有_____個。
(3)每個Cu晶胞中實際占有_____個Cu原子;CaCl2晶體中Ca2+的配位數為_____。
(4)冰的熔點遠高于干冰,除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外,還有一個重要的原因是____。
(5)金剛石晶胞含有_________個碳原子;若碳原子半徑為r,根據硬球接觸模型,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率_____(計算結果為含π的分數,不要化為小數或百分數)。評卷人得分四、原理綜合題(共4題,共16分)24、Ⅰ.為了探究一種固體化合物甲(僅含3種元素)的組成和性質;設計并完成如下實驗:(氣體體積已經換算成標準狀況下的體積)
請回答:
(1)寫出化合物甲的化學式________。
(2)寫出形成溶液C的化學方程式:_____________。
(3)寫出氣體A通入溶液D中,發生反應的離子反應方程式__________。
Ⅱ.近年來化學家又研究開發出了用H2和CH3COOH為原料合成乙醇(反應Ⅰ);同時會發生副反應Ⅱ。
反應Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1
反應Ⅱ.CH3COOH(g)+H2(g)CO(g)+CH4(g)+H2O(g)△H2>0
已知:乙醇選擇性是轉化的乙酸中生成乙醇的百分比。請回答:
(1)反應Ⅰ一定條件下能自發進行,則△H1___0。(填“>”或“<”)
(2)某實驗中控制CH3COOH和H2初始投料比為1∶1.5,在相同壓強下,經過相同反應時間測得如下實驗數據:。溫度(K)催化劑乙酸的轉化率(%)乙醇選擇性(%)573甲4050573乙3060673甲5535673乙4050
①有利于提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率的措施有______。
A使用催化劑甲B使用催化劑乙。
C降低反應溫度D投料比不變;增加反應物的濃度。
E增大CH3COOH和H2的初始投料比。
②673K甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態,測得乙酸的轉化率為50%,乙醇的選擇性40%,若此時容器體積為1.0L,CH3COOH初始加入量為2.0mol,則反應Ⅰ的平衡常數K=_____。
③表中實驗數據表明,在相同溫度下不同的催化劑對CH3COOH轉化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響,其原因是_________________。
(3)在圖中分別畫出I在催化劑甲和催化劑乙兩種情況下“反應過程-能量”示意圖。_____
25、Na3OCl是一種良好的離子導體;具有反鈣鈦礦晶體結構。回答下列問題:
(1)Ca小于Ti的是_______(填標號)。
A.最外層電子數B.未成對電子數C.原子半徑D.第三電離能
(2)由O、Cl元素可組成不同的單質和化合物,其中Cl2O2能破壞臭氧層。
①Cl2O2的沸點比H2O2低,原因是___________________________________。
②O3分子中心原子雜化類型為_______;O3是極性分子,理由是___________________。
(3)Na3OCl可由以下兩種方法制得:
方法ⅠNa2O+NaClNa3OCl
方法II2Na+2NaOH+2NaCl2Na3OCl+H2↑
①Na2O的電子式為____________。
②在方法Ⅱ的反應中,形成的化學鍵有_______(填標號)。
A.金屬鍵B.離子鍵C.配位鍵D.極性鍵E.非極性鍵。
(4)Na3OCl晶體屬于立方晶系,其晶胞結構如右所示。已知:晶胞參數為anm,密度為dg·cm-3。
①Na3OCl晶胞中,Cl位于各頂點位置,Na位于_________位置,兩個Na之間的最短距離為________nm。
②用a、d表示阿伏加德羅常數的值NA=__________________(列計算式)。26、微量元素硼對植物生長及人體健康有著十分重要的作用;也廣泛應用于新型材料的制備。
基態硼原子的價電子軌道表達式是______。與硼處于同周期且相鄰的兩種元素和硼的第一電離能由大到小的順序為______。
晶體硼單質的基本結構單元為正二十面體,其能自發地呈現多面體外形,這種性質稱為晶體的______。
的簡單氫化物不能游離存在,常傾向于形成較穩定的或與其他分子結合。
分子結構如圖,則B原子的雜化方式為______。
氨硼烷被認為是最具潛力的新型儲氫材料之一,分子中存在配位鍵,提供孤電子對的成鍵原子是______,寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子______填化學式
以硼酸為原料可制得硼氫化鈉它是有機合成中的重要還原劑。的立體構型為______。27、
新型儲氫材料是氫能的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料,可由六元環狀物質(HB=NH)3通過如下反應制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。A在一定條件下通過多步去氫可最終轉化為氮化硼(BN)。
①基態O原子的電子占據了___________個能層,最高能級有___________種運動狀態不同的電子。
②CH4、H2O、CO2分子鍵角從大到小的順序是___________。生成物H3BNH3中是否存在配位鍵___________(填“是”或“否”)。
(2)摻雜T基催化劑的NaAlH4是其中一種具有較好吸、放氫性能的可逆儲氫材料。NaAlH4由Na+和AlH4-構成,與AlH4-互為等電子體的分子有____(任寫一個),Al原子的雜化軌道類型是____。Na、Al、H元素的電負性由大到小的順序為_____。
(3)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲氫材料;具有大容量;高壽命、耐低溫等特點,在中國已實現了產業化。該合金的晶胞結構如圖所示。
①該晶體的化學式為___________。
②已知該晶胞的摩爾質量為Mg/mol,密度為dg/cm3。設NA為阿伏加德羅常數的值,則該晶胞的體積是___________cm3(用含M、d、NA的代數式表示)。
③已知晶體的內部具有空隙,且每個晶胞的空隙中儲存6個氫原子比較溫定,晶胞參數分別為apm、apm、cpm。標準狀況下氫氣的密度為Mg/cm3;若忽略吸氫前后晶胞的體積變化,則該儲氫材料的儲氫能力為___________。(用相關字母表示已知儲氫能力=)。評卷人得分五、元素或物質推斷題(共5題,共30分)28、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____________。29、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____。30、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________。31、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:____________________。32、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__________。評卷人得分六、工業流程題(共1題,共6分)33、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______________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
①外圍電子構型為nsnnpn,則n=2,即為C元素,C元素形成有機物,種類最多;②在硫酸銅溶液中加入過量氨水生成[Cu(NH3)4]2+;③H2O的穩定性與共價鍵的強弱有關,與氫鍵無關;④根據原子結構及成鍵情況,BF3中的B原子最外層有6個e﹣、CH3Cl中的H原子有2個e﹣,最外層不滿足8e﹣穩定結構;⑤單鍵為σ鍵。
【詳解】
①外圍電子構型為nsnnpn,則n=2,為C元素,C元素形成有機物,種類最多,正確;②在硫酸銅溶液中加入過量氨水生成[Cu(NH3)4]2+,溶液為深藍色,正確;③H2O的穩定性與共價鍵的強弱有關,與氫鍵無關,錯誤;④PBF3中的B原子最外層有6個e﹣、CH3Cl中的H原子有2個e﹣,最外層不滿足8e﹣穩定結構,故錯誤;⑤單鍵為σ鍵,乙醇的結構式為只含σ鍵,正確;
故選C。2、A【分析】【詳解】
原子越容易失電子;則其電離能越小,金屬元素都易失去第一個電子,第一電離能比較小,通過表格可以看出A;B、C的第一電離能比較小,所以A、B、C為金屬。
答案選A。3、D【分析】【詳解】
A.中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子,不一定是正四面體,如H2O是V形,NH3是三角錐形;A錯誤;
B.p能級有三個軌道,同一能層上的p軌道能量相同,故3px、3py、3pz能量相同;它們的區別是延伸方向不同,B錯誤;
C.AB3型的共價化合物A不一定是sp3雜化,如SO3是sp2雜化;C錯誤;
D.原子軌道和電子云都用來描述電子運動狀態;而不是表示電子運動軌跡,D正確;
故選D。4、B【分析】【詳解】
A.氫鍵有飽和性和方向性;所以液態水結成冰,分子間的空隙變大,體積變大,密度變小,故A正確;
B.水蒸氣中水分子距離較大;不形成氫鍵,故B錯誤;
C.氫鍵較一般的分子間作用力強;含有氫鍵的物質具有較高的熔沸點,故C正確;
D.HF的水溶液是弱酸;而氫溴酸;氫碘酸和氫氯酸都是強酸,因為氫氟酸與氫氟酸分子間由于氫鍵形成締合物,大大降低了HF的電離,故D正確;
答案為B。5、C【分析】【詳解】
A、O2是分子晶體,SiO2是原子晶體;晶體類型不相同,故A不選;
B、NaI是離子晶體,I2是分子晶體;晶體類型不相同,故B不選;
C、CO2和H2O都是分子晶體;晶體類型相同,故C選;
D、CCl4是分子晶體;NaCl是離子晶體,晶體類型不相同,故D不選;
答案選C。二、多選題(共9題,共18分)6、AC【分析】【分析】
A.分子晶體如果是單質中只存在非極性鍵;所以A錯;B.原子晶體中只存在共價鍵。
是正確的;故B正確;C.金屬晶體的熔沸點有高有低,如鎢的熔沸點很高,而金屬汞常溫下為液體,故C錯;D.稀有氣體的原子能形成分子晶體是正確的,故D正確。
【詳解】
所以本題的正確答案為:A.C。7、CD【分析】【詳解】
A.ls在K能層上;2s在L能層上,二者原子軌道能量不相近,不處于同一能級組,故A不符合題意;
B.2p在L能層上;3s在M能層上,二者原子軌道能量不相近,不處于同一能級組,故B不符合題意;
C.3s和3p都在M能層上;二者原子軌道能量相近,處于同一能級組,故C符合題意;
D.3d在M能層上;4s在N能層上,但由于4s的能量低于3d,電子在填充軌道時,先填充4s軌道,在填充3d軌道,因此二者原子軌道能量相近,處于同一能級組,故D符合題意;
答案選CD。8、AC【分析】【分析】
由圖示可以看出該結構可以表示為[H4B4O9]m?,其中B為+3價,O為?2價,H為+1價,根據化合價判斷m值求解Xm?的化學式;根據價層電子對互斥理論確定分子空間構型及中心原子雜化方式,價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數,σ鍵個數=配原子個數,孤電子對個數=(a?xb),a指中心原子價電子個數,x指配原子個數,b指配原子形成穩定結構需要的電子個數,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為sp2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為sp3雜化;陰離子中含配位鍵,不含離子鍵,以此來解答。
【詳解】
A.H電子軌道排布式為1s1;處于半充滿狀態,比較穩定,第一電離能為O>H>B,故A錯誤;
B.2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為sp2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為sp3雜化;故B正確;
C.2號B形成3個鍵;4號B形成4個鍵,其中1個鍵就是配位鍵,所以配位鍵存在4;5原子之間或4、6原子之間,故C錯誤;
D.觀察模型,可知Xm?是[H4B4O9]m?,依據化合價H為+1,B為+3,O為?2,可得m=2,NamX的化學式為Na2B4O5(OH)4;故D正確;
故答案選AC。9、AD【分析】【詳解】
A.AsH3分子中As原子最外層有5個電子;其中3個電子和3個氫原子形成共用電子對,所以該物質中有1對未參與成鍵的孤對電子,故A正確;
B.該分子為三角錐形結構;正負電荷重心不重合,所以為極性分子,故B錯誤;
C.AsH3中As原子易失電子而作還原劑;所以是一種強還原劑,故C錯誤;
D.同種非金屬元素之間形成非極性鍵;不同種非金屬元素之間形成極性鍵,所以As—H原子之間存在極性鍵,故D正確;
故答案選:AD。10、AC【分析】【詳解】
A.水分子中價層電子對數為2+=4;所以VSEPR模型為正四面體結構,A錯誤;
B.CH3CH2OH分子中亞甲基(-CH2-)上的C原子形成了4個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數目為4,所以C原子的雜化形式為sp3雜化;B正確;
C.四種物質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,在室溫下H2和CO是氣體,H2O和CH3CH2OH是液體,氣體的沸點小于液體物質的沸點,分子間作用力H222O和CH3CH2OH分子之間都存在分子間作用力,而且分子間還存在氫鍵,由于氫鍵:H2O>CH3CH2OH,所以物質的沸點CH3CH2OH2O,故四種物質的沸點從低到高的順序為H23CH2OH2O;C錯誤;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ鍵數目為7個;含有π鍵的數目是1個,所以分子中含有的σ鍵與π鍵的數目之比為7:1,D正確;
故答案選AC。11、BC【分析】【詳解】
汽化是液態變氣態的過程;是物理變化,二氧化碳分子沒有改變,只是分子間的距離發生了變化,因此分子內的共價鍵沒有任何變化;共價鍵的鍵長自然而然也不變,由于分子間距離增大,分子間的作用力被減弱,答案選BC。
【點睛】
A容易錯,同學經常錯誤地以為,分子晶體熔化、汽化等變化時共價鍵斷裂了。12、BC【分析】【分析】
【詳解】
A.該分子為三角錐型結構;正負電荷重心不重合,所以為極性分子,A錯誤;
B.PH3分子中P原子最外層有5個電子;其中3個電子和3個H原子形成共用電子對,所以該物質中有1個未成鍵的孤對電子,B正確;
C.氮元素非金屬性強于磷元素,PH3中的P-H鍵的極性比NH3中N-H鍵的極性弱;C正確;
D.同種非金屬元素之間存在非極性鍵;不同非金屬元素之間存在極性鍵,所以P-H是極性鍵,D錯誤;
答案選BC。13、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。14、BC【分析】【詳解】
A.依據晶胞示意圖可以看出,晶胞的一個平面的長與寬不相等,再由圖中體心可知1個Ca2+周圍距離最近的C22-有4個;而不是6個,故A錯誤;
B.6.4克CaC2為0.1mol,CaC2晶體中含陰離子為C22-;則含陰離子0.1mol,故B正確;
C.該晶體中存在鈣離子和C22-間的離子鍵,C22-中存在C與C的共價鍵;故C正確;
D.晶胞的一個平面的長與寬不相等,與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+為4個;故D錯誤;
故選BC。
【點睛】
解答本題要注意區分該晶胞和氯化鈉晶胞的不同,該晶胞存在沿一個方向拉長的特點,為解答該題的關鍵和易錯點。三、填空題(共9題,共18分)15、略
【分析】【分析】
(1)釩處于第四周期VB族,外圍電子排布式為3d34s2,結合泡利原理、洪特規則畫外圍電子軌道表達式;核外電子排布處于半充滿、全充滿或全空時更穩定;VO43-中V形成4個σ鍵,孤電子對數為=0,雜化方式為sp3;
(2)①S原子形成2個σ鍵;有2對孤電子對,雜化軌道數目為4;同周期隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢,N原子2p軌道為半充滿穩定狀態,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構,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)均攤法計算晶胞中V、S原子數目,確定化學式;根據V、S原子數目,結合摩爾質量計算晶胞質量,再根據ρ=計算晶胞密度。
【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定的化合價應該是+5,即失去所有的價電子,形成最外層8電子的穩定結構。根據價層電子對互斥原理,VO43-中的中心原子V的價電子為5;配位原子O不提供電子,帶有三個單位負電,所以外層電子為8個,共4對,空間構型為正四面體。
(2)①S原子的電子排布為[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能級上有4個電子,分配在三個軌道中,有兩個單電子。從圖中得到S的配位數為2,所以此時S的外層有6+2=8個電子,電子對為4,所以S應該的雜化方式是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該是第一電離能增大,因為N的2p能級上有3個電子,是p能級的半滿穩定結構,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。根據價層電子對互斥理論,二氧化硫為平面三角形,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B一定錯誤。而硫化氫的H原子不存在p軌道。所以選項C錯誤。由上正確的是選項A和選項D。
(4)晶胞中有V為:8×1/8+4×1/4=2個;S為:2×1=2個,所以化學式為VS。因為該晶胞中有2個VS,所以晶胞質量為2×(32+51)/NAg。根據圖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ADVS16、略
【分析】【詳解】
(1)非金屬性越強,電負性越強,所以電負性:O>N>C>K;
(2)SiH4中共用電子對偏向H,說明H對電子的吸引能力更強,H的電負性大于Si,同理C的電負性大于H,所以三種元素電負性:C>H>Si;
(3)A的單質是空氣中含量最多的物質;則A為N,B為O,C為P,D為S,同主族元素自上而下第一電離能減小,所以A;B的第一電離能大于C、D,由于P元素的最為層為半滿狀態,所以第一電離能大于S,故四種元素中第一電離能最小的是D。
【點睛】
同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢,但第ⅡA族元素(最外層全滿)大于第ⅢA元素,第ⅤA族(最外層半滿)大于第ⅥA族元素。【解析】①.O>N>C>K②.C>H>Si③.D17、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)Cu是29號元素,原子核外電子數為29,基態原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,銅原子失去4s及3d上各一個電子形成Cu2+,故Cu2+離子的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9,基態Cu2+的最外層電子排布式為3d9;
(2)已知二甘氨酸合銅(Ⅱ)的結構圖,其中第一電離能最大的為N元素,元素的非金屬最小的非金屬為H元素,二者形成的5核10電子的微粒為NH4+;該微粒的空間構型是正四面體;
(3)已知雙鍵中含有1個π鍵,由二甘氨酸合銅(Ⅱ)的結構圖可知,1mol二甘氨酸合銅(Ⅱ)含有2molC=O,則含有的π鍵數目是2NA或1.204×1024;
(4)Cu原子含有空軌道能與其它原子形成配位鍵;由于O原子在化合物中能形成2個共價鍵,所以O與Cu形成共價鍵,N與Cu形成配位鍵,即屬于配位鍵的是1和4。
【點睛】
注意區分最外層電子排布式(外圍電子排布式)和核外電子排布式的區別。【解析】3d9正四面體形2NA或1.204×10241和418、略
【分析】【分析】
I.由信息可知,溶于水后加氨水發生Cu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,再加入乙醇溶劑,將析出深藍色的晶體為Cu(NH3)4SO4?H2O。
II.(1)根據配合物K3[Fe(CN)6結構分析;含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,有孤對電子的原子或離子為配體,配位數就是配體的個數;
(2)根據結構式可知,N原子價電子對數為3、4,所以雜化方式為sp2、sp3;N;O提供孤電子對;
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態,較穩定,第一電離能最大,據此判斷第一電離能大小;
(4)分子結構中非羥基氧原子數比多或分子中As價態更高,導致中的O的電子向As偏移;據此判斷酸性強弱。
【詳解】
I.(1)溶液中呈天藍色微粒的化學式是[Cu(NH3)4]2+,故答案為:[Cu(NH3)4]2+;
(2)加入乙醇的作用是降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度,故答案為:降低溶劑的極性,減小Cu(NH3)4SO4?H2O的溶解度;
(3)藍色沉淀溶解成深藍色溶液的離子方程式為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
故答案為:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)Cu(NH3)4SO4?H2O中Cu2+與NH3之間的化學鍵由Cu2+提供空軌道;N原子提供電子對,為配位鍵(或共價健);配體分子為氨氣,空間構型為三角錐形,故答案為:配位鍵(或共價健);三角錐形。
II.(1)根據配合物K3[Fe(CN)6結構分析,含有空軌道的金屬陽離子為中心離子,所以中心離子為Fe3+、有孤對電子的原子或離子為配體,所以配體為CN?、配位數就是配體的個數,所以配位數為6,故答案為:Fe3+;CN?;6;
(2)①價電子對數=鍵+孤電子對數,根據結構式可知,N原子的價電子對數為:3、4,其雜化方式為sp2、sp3,故答案為:sp2;sp3;
②N、O提供孤電子對,所以故答案為:
(3)同周期,從左到右,第一電離能增大,As的價電子排布式為:4s24p3;p軌道半充滿狀態,較穩定,第一電離能最大,則第一電離能為:As>Se>Ge,故答案為:As>Se>Ge;
(4)分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強或分子中As價態更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強,故答案為:分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強.或分子中As價態更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強。
【點睛】
配位鍵是指由提供孤電子對的原子與接受孤電子對的原子之間形成的一種特殊的共價鍵,可表示為:A→B,箭頭指向接受孤電子對的原子;通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物,一般配合物由內界和外界兩部分組成,內界是配合物中心原子或離子和一定數目的配位體,是配合物的特征部分,外界是內界以外的其他離子,比如:【解析】①.[Cu(H2O)4]2+②.降低溶劑的極性,減小[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度③.Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-④.配位鍵(或共價健)⑤.三角錐形⑥.Fe3+⑦.CN—⑧.6⑨.⑩.?.?.As>Se>Ge?.分子結構中非羥基氧原子數比多,所以的酸性強.或分子中As價態更高,導致中的O的電子向As偏移,氧氫鍵的極性變大,在水分子作用下,越容易電離出H+,故酸性更強19、略
【分析】【分析】
一般來說;無機物中的某些離子化合物,共價化合物中的某些極性分子易溶于水;非極性分子和有機物易溶于有機溶劑。
【詳解】
①NH3能與水分子間形成氫鍵,所以NH3極易溶于水,難溶于CCl4;
②CH4為非極性分子,難溶于水,易溶于CCl4;
③為非極性分子,難溶于水,易溶于CCl4;
④HCl為極性分子,易溶于水,難溶于CCl4;
⑤C2H4為非極性分子,難溶于水,易溶于CCl4;
⑥Br2為非極性分子,在水中的溶解度不大,易溶于CCl4;
⑦HNO3易溶于水,溶于水后生成強酸溶液,難溶于CCl4;
⑧H2S易溶于水,難溶于CCl4;
綜合以上分析,易溶于水的是①④⑦⑧,易溶于CCl4的是②③⑤⑥。答案為:①④⑦⑧;②③⑤⑥。
【點睛】
易溶于水的物質也可能易溶于有機溶劑,如酒精;難溶于水的物質也可能難溶于有機溶劑,如一氧化碳。【解析】①.①④⑦⑧②.②③⑤⑥20、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?.?.×10721、略
【分析】【詳解】
(1)BN的硬度較大,所以BN是原子晶體,根據金剛石的結構知BN中B原子的雜化方式為sp3,原子晶體中只含有共價鍵,故答案為sp3;共價鍵;
(2)①水分子間能夠形成氫鍵,沸點:H2S<H2O;②非金屬性越強,最高價氧化物的水化物的酸性越強,酸性:H2SO4>H2SeO4;③24Cr核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1,未成對電子數為6,25Mn核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d54s2,未成對電子數為5,所以未成對電子數:24Cr>25Mn;④元素的電子構型為ns2np3,為第ⅤA族,電子排布為半滿狀態,較穩定,不易失去電子,所以第一電離能較大,B元素的電子構型為ns2np4;為第ⅥA族,所以第一電離能:A>B;故答案為<;>;>;>;
(3)二氧化硅晶體中每個Si原子形成4個Si-O鍵,1mol二氧化硅晶體中含有4molSi-O鍵,則SiO2晶體中Si和Si-O鍵的比例為1:4;
因晶體硅中每個Si原子與周圍的4個硅原子形成正四面體,向空間延伸的立體網狀結構,每Si原子與周圍的4個Si原子形成4個Si-Si鍵,每個Si-Si鍵為1個Si原子提供個Si-Si鍵,所以1mol晶體硅中含有1mol×4×=2molSi-Si鍵;
反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能,所以Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中;△H=176kJ/mol×2mol+498kJ/mol-460kJ/mol×4=-990kJ/mol,故答案為1:4;-990kJ/mol。
點睛:本題考查氫鍵、元素周期律、電子排布式、第一電離能,鍵能與反應熱的關系等。本題的易錯點是(3)中反應熱的計算,確定1mol晶體硅中Si-Si鍵、1mol二氧化硅晶體中Si-O鍵的物質的量是解題關鍵。【解析】sp3共價鍵<>>>1∶4-990kJ/mol22、略
【分析】【分析】
(1)金剛石、石墨、C60;碳納米管等都是含有碳元素的不同單質;據此判斷;
(2)根據組成的微粒類型和微粒間作用力類型判斷晶體類型;
(3)根據兩種物質中存在的共價鍵類型分析解答;
(4)利用均攤法結合晶胞結構圖分析計算。
【詳解】
(1)由同種元素組成的不同單質互稱同素異形體,金剛石、石墨、C60;碳納米管等都是碳元素的單質;屬于同素異形體,故答案為:同素異形體;
(2)C60的構成微粒是分子;屬于分子晶體;石墨的構成微粒是原子,且層與層之間存在分子間作用力,所以石墨屬于混合型晶體,故答案為:分子;混合型;
(3)共價單鍵為σ鍵;共價雙鍵中含有σ鍵和π鍵,金剛石中碳原子之間只存在σ鍵,石墨中碳原子之間存在σ鍵和π鍵,故答案為:σ;σ;π;
(4)晶胞中頂點微粒數為:8×=1,面心微粒數為:6×=3;體內微粒數為4,共含有8個碳原子,故答案為:8。
【點睛】
本題的易錯點為(3),要注意金剛石結構中中存在單鍵,而石墨晶體中存在單鍵和雙鍵;難點為(4),要注意均攤法的理解和應用。【解析】①.同素異形體②.分子③.混合型④.σ⑤.σ⑥.π⑦.823、略
【分析】【分析】
(1)熔點的一般規律:原子晶體>離子晶體>分子晶體;同種晶體根據微粒間的作用力大小比較;
(2)MgO的晶體結構與NaCl的晶體結構相似;
(3)Cu原子占據面心和頂點,根據均攤法計算;根據圖可知,每個Ca2+周圍有8個Cl-,而每個Cl-周圍有4個Ca2+;
(4)分子間含有氫鍵時;其熔沸點較高;
(5)利用均攤法計算。
【詳解】
(1)熔點的一般規律:原子晶體>離子晶體>分子晶體,冰和干冰屬于分子晶體,熔點:冰>干冰,MgO和CaCl2屬于離子晶體,熔點:MgO>CaCl2,金剛石是原子晶體,則熔點由高到低的順序為:金剛石、MgO、CaCl2;冰、干冰;
(2)MgO的晶體結構與NaCl的晶體結構相似,以頂點為O2-離子研究,與之最近的O2-離子位于面心,每個頂點為12個面共用,故MgO晶體中一個O2-周圍和它最鄰近且距離相等的O2-有12個;
(3)Cu原子占據面心和頂點,則每個Cu晶胞中實際占有的原子數為×8+×6=4;根據氯化鈣的晶胞圖可知,每個Ca2+周圍有8個Cl-,而每個Cl-周圍有4個Ca2+,所以CaCl2晶體中Ca2+的配位數為8;
(4)冰的熔點遠高于干冰,除H2O是極性分子、CO2是非極性分子外;水分子間含有氫鍵,氫鍵的作用力大于范德華力,所以其熔沸點較高;
(5)晶胞中頂點微粒數為:8×=1,面心微粒數為:6×=3,體內微粒數為4,共含有8個碳原子;碳原子的體積為:8××π×r3,設金剛石晶胞的邊長為a,晶胞體積為:a3,晶胞內含有四個碳原子,則晶胞體對角線長度與四個碳原子直徑相同,即a=8r,r=a;碳原子的空間利用率為:==π。【解析】①.金剛石>MgO>CaCl2>冰>干冰②.12③.4④.8⑤.水分子之間形成氫鍵⑥.8⑦.π四、原理綜合題(共4題,共16分)24、略
【分析】【分析】
Ⅰ.固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復紅色,說明氣體A為SO2,且物質的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3和Al2O3的混合物;
Ⅱ.(1)△H-T△S<0的反應可自發進行;
(2)①結合平衡的移動因素分析;一般當平衡正向進行時,可提高反應物的轉化率;
②673K時,在甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態,此時容器體積為1.0L,若CH3COOH初始加入量為2.0mol,結合三行計算列式得到平衡濃度,反應Ⅰ的平衡常數K=
③不同的催化劑催化效率不同;
(3)加入催化劑;可降低反應的活化能,催化能力越強,活化能越低,但反應熱不變。
【詳解】
Ⅰ.固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復紅色,說明氣體A為SO2,且物質的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3和Al2O3的混合物;
(1)由分析知化合物甲的組成元素是Fe、Al和S,三者的物質的量之比為0.01mol:0.02mol:0.04mol=1:2:4,則化合物甲的化學式為FeAl2S4;
(2)氧化鋁溶于NaOH溶液生成偏鋁酸鈉,發生反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)氣體A為SO2氣體,溶液D含有Fe3+,通入SO2后發生氧化還原反應,所得溶液中生成Fe2+和SO42-,發生反應的離子反應方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+;
Ⅱ.(1)Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1,反應△S<0,滿足△H-T△S<0,則△H1<0;
(2)①已知CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1<0;
A.使用催化劑甲不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故A錯誤;
B.使用催化劑乙不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故B錯誤;
C.降低反應溫度平衡正向移動,可提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故C正確;
D.投料比不變,增加反應物的濃度,相當于增大壓強,平衡向正反應移動,可提高CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率;故D正確;
E.增大CH3COOH和H2的初始投料比,即相當于增大CH3COOH的濃度,平衡向正反應方向移動,可提高H2的轉化率,但CH3COOH轉化為CH3CH2OH平衡轉化率降低;故E錯誤;
故答案為CD;
②控制CH3COOH和H2初始投料比為1:1.5,673K時,在甲催化劑作用下反應Ⅰ已達平衡狀態,乙酸轉化率50%,此時容器體積為1.0L,若CH3COOH初始加入量為2.0mol;乙醇的選擇性為0%,則反應Ⅰ中:
CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L)2300
變化量(mol/L)2×50%=121×0.41×0.4
平衡量(mol/L)110.40.4
反應Ⅰ的平衡常數K==0.16;
③表中實驗數據表明,此時反應未達到平衡,不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對CH3COOH轉化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響;
(3)從表中數據分析,在催化劑乙的作用下,乙醇的選擇性更大,說明催化劑乙對反應Ⅰ催化效果更好,催化劑能降低反應的活化能,說明使用催化劑乙的反應過程中活化能更低,故圖為
【點睛】
復雜化學式的確定的解題特點:常給出一種成分較為復雜的化合物及其發生某些化學反應時產生的現象,通過分析、推理、計算,確定其化學式。此類題目往往將計算、推斷融為一體,計算類型靈活多變,具有較高的綜合性,在能力層次上要求較高。其解題的一般方法和思路:一是依據題目所給化學事實,分析判斷化合物的成分;二是以物質的量為中心,通過計算確定各成分的物質的量之比。【解析】①.FeAl2S4(或Al2FeS4或FeS?Al2S3或Al2S3?FeS)②.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O③.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+④.<⑤.CD⑥.0.16或5/32⑦.表中數據表明此時反應未達到平衡,不同的催化劑對反應Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對乙醇選擇性有影響。⑧.25、略
【分析】【分析】
(1)基態Ca原子核外電子排布為1s22s22p63s23p64s2,基態Ti原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d24s2;結合元素周期律分析判斷;
(2)①同種類型晶體的熔沸點高低取決于微粒間作用力的大小;分子間存在氫鍵的熔沸點高;②根據價層電子對互斥理論和雜化軌道理論分析解答;
(3)Na2O為離子化合物,據此書寫其電子式;根據Na3OCl和H2存在的化學鍵類型判斷;
(4)①根據均攤法分析判斷Na3OCl晶體結構中空心白球、頂點陰影球、實心黑球的數目再結合Na3OCl化學式分析判斷;②由密度公式ρ=計算解答。
【詳解】
(1)基態Ca原子核外電子排布為1s22s22p63s23p64s2,未成對電子數為0,基態Ti原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d24s2;未成對電子數為2。A.最外層電子數相等,錯誤;B.Ca的未成對電子數小于Ti,正確;C.同一周期元素,原子序數小的原子半徑大,原子半徑Ca原子略大,錯誤;D.Ca原子失去兩個電子后恰好達到全滿結構,很難失去第三個電子,第三電離能Ca較大,錯誤,故答案為B;
(2)①同種類型晶體的熔沸點高低取決于微粒間作用力的大小,H2O2分子間存在氫鍵,熔沸點高,故答案為H2O2分子間存在氫鍵;
②根據價層電子對互斥理論,O3分子的中心O原子的價層電子對為2+(6-2×2)=3,雜化形式為sp2,O3分子為V形結構,分子中正負電荷重心不重合,為極性分子,故答案為sp2;O3分子為V形結構(或O3分子中正負電荷重心不重合);
(3)①Na2O屬于離子化合物,電子式為故答案為
②
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