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【化学】吉林省延边第二中学2018-2019学年高二下学期第一次月考(解析版) 试卷
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吉林省延边第二中学2018-2019学年高二下学期第一次月考
试卷说明:试卷分为两部分,第一部分选择题共25题(共60分),第二部分非选择题(共40分)
可能用到的相对原子量:H:1 N:14 O:16 S:32 C:12 Cl:35.5 Co:59
I部分(共60分)
一、选择题(每道题只有一个正确选项, 15×2分=30分)
1.下图分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是( )
A. 图1中的每个小黑点表示1个电子
B. 图2表示1s电子只能在球体内出现
C. 图2表明1s轨道呈球形,有无数对称轴
D. 图1中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
【答案】C
【解析】
【详解】电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形.
A、小黑点表示空间各电子出现的几率,选项A错误;
B、在界面内出现该电子的几率大于90%,界面外出现该电子的几率不足10%,选项B错误.
C、圆形轨道沿剖面直径连线,所以有无数对称轴,选项C正确;
D、小黑点表示空间各电子出现的几率,选项D错误。
答案选C。
2.若某原子的外围电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是
A. 该元素位于周期表中第五周期IIIB族 B. 该元素原子价电子数为2个
C. 该元素为非金属元素 D. 该元素原子N能层共有8个电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.外围电子排布为4d15s2,为Y元素,位于第5周期第ⅢB族,故A正确;
B.外围电子排布为4d15s2,为Y元素,该元素原子价电子数为3个,故B错误;
C.Y元素属于过渡元素,为金属元素,故C错误;
D.Y元素第N层的电子排布为4s24p64d1,有9个电子,故D错误;
本题答案为A。
3. 关于化学键的各种叙述中,下列说法正确的是( )
A. 含有金属元素的化合物一定是离子化合物
B. 共价化合物里,一定不存在离子键
C. 由多种非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D. 由不同种元素组成的多原子分子里,一定只存在极性键
【答案】B
【解析】
试题分析:A.含有金属元素的化合物,可能为共价化合物,如氯化铝为共价化合物,故A错误;B.含离子键的一定为离子化合物,则共价化合物里一定不存在离子键,故B正确;C.由多种非金属元素组成的化合物,可能为离子化合物,如铵盐为离子化合物,故C错误;D.由不同种元素组成的多原子分子中可存在极性键和非极性键,如H-O-O-H中存在极性键和非极性键,故D错误;故选B。
考点:考查化学键及常见物质中的化学键
4.下列物质的分子中,键角最小的是( )
A. CH2=CH2 B. H2O C. NH3 D. CH4
【答案】B
【解析】
【分析】
在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小。
【详解】在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小。H2O中O原子含有2个孤电子对、NH3分子中N原子含有1个孤电子对,CH4分子中C原子不含孤电子对,所以键角最小的是H2O,其中水是V形结构,键角是105°,甲烷是正四面体型结构,键角是109°28′,氨气是三角锥形结构,键角是107°,CH2=CH2是平面结构,键角为120°。
答案选B。
【点睛】本题考查了键角大小的判断,根据“在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力>,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小”来分析解答即可。
5.已知CH4中C—H键间的键角为109°28′,NH3中N—H键间的键角为107°,H2O中O—H键间的键角为105°,则下列说法中正确的是( )
A. 孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B. 孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C. 孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D. 题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
【答案】A
【解析】
由中心原子上孤电子对数的计算公式可知,CH4中碳原子上无孤电子对,NH3中的氮原子上有1对孤电子对,H2O中的氧原子上有2对孤电子对。根据题意知,CH4中C—H键间的键角为109°28',若孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应为109°28',故C项不正确;若孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应大于109°28',现它们的键角均小于109°28',故B项不正确;孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,使其键角变小,D项错误,A项正确。
6. 下列分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是
A. 六氟化氙(XeF6) B. 次氯酸(HClO)
C. 三氟化硼(BF3) D. 氮气 (N2)
【答案】D
【解析】
试题分析:六氟化硫中S元素化合价为+6,S原子最外层电子数为6,所以6+6=12,S原子不满足8电子结构;F元素化合价为-1,F原子最外层电子数为7,所以1+7=8,F原子满足8电子结构,故A错误;次氯酸中,H原子的最外层满足2个电子稳定结构,故B不正确;三氟化硼中,B原子的最外层电子数为3,成键数为3,则3+3=8,不满足8电子稳定结构,所以C不正确;在氮气分子中含有三键,氮原子满足8的稳定结构,D正确,答案选D。
考点:考查8电子稳定结构的判断
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。该题的关键是清楚元素化合价绝对值+元素原子的最外层电子层=8时,则该元素原子满足8电子稳定结构,注意离子化合物和单质不适合。
7.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是( )
A. NF3 B. CH3- C. SO3 D. H3O+
【答案】C
【解析】
【详解】根据价层电子对互斥理论可知,
A、NF3中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
B、CH3-中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
C、SO3中中心原子含有的孤对电子对数是=0,所以空间结构的几何形状是平面三角形,不是三角锥形;
D、H3O+中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
答案选C。
8. 下列各组原子中,彼此的化学性质一定相似的是
A. P原子:1s2Q原子:2s2
B. P原子:M电子层上有2个电子 Q原子:N电子层上有2个电子
C. P原子:2p能级上有1个未成对电子 Q原子:3p能级上有1个未成对电子
D. P原子:最外电子层L层上只有一个空轨道 Q原子:3P能级上只有一个空轨道
【答案】D
【解析】
试题分析:A.P为He,属于稀有气体元素性质稳定,Q为Be属于金属元素,易失电子,二者性质不同,故A错误;B.原子核外M层上仅有两个电子的P为Mg元素,原子核外N层上仅有两个电子的Q可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素,价电子数不同,性质不相同,故B错误;C.2p能级上有1个未成对电子,则P为B或F,3p能级上有1个未成对电子,则Q为Al或Cl,所以P、Q的价电子数不一定相同,性质可能不同,故C错误;D.最外电子层L层上只有一个空轨道,即2p轨道上只有一个空轨道的P原子是C,3p轨道上只有一个空轨道的Q原子是Si,最外层电子数都为4,化学性质相似,故D正确;故选D。
考点:考查原子的结构和元素的性质。
9.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( )
A. 4个σ键、1个π键 B. 11个σ键、3个π键
C. 4个σ键、3个π键 D. 9个σ键、5个π键
【答案】B
【解析】
【分析】
分子中含有C=C、C=O、C-H、C-O、C-C、O-H键,其中C=C、C=O含有σ键、π键,其它都为σ键,以此解答该题。
【详解】分子中含有1个C=C、2个C=O、2个C-H、2个C-O、2个C-C、2个O-H键,其中C=C、C=O含有σ键、π键,其它都为σ键,则分子中含有11个σ键、3个π键。
答案选B。
【点睛】本题考查共价键种类和数目的判断,注意σ键、π键的区别和判断方法,难度不大。
10.中学化学中很多“规律”都有其使用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )
A. 根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出S的第一电离能比P大
B. 根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
C. 根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D. 根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
【答案】D
【解析】
【详解】A、由于P原子的最外层电子处于半充满的稳定状态,所以失去电子消耗的能量要比S大,选项A错误;
B、在卤族元素由于F原子半径小,非金属性强,所以没有正化合价,除此之外其它元素都有最高正化合价+7,选项B错误;
C.要根据溶液中c(H+)、c(OH-)相对大小确定溶液酸碱性,温度未知时不能根据溶液pH判断,pH=6.8的溶液不一定为酸性溶液,可能是碱性溶液,如100℃时纯水的pH=6,则该温度下pH=6.8的溶液呈碱性,选项C错误;
D.强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,碳酸酸性大于次氯酸,所以二氧化碳能和次氯酸钠溶液反应生成次氯酸,选项D正确;
答案选D。
11.某周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的ⅢA族元素的原子序数是( )
A. 只有x+1 B. 可能是x+8或x+18
C. 可能是x+2 D. 可能是x+1或x+11或x+25
【答案】D
【解析】
试题分析:若该元素处于第二、第三周期,ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是x+1;若该元素处于第四周期、第五周期ⅡA族,则与其处于同一周期第Ⅲ族元素的原子序数是x+11;若该元素处于第六周期、第七周期ⅡA族,则与其处于同一周期第Ⅲ族元素的原子序数是x+25,所以某周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是可能是x+1或x+11或x+25。选项是D。
考点:考查同一周期不同主族的元素的原子序数的关系的知识。
12.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法正确的是( )
A. X与Y形成化合物时,X显正价,Y显负价 B. 第一电离能Y一定小于X
C. 最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性弱于Y对应的酸性 D. 气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX
【答案】D
【解析】
电负性大的元素在化合物中显负价,A错误;第一电离能可能Y>X,如N>O,也可能小于X,B错误;最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性弱于Y对应的酸性,说明X的非金属性小于Y,与已知电负性X>Y相矛盾,C错误;气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,说明非金属性X>Y,电负性X>Y,D正确;正确选项D。
13.碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,下列预言错误的是( )
A. 在碱金属中它具有最大的原子半径
B. 钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C. 它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱
D. 它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】B
【解析】
A.同主族元素从上到下,电子层依次增多,半径依次增大,所以钫是碱金属中具有最大的原子半径,故A正确;B.钠、钾与氧气反应都生成多种氧化物,钫金属性强于钠、钾,所以氧化产物为多种,故B错误;C.同主族元素从上到下金属性依次增强,氢氧化钠 为强碱,所以氢氧化钫碱性强于氢氧化钠,故C正确;D.钠、钾与水剧烈反应,钫性质强于钠、钾,所以跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸,故D正确;故选B。
14.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )
A. 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B. 硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C. 稀有气体一般难于发生化学反应
D. 空气中氮气的化学性质比氧气稳定
【答案】D
【解析】
试题分析:A.氯气的相对分子质量比溴单质小,所以氯气的沸点比溴单质低,在常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态,与键能无关,故A错误;B.硝酸的分子间作用力小,沸点低,是挥发性,酸硫酸、磷酸的分子间作用力大,沸点高,是不挥发性酸,与键能无关,故B错误;C.稀有气体为单原子分子,原子都形成稳定结构,稀有气体一般难于发生化学反应,与键能无关,故C错误;D.氮气分子中N≡N的键能比氧气分子中O=O的键能强,故化学性质比氧气分子稳定,与键能有关,故D正确;故选D。
考点:考查了化学键和分子间作用力的相关知识。
15.根据等电子原理,下列各对粒子中,空间结构相似的是( )
A. SO2与ClO2- B. CO2与NO2
C. CS2与N2O D. PCl3与BF3
【答案】C
【解析】
A.SO2与ClO2-的原子个数都为3;氧、硫和氯的价电子数分别为6、6、7,SO2的价电子数共为18,ClO2-价电子数共为20,不属于等电子体,故A错误;B.CO2和NO2的原子个数都为3;氧原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、5、4,CO2价电子数共为16,NO2的价电子数共为17,不属于等电子体,结构不相似,故B错误;C.CS2和N2O的原子个数都为3;氧原子、硫原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、6、5、4,CS2价电子数共为16,N2O的价电子数共为16,属于等电子体,结构相似,故C正确;D.PCl3与BF3的原子个数都为3;磷原子、氯原子、硼原子、氟原子的价电子数分别为5、7、3、7,PCl3价电子数共为26,BF3的价电子数共为24,不属于等电子体,结构不相似,故D错误;故选C。
点睛:本题考查了等电子体,解答本题的关键是要充分理解等电子体的本质特征,等电子体是具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子,具有相同的结构。
二、选择题(每道题只有一个正确选项, 10×3分=30分)
16.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH2=CH2 ③ ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4
A. ①②③ B. ①②④
C. ③④⑤ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【分析】
根据杂化轨道数判断杂化类型,杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数,可用sp2杂化轨道来解释说明中心原子含有3个价层电子对,据此判断杂化类型。
【详解】①BF3分子中硼原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
②CH2=CH2分子中每个碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
③6分子中碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
④CH≡CH分子中每个碳原子杂化轨道数为2,所以采取sp杂化,故错误;
⑤NH3分子中氮原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
⑥CH4分子中碳原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
答案选A。
【点睛】本题考查原子杂化类型的判断,难度不大,根据“杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数”来解答即可。
17.铬(Cr)的最高正价为+6价,由此可以推断CrO5的结构是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,以此书写结构式。
【详解】CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,则结构式为。
答案选D。
【点睛】本题考查化合价及化学式的判断,明确化合物中各元素化合价的代数和为0是解本题关键,难度较大。
18.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A. 具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B. 下列原子的价电子排布中,①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,对应的第一电离能最大的是③
C. ①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D. 某元素的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+
【答案】D
【解析】
【详解】A..①是Si元素、②是N元素、③是C元素、④是S元素,原子的电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径最大的是Si元素即①,选项A正确;
B.①是B元素、②是C元素、③是N元素、④是O元素,同一周期元素中,元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素,所以元素第一电离能最大的是N元素即③,选项B正确;
C.同一周期元素中,元素电负性随着原子序数的增大而增大,同一主族元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,元素电负性随原子序数增加而递增的是④,选项C正确;
D.根据元素电离能知,该元素原子核外最外层有2个电子,所以其最外层电子在化学反应中易失去而在化合物中呈现+2价,最可能生成的阳离子是X2+,选项D不正确;
答案选D。
【点睛】本题考查元素周期律知识,涉及原子半径、第一电离能、电负性大小的判断,根据元素周期律来分析解答即可,注意第一电离能规律中的异常现象,为易错点。
19.毒奶粉事件曾一度震惊全国,主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是( )
A. 所有氮原子均采取sp3杂化
B. 一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键
C. 三聚氰胺的分子式为C3N3H6
D. 三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨基中N原子形成3个δ键,为sp3杂化,处于环上的氮原子为sp2杂化,选项A错误;
B. 一个三聚氰胺分子中共含有6个N-H键、6个N-C键,3个N=C键,共含有15个σ键,选项B正确;
C.分子中含有3个C、6个N,6个H,则分子式为C3N6H6,选项C错误;
D. 三聚氰胺分子中不存在由同种元素的原子形成的共价键,故不存在非极性键,选项D错误;
答案选B。
20.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A. W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,W一定是6号C元素,X一定是13号Al元素,Z原子比X原子的核外电子数多4,则Z为17号Cl元素,Y是14~16号中某元素。若Y是14号Si元素,则电负性是C>Si,A不正确;原子半径Al一定是大于C的,B不正确;Y和Z有可能形成SiCl4,此分子的空间构型是正四面体,C正确;WY2分子若是CS2,它与CO2是等电子体,则分子中σ键与π键的数目之比是1∶1,D不正确。
21.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A. 0.1 mol的白磷(P4)或甲烷中所含的共价键数均为0.4NA
B. 将1 mol Cl2通入水中,HC1O、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
C. 6.4 g由S2、S4、S8组成的混合物含硫原子数为0.2NA
D. 标准状况下,2.24 L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中转移的电子数均为0.1NA
【答案】C
【解析】
白磷(P4)为正四面体,一个分子中含有6个 P-P键,0.1 mol的白磷(P4)含共价键0.6mol,甲烷为正四面体,一个分子中含4个C-H键,0.1molCH4含0.4mol共价键,A错误。
Cl2 溶于水,一部分与水反应生成HC1O、Cl-、ClO-,一部分未反应,以游离态的Cl2存在,B错误。S2、S4、S8 最简式相同,硫原子物质的量为6.4/32=0.2(mol),个数为0.2NA ,C正确。Cl2 与水反应为可逆反应,无法计算,与NaOH反应,转移0.1NA 电子,D错误。
正确答案为C
点睛:1.许多学生不知道白磷的结构为正四面体,一个分子中含有6个P-P键而选A答案,了解常见物质的化学键情况,如金刚石为正四面体结构、石墨为六边形的平铺结构、CO2、NH3及有机物的结构都是常考知识。2.Cl2溶于水,只有部分反应,且为可逆反应,若不能正确判断,则易选B和D答案。
22.已知X、Y、Z、W 为短周期主族元素,在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中Z元素原子之间通常形成Z2分子。下列说法不正确的是( )
A. X元素的单质既能与强酸反应也能与强碱反应
B. Y元素形成的氢化物在常温下不一定为气体
C. W元素的最高价氧化物对应水化物一定为强酸
D. 由Y、Z、W 三种元素形成的二元化合物中只含共价键
【答案】A
【解析】
试题分析:已知X、Y、Z、W 为短周期主族元素,其中Z元素原子之间通常形成Z2分子,由4种元素在元素周期表中的相对位置可知,Z可能为N或O。若Z为N,则X、Y、W 分别为Al、C、S;若Z为O,则X、Y、W 分别为Si、N、Cl。A. X元素的单质若为Al,则Al既能与强酸反应也能与强碱反应;X元素的单质若为Si,则Si只能与强碱反应、不能与强酸反应,A不正确;B. Y元素形成的氢化物在常温下不一定为气体,如C6H6、N2H4等等都是液体,B正确;C. W元素的最高价氧化物对应水化物可能是硫酸或高氯酸,一定为强酸,C正确;D. Y、Z、W 三种元素一定是非金属元素,故由Y、Z、W 三种元素形成的二元化合物中只含共价键,D正确。本题选A。
23.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,下列叙述中正确的是
A. 电负性:A>B>C>D B. 原子序数:d>c>b>a
C. 离子半径:C3->D->B+>A2+ D. 元素的第一电离能:A>B>D>C
【答案】C
【解析】
分析:短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,且A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,A、B为金属,C、D为非金属,据此解答。
详解:A、非金属性越强电负性越大,则电负性:D>C>A>B,A错误;
B、A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,B错误;
C、aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数a>b>d>c,所以离子半径C3﹣>D﹣>B+>A2+,C正确;
D、同同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,非金属性越强第一电离能越大,故第一电离能:D>C>A>B,D错误。答案选C。
24.中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是( )
A. 该过程将太阳能转化成为化学能
B. 该过程中,只涉及非极性键的断裂与生成
C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D. 原料气N2可通过分离液态空气获得
【答案】B
【解析】
A. 该过程将太阳能转化成为化学能,A正确;B. 该过程中,既有极性键(N-H、O-H)的断裂与生成,也有非极性键(NN、O=O)的断裂与生成,B不正确;C. 该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,氮气是氧化剂、水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,C正确;D. 原料气N2可通过分离液态空气获得,D正确。本题选B。
25.关于CH4、CH3+、CH3-三种粒子的说法,正确的是 ( )
A. C原子的杂化类型都相同
B. CH3+是三角锥形
C. CH3-与BCl3构型相同
D. CH4与NH4+互为等电子体
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷中的C原子价层电子对个数=4+(4-4×1)/2=4,所以其中心碳原子采用sp3杂化,碳正离子中的C原子价层电子对个数=3+(4-1-3×1)/2=3,所以其中心碳原子采用sp2杂化,碳负离子中的C原子价层电子对个数=3+(4+1-3×1)=4,所以其中心碳原子采用sp3杂化,三种微粒中碳原子的杂化方式不同,A错误;
B.碳正离子其中心碳原子采用sp2杂化,不含孤对电子,空间构型为平面三角形结构,B错误;
C.碳负离子其中心碳原子采用sp3杂化,含有一对孤对电子为三角锥型,BCl3中B原子价层电子对个数=3+(3-3×1)/2=3,不含孤对电子,空间构型为平面三角形结构,C错误;
D.原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,则CH4与NH4+互为等电子体,D正确;
答案选D。
【点睛】由价层电子特征判断分子立体构型时需注意以下两点:(1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的几何构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
II部分(共40分)
三、填空题(共40分)
26.一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①写出基态Mn原子的价电子排布式为___________________________。在元素周期表中,该元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与Mn不同的元素有__________种。
②CO32-的空间构型是__________________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO分子的结构式为___________________________________。
②CO2分子中C原子轨道的杂化类型为________________________________________。
③1 mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ键数目为__________________________________。
【答案】 (1). 3d54s2 (2). d (3). 2 (4). 平面三角形 (5). C≡O (6). sp (7). 3 NA
【解析】
【详解】(1)①Mn原子核外电子数为25,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s2,价电子电子排布式可为3d54s2;在元素周期表中,该元素在d区;与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与Mn不同的元素有Cr、Cu均为4s1,共2种;
②CO32-中C原子价层电子对数为3+=3、没有孤对电子,其空间构型为平面三角形;
(2)①CO与N2互为等电子体,二者结构相似,CO分子中原子之间形成三键,故其结构式为C≡O;
②CO2的结构式为O=C=O,C原子形成2个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为2,采取sp杂化;
③甲醛的结构式为,单键为σ键,双键含有1个σ键、1个π键,分子含有3个σ键,1 mol甲醛(HCHO)分子中所含σ键的数目为3 NA。
27.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是___________;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________________;
(3)Se原子序数为___________,其核外M层电子的排布式为___________;
(4)H2Se的酸性比H2S_____________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为___________。
(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+ 易被氧化成Fe3+的原因是______________。
【答案】 (1). sp3 (2). O>S>Se (3). 34 (4). 3s23p63d10 (5). 强 (6). 平面三角形 (7). Fe2+价电子3d6易失去一个电子达稳定状态
【解析】
【详解】(1)由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2,孤电子对数为2,即价层电子对数为4,因此S原子采用的杂化轨道方式为sp3;
(2)同主族元素从上到下元素的第一电离能逐渐减小,则有O>S>Se;
(3)Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族,原子序数为34,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,则核外M层电子的排布式为3s23p63d10;
(4)同主族元素对应的氢化物中,元素的非金属性越强,对应的氢化物的酸性越弱,则H2Se的酸性比H2S强,气态SeO3分子中Se形成3个δ键,没有孤电子对,为平面三角形分子;
(5)从结构角度来看,Fe2+ 的价电子排布式是:3d6,再失一个电子就是3d5半充满稳定结构,故Fe2+价电子3d6易失去一个电子达稳定状态。
28.Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_______、_________。(填标号)
A. B.
C. D.
(2)与具有相同的电子构型,小于,原因是___________________________。
(3)是有机合成中常用的还原剂,中的阴离子空间构型是____________________。
(4)如图,Li原子的第一电离能为_________,O=O键键能为_________。
【答案】 (1). D (2). C (3). 核电荷数高,半径小 (4). 正四面体 (5). 520 (6). 498
【解析】
【分析】
(1)根据处于基态时能量低,处于激发态时能量高判断;
(2)根据原子核对最外层电子的吸引力判断;
(3)根据价层电子对互斥理论分析;根据物质的组成微粒判断化学键;
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,据此计算;根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能。
【详解】(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;
(2)由于锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大,因此Li+半径小于H-;
(3)LiAlH4中的阴离子是AlH4-,中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;阴阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键,不存在双键和氢键,答案选AB;
(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是=520 kJ/mol;0.5mol氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ,所以O=O键能是249 kJ/mol×2=498 kJ/mol。
【点睛】本题考查核外电子排布,轨道杂化类型的判断,分子构型,电离能,化学键类型等知识,保持了往年知识点比较分散的特点,立足课本进行适当拓展,但整体难度不大。
试卷说明:试卷分为两部分,第一部分选择题共25题(共60分),第二部分非选择题(共40分)
可能用到的相对原子量:H:1 N:14 O:16 S:32 C:12 Cl:35.5 Co:59
I部分(共60分)
一、选择题(每道题只有一个正确选项, 15×2分=30分)
1.下图分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是( )
A. 图1中的每个小黑点表示1个电子
B. 图2表示1s电子只能在球体内出现
C. 图2表明1s轨道呈球形,有无数对称轴
D. 图1中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
【答案】C
【解析】
【详解】电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形.
A、小黑点表示空间各电子出现的几率,选项A错误;
B、在界面内出现该电子的几率大于90%,界面外出现该电子的几率不足10%,选项B错误.
C、圆形轨道沿剖面直径连线,所以有无数对称轴,选项C正确;
D、小黑点表示空间各电子出现的几率,选项D错误。
答案选C。
2.若某原子的外围电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是
A. 该元素位于周期表中第五周期IIIB族 B. 该元素原子价电子数为2个
C. 该元素为非金属元素 D. 该元素原子N能层共有8个电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.外围电子排布为4d15s2,为Y元素,位于第5周期第ⅢB族,故A正确;
B.外围电子排布为4d15s2,为Y元素,该元素原子价电子数为3个,故B错误;
C.Y元素属于过渡元素,为金属元素,故C错误;
D.Y元素第N层的电子排布为4s24p64d1,有9个电子,故D错误;
本题答案为A。
3. 关于化学键的各种叙述中,下列说法正确的是( )
A. 含有金属元素的化合物一定是离子化合物
B. 共价化合物里,一定不存在离子键
C. 由多种非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D. 由不同种元素组成的多原子分子里,一定只存在极性键
【答案】B
【解析】
试题分析:A.含有金属元素的化合物,可能为共价化合物,如氯化铝为共价化合物,故A错误;B.含离子键的一定为离子化合物,则共价化合物里一定不存在离子键,故B正确;C.由多种非金属元素组成的化合物,可能为离子化合物,如铵盐为离子化合物,故C错误;D.由不同种元素组成的多原子分子中可存在极性键和非极性键,如H-O-O-H中存在极性键和非极性键,故D错误;故选B。
考点:考查化学键及常见物质中的化学键
4.下列物质的分子中,键角最小的是( )
A. CH2=CH2 B. H2O C. NH3 D. CH4
【答案】B
【解析】
【分析】
在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小。
【详解】在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小。H2O中O原子含有2个孤电子对、NH3分子中N原子含有1个孤电子对,CH4分子中C原子不含孤电子对,所以键角最小的是H2O,其中水是V形结构,键角是105°,甲烷是正四面体型结构,键角是109°28′,氨气是三角锥形结构,键角是107°,CH2=CH2是平面结构,键角为120°。
答案选B。
【点睛】本题考查了键角大小的判断,根据“在分子中,中心原子上孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子之间的排斥力>成键电子之间的排斥力>,则含有孤电子对越多,分子中的键角越小”来分析解答即可。
5.已知CH4中C—H键间的键角为109°28′,NH3中N—H键间的键角为107°,H2O中O—H键间的键角为105°,则下列说法中正确的是( )
A. 孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B. 孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C. 孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D. 题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
【答案】A
【解析】
由中心原子上孤电子对数的计算公式可知,CH4中碳原子上无孤电子对,NH3中的氮原子上有1对孤电子对,H2O中的氧原子上有2对孤电子对。根据题意知,CH4中C—H键间的键角为109°28',若孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应为109°28',故C项不正确;若孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力,则NH3中N—H键间的键角和H2O中O—H键间的键角均应大于109°28',现它们的键角均小于109°28',故B项不正确;孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,使其键角变小,D项错误,A项正确。
6. 下列分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是
A. 六氟化氙(XeF6) B. 次氯酸(HClO)
C. 三氟化硼(BF3) D. 氮气 (N2)
【答案】D
【解析】
试题分析:六氟化硫中S元素化合价为+6,S原子最外层电子数为6,所以6+6=12,S原子不满足8电子结构;F元素化合价为-1,F原子最外层电子数为7,所以1+7=8,F原子满足8电子结构,故A错误;次氯酸中,H原子的最外层满足2个电子稳定结构,故B不正确;三氟化硼中,B原子的最外层电子数为3,成键数为3,则3+3=8,不满足8电子稳定结构,所以C不正确;在氮气分子中含有三键,氮原子满足8的稳定结构,D正确,答案选D。
考点:考查8电子稳定结构的判断
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。该题的关键是清楚元素化合价绝对值+元素原子的最外层电子层=8时,则该元素原子满足8电子稳定结构,注意离子化合物和单质不适合。
7.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是( )
A. NF3 B. CH3- C. SO3 D. H3O+
【答案】C
【解析】
【详解】根据价层电子对互斥理论可知,
A、NF3中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
B、CH3-中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
C、SO3中中心原子含有的孤对电子对数是=0,所以空间结构的几何形状是平面三角形,不是三角锥形;
D、H3O+中中心原子含有的孤对电子对数是=1,所以空间结构的几何形状是三角锥形;
答案选C。
8. 下列各组原子中,彼此的化学性质一定相似的是
A. P原子:1s2Q原子:2s2
B. P原子:M电子层上有2个电子 Q原子:N电子层上有2个电子
C. P原子:2p能级上有1个未成对电子 Q原子:3p能级上有1个未成对电子
D. P原子:最外电子层L层上只有一个空轨道 Q原子:3P能级上只有一个空轨道
【答案】D
【解析】
试题分析:A.P为He,属于稀有气体元素性质稳定,Q为Be属于金属元素,易失电子,二者性质不同,故A错误;B.原子核外M层上仅有两个电子的P为Mg元素,原子核外N层上仅有两个电子的Q可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素,价电子数不同,性质不相同,故B错误;C.2p能级上有1个未成对电子,则P为B或F,3p能级上有1个未成对电子,则Q为Al或Cl,所以P、Q的价电子数不一定相同,性质可能不同,故C错误;D.最外电子层L层上只有一个空轨道,即2p轨道上只有一个空轨道的P原子是C,3p轨道上只有一个空轨道的Q原子是Si,最外层电子数都为4,化学性质相似,故D正确;故选D。
考点:考查原子的结构和元素的性质。
9.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是( )
A. 4个σ键、1个π键 B. 11个σ键、3个π键
C. 4个σ键、3个π键 D. 9个σ键、5个π键
【答案】B
【解析】
【分析】
分子中含有C=C、C=O、C-H、C-O、C-C、O-H键,其中C=C、C=O含有σ键、π键,其它都为σ键,以此解答该题。
【详解】分子中含有1个C=C、2个C=O、2个C-H、2个C-O、2个C-C、2个O-H键,其中C=C、C=O含有σ键、π键,其它都为σ键,则分子中含有11个σ键、3个π键。
答案选B。
【点睛】本题考查共价键种类和数目的判断,注意σ键、π键的区别和判断方法,难度不大。
10.中学化学中很多“规律”都有其使用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )
A. 根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出S的第一电离能比P大
B. 根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
C. 根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D. 根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
【答案】D
【解析】
【详解】A、由于P原子的最外层电子处于半充满的稳定状态,所以失去电子消耗的能量要比S大,选项A错误;
B、在卤族元素由于F原子半径小,非金属性强,所以没有正化合价,除此之外其它元素都有最高正化合价+7,选项B错误;
C.要根据溶液中c(H+)、c(OH-)相对大小确定溶液酸碱性,温度未知时不能根据溶液pH判断,pH=6.8的溶液不一定为酸性溶液,可能是碱性溶液,如100℃时纯水的pH=6,则该温度下pH=6.8的溶液呈碱性,选项C错误;
D.强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,碳酸酸性大于次氯酸,所以二氧化碳能和次氯酸钠溶液反应生成次氯酸,选项D正确;
答案选D。
11.某周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的ⅢA族元素的原子序数是( )
A. 只有x+1 B. 可能是x+8或x+18
C. 可能是x+2 D. 可能是x+1或x+11或x+25
【答案】D
【解析】
试题分析:若该元素处于第二、第三周期,ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是x+1;若该元素处于第四周期、第五周期ⅡA族,则与其处于同一周期第Ⅲ族元素的原子序数是x+11;若该元素处于第六周期、第七周期ⅡA族,则与其处于同一周期第Ⅲ族元素的原子序数是x+25,所以某周期ⅡA族元素的原子序数为x,则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是可能是x+1或x+11或x+25。选项是D。
考点:考查同一周期不同主族的元素的原子序数的关系的知识。
12.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法正确的是( )
A. X与Y形成化合物时,X显正价,Y显负价 B. 第一电离能Y一定小于X
C. 最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性弱于Y对应的酸性 D. 气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX
【答案】D
【解析】
电负性大的元素在化合物中显负价,A错误;第一电离能可能Y>X,如N>O,也可能小于X,B错误;最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性弱于Y对应的酸性,说明X的非金属性小于Y,与已知电负性X>Y相矛盾,C错误;气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,说明非金属性X>Y,电负性X>Y,D正确;正确选项D。
13.碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,下列预言错误的是( )
A. 在碱金属中它具有最大的原子半径
B. 钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
C. 它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱
D. 它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】B
【解析】
A.同主族元素从上到下,电子层依次增多,半径依次增大,所以钫是碱金属中具有最大的原子半径,故A正确;B.钠、钾与氧气反应都生成多种氧化物,钫金属性强于钠、钾,所以氧化产物为多种,故B错误;C.同主族元素从上到下金属性依次增强,氢氧化钠 为强碱,所以氢氧化钫碱性强于氢氧化钠,故C正确;D.钠、钾与水剧烈反应,钫性质强于钠、钾,所以跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸,故D正确;故选B。
14.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )
A. 常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B. 硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸
C. 稀有气体一般难于发生化学反应
D. 空气中氮气的化学性质比氧气稳定
【答案】D
【解析】
试题分析:A.氯气的相对分子质量比溴单质小,所以氯气的沸点比溴单质低,在常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态,与键能无关,故A错误;B.硝酸的分子间作用力小,沸点低,是挥发性,酸硫酸、磷酸的分子间作用力大,沸点高,是不挥发性酸,与键能无关,故B错误;C.稀有气体为单原子分子,原子都形成稳定结构,稀有气体一般难于发生化学反应,与键能无关,故C错误;D.氮气分子中N≡N的键能比氧气分子中O=O的键能强,故化学性质比氧气分子稳定,与键能有关,故D正确;故选D。
考点:考查了化学键和分子间作用力的相关知识。
15.根据等电子原理,下列各对粒子中,空间结构相似的是( )
A. SO2与ClO2- B. CO2与NO2
C. CS2与N2O D. PCl3与BF3
【答案】C
【解析】
A.SO2与ClO2-的原子个数都为3;氧、硫和氯的价电子数分别为6、6、7,SO2的价电子数共为18,ClO2-价电子数共为20,不属于等电子体,故A错误;B.CO2和NO2的原子个数都为3;氧原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、5、4,CO2价电子数共为16,NO2的价电子数共为17,不属于等电子体,结构不相似,故B错误;C.CS2和N2O的原子个数都为3;氧原子、硫原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、6、5、4,CS2价电子数共为16,N2O的价电子数共为16,属于等电子体,结构相似,故C正确;D.PCl3与BF3的原子个数都为3;磷原子、氯原子、硼原子、氟原子的价电子数分别为5、7、3、7,PCl3价电子数共为26,BF3的价电子数共为24,不属于等电子体,结构不相似,故D错误;故选C。
点睛:本题考查了等电子体,解答本题的关键是要充分理解等电子体的本质特征,等电子体是具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子,具有相同的结构。
二、选择题(每道题只有一个正确选项, 10×3分=30分)
16.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH2=CH2 ③ ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4
A. ①②③ B. ①②④
C. ③④⑤ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【分析】
根据杂化轨道数判断杂化类型,杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数,可用sp2杂化轨道来解释说明中心原子含有3个价层电子对,据此判断杂化类型。
【详解】①BF3分子中硼原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
②CH2=CH2分子中每个碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
③6分子中碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
④CH≡CH分子中每个碳原子杂化轨道数为2,所以采取sp杂化,故错误;
⑤NH3分子中氮原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
⑥CH4分子中碳原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
答案选A。
【点睛】本题考查原子杂化类型的判断,难度不大,根据“杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数”来解答即可。
17.铬(Cr)的最高正价为+6价,由此可以推断CrO5的结构是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,以此书写结构式。
【详解】CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,则结构式为。
答案选D。
【点睛】本题考查化合价及化学式的判断,明确化合物中各元素化合价的代数和为0是解本题关键,难度较大。
18.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A. 具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B. 下列原子的价电子排布中,①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,对应的第一电离能最大的是③
C. ①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D. 某元素的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+
【答案】D
【解析】
【详解】A..①是Si元素、②是N元素、③是C元素、④是S元素,原子的电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径最大的是Si元素即①,选项A正确;
B.①是B元素、②是C元素、③是N元素、④是O元素,同一周期元素中,元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素,所以元素第一电离能最大的是N元素即③,选项B正确;
C.同一周期元素中,元素电负性随着原子序数的增大而增大,同一主族元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,元素电负性随原子序数增加而递增的是④,选项C正确;
D.根据元素电离能知,该元素原子核外最外层有2个电子,所以其最外层电子在化学反应中易失去而在化合物中呈现+2价,最可能生成的阳离子是X2+,选项D不正确;
答案选D。
【点睛】本题考查元素周期律知识,涉及原子半径、第一电离能、电负性大小的判断,根据元素周期律来分析解答即可,注意第一电离能规律中的异常现象,为易错点。
19.毒奶粉事件曾一度震惊全国,主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是( )
A. 所有氮原子均采取sp3杂化
B. 一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键
C. 三聚氰胺的分子式为C3N3H6
D. 三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨基中N原子形成3个δ键,为sp3杂化,处于环上的氮原子为sp2杂化,选项A错误;
B. 一个三聚氰胺分子中共含有6个N-H键、6个N-C键,3个N=C键,共含有15个σ键,选项B正确;
C.分子中含有3个C、6个N,6个H,则分子式为C3N6H6,选项C错误;
D. 三聚氰胺分子中不存在由同种元素的原子形成的共价键,故不存在非极性键,选项D错误;
答案选B。
20.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A. W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,W一定是6号C元素,X一定是13号Al元素,Z原子比X原子的核外电子数多4,则Z为17号Cl元素,Y是14~16号中某元素。若Y是14号Si元素,则电负性是C>Si,A不正确;原子半径Al一定是大于C的,B不正确;Y和Z有可能形成SiCl4,此分子的空间构型是正四面体,C正确;WY2分子若是CS2,它与CO2是等电子体,则分子中σ键与π键的数目之比是1∶1,D不正确。
21.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A. 0.1 mol的白磷(P4)或甲烷中所含的共价键数均为0.4NA
B. 将1 mol Cl2通入水中,HC1O、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
C. 6.4 g由S2、S4、S8组成的混合物含硫原子数为0.2NA
D. 标准状况下,2.24 L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中转移的电子数均为0.1NA
【答案】C
【解析】
白磷(P4)为正四面体,一个分子中含有6个 P-P键,0.1 mol的白磷(P4)含共价键0.6mol,甲烷为正四面体,一个分子中含4个C-H键,0.1molCH4含0.4mol共价键,A错误。
Cl2 溶于水,一部分与水反应生成HC1O、Cl-、ClO-,一部分未反应,以游离态的Cl2存在,B错误。S2、S4、S8 最简式相同,硫原子物质的量为6.4/32=0.2(mol),个数为0.2NA ,C正确。Cl2 与水反应为可逆反应,无法计算,与NaOH反应,转移0.1NA 电子,D错误。
正确答案为C
点睛:1.许多学生不知道白磷的结构为正四面体,一个分子中含有6个P-P键而选A答案,了解常见物质的化学键情况,如金刚石为正四面体结构、石墨为六边形的平铺结构、CO2、NH3及有机物的结构都是常考知识。2.Cl2溶于水,只有部分反应,且为可逆反应,若不能正确判断,则易选B和D答案。
22.已知X、Y、Z、W 为短周期主族元素,在元素周期表中的相对位置如下图所示,其中Z元素原子之间通常形成Z2分子。下列说法不正确的是( )
A. X元素的单质既能与强酸反应也能与强碱反应
B. Y元素形成的氢化物在常温下不一定为气体
C. W元素的最高价氧化物对应水化物一定为强酸
D. 由Y、Z、W 三种元素形成的二元化合物中只含共价键
【答案】A
【解析】
试题分析:已知X、Y、Z、W 为短周期主族元素,其中Z元素原子之间通常形成Z2分子,由4种元素在元素周期表中的相对位置可知,Z可能为N或O。若Z为N,则X、Y、W 分别为Al、C、S;若Z为O,则X、Y、W 分别为Si、N、Cl。A. X元素的单质若为Al,则Al既能与强酸反应也能与强碱反应;X元素的单质若为Si,则Si只能与强碱反应、不能与强酸反应,A不正确;B. Y元素形成的氢化物在常温下不一定为气体,如C6H6、N2H4等等都是液体,B正确;C. W元素的最高价氧化物对应水化物可能是硫酸或高氯酸,一定为强酸,C正确;D. Y、Z、W 三种元素一定是非金属元素,故由Y、Z、W 三种元素形成的二元化合物中只含共价键,D正确。本题选A。
23.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,下列叙述中正确的是
A. 电负性:A>B>C>D B. 原子序数:d>c>b>a
C. 离子半径:C3->D->B+>A2+ D. 元素的第一电离能:A>B>D>C
【答案】C
【解析】
分析:短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,且A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,A、B为金属,C、D为非金属,据此解答。
详解:A、非金属性越强电负性越大,则电负性:D>C>A>B,A错误;
B、A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,B错误;
C、aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数a>b>d>c,所以离子半径C3﹣>D﹣>B+>A2+,C正确;
D、同同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,非金属性越强第一电离能越大,故第一电离能:D>C>A>B,D错误。答案选C。
24.中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是( )
A. 该过程将太阳能转化成为化学能
B. 该过程中,只涉及非极性键的断裂与生成
C. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D. 原料气N2可通过分离液态空气获得
【答案】B
【解析】
A. 该过程将太阳能转化成为化学能,A正确;B. 该过程中,既有极性键(N-H、O-H)的断裂与生成,也有非极性键(NN、O=O)的断裂与生成,B不正确;C. 该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,氮气是氧化剂、水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,C正确;D. 原料气N2可通过分离液态空气获得,D正确。本题选B。
25.关于CH4、CH3+、CH3-三种粒子的说法,正确的是 ( )
A. C原子的杂化类型都相同
B. CH3+是三角锥形
C. CH3-与BCl3构型相同
D. CH4与NH4+互为等电子体
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷中的C原子价层电子对个数=4+(4-4×1)/2=4,所以其中心碳原子采用sp3杂化,碳正离子中的C原子价层电子对个数=3+(4-1-3×1)/2=3,所以其中心碳原子采用sp2杂化,碳负离子中的C原子价层电子对个数=3+(4+1-3×1)=4,所以其中心碳原子采用sp3杂化,三种微粒中碳原子的杂化方式不同,A错误;
B.碳正离子其中心碳原子采用sp2杂化,不含孤对电子,空间构型为平面三角形结构,B错误;
C.碳负离子其中心碳原子采用sp3杂化,含有一对孤对电子为三角锥型,BCl3中B原子价层电子对个数=3+(3-3×1)/2=3,不含孤对电子,空间构型为平面三角形结构,C错误;
D.原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,则CH4与NH4+互为等电子体,D正确;
答案选D。
【点睛】由价层电子特征判断分子立体构型时需注意以下两点:(1)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。(2)价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的几何构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
II部分(共40分)
三、填空题(共40分)
26.一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①写出基态Mn原子的价电子排布式为___________________________。在元素周期表中,该元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与Mn不同的元素有__________种。
②CO32-的空间构型是__________________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO分子的结构式为___________________________________。
②CO2分子中C原子轨道的杂化类型为________________________________________。
③1 mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ键数目为__________________________________。
【答案】 (1). 3d54s2 (2). d (3). 2 (4). 平面三角形 (5). C≡O (6). sp (7). 3 NA
【解析】
【详解】(1)①Mn原子核外电子数为25,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s2,价电子电子排布式可为3d54s2;在元素周期表中,该元素在d区;与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与Mn不同的元素有Cr、Cu均为4s1,共2种;
②CO32-中C原子价层电子对数为3+=3、没有孤对电子,其空间构型为平面三角形;
(2)①CO与N2互为等电子体,二者结构相似,CO分子中原子之间形成三键,故其结构式为C≡O;
②CO2的结构式为O=C=O,C原子形成2个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为2,采取sp杂化;
③甲醛的结构式为,单键为σ键,双键含有1个σ键、1个π键,分子含有3个σ键,1 mol甲醛(HCHO)分子中所含σ键的数目为3 NA。
27.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是___________;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________________;
(3)Se原子序数为___________,其核外M层电子的排布式为___________;
(4)H2Se的酸性比H2S_____________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为___________。
(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+ 易被氧化成Fe3+的原因是______________。
【答案】 (1). sp3 (2). O>S>Se (3). 34 (4). 3s23p63d10 (5). 强 (6). 平面三角形 (7). Fe2+价电子3d6易失去一个电子达稳定状态
【解析】
【详解】(1)由S8分子结构可知,在S8分子中S原子成键电子对数为2,孤电子对数为2,即价层电子对数为4,因此S原子采用的杂化轨道方式为sp3;
(2)同主族元素从上到下元素的第一电离能逐渐减小,则有O>S>Se;
(3)Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族,原子序数为34,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,则核外M层电子的排布式为3s23p63d10;
(4)同主族元素对应的氢化物中,元素的非金属性越强,对应的氢化物的酸性越弱,则H2Se的酸性比H2S强,气态SeO3分子中Se形成3个δ键,没有孤电子对,为平面三角形分子;
(5)从结构角度来看,Fe2+ 的价电子排布式是:3d6,再失一个电子就是3d5半充满稳定结构,故Fe2+价电子3d6易失去一个电子达稳定状态。
28.Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_______、_________。(填标号)
A. B.
C. D.
(2)与具有相同的电子构型,小于,原因是___________________________。
(3)是有机合成中常用的还原剂,中的阴离子空间构型是____________________。
(4)如图,Li原子的第一电离能为_________,O=O键键能为_________。
【答案】 (1). D (2). C (3). 核电荷数高,半径小 (4). 正四面体 (5). 520 (6). 498
【解析】
【分析】
(1)根据处于基态时能量低,处于激发态时能量高判断;
(2)根据原子核对最外层电子的吸引力判断;
(3)根据价层电子对互斥理论分析;根据物质的组成微粒判断化学键;
(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,据此计算;根据氧气转化为氧原子时的能量变化计算键能。
【详解】(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;
(2)由于锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大,因此Li+半径小于H-;
(3)LiAlH4中的阴离子是AlH4-,中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;阴阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键,不存在双键和氢键,答案选AB;
(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是=520 kJ/mol;0.5mol氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ,所以O=O键能是249 kJ/mol×2=498 kJ/mol。
【点睛】本题考查核外电子排布,轨道杂化类型的判断,分子构型,电离能,化学键类型等知识,保持了往年知识点比较分散的特点,立足课本进行适当拓展,但整体难度不大。
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