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【化学】云南省玉溪市峨山一中2018-2019学年高二上学期11月份考试(解析版)
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云南省玉溪市峨山一中2018-2019学年高二上学期11月份考试
分卷I
一、单选题(共30小题,共60分)
1.在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C--C键间的夹角是 ( )
A. 6个120° B. 5个108° C. 4个109°28′ D. 6个109°28′
2.钡的核外电子排布为[Xe]6s2,下列关于钡的说法不正确的是( )
A. 其电负性比Cs大 B. 位于第六周期第ⅡA族
C. 能与冷水反应放出氢气 D. 第一电离能比Cs小
3.下列叙述错误的是( )
A. 带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键
B. 金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键
C. 某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D. 非金属原子间可能形成离子键
4.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )
A. X与Y形成的化合物,X显负价,Y显正价
B. 最高价含氧酸的酸性:X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性
C. 气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX
D. 第一电离能Y一定小于X
5.下列各项中,前面的轨道先填入电子的是 ( )
①3d和4s ②4p和5s ③5s和4d ④5p和4d
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
6.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( )
A. 核外电子是分层运动的
B. 所有电子在同一区域里运动
C. 能量高的电子在离核近的区域运动
D. 同一能层的电子能量相同
7.a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d同周期,c、d同主族。a的原子结构示意图为,b、c形成的化合物的电子式为,下列说法中正确的是( )
A. 原子半径:a>c>d>b B. 电负性:a>b>d>c
C. 原子序数:d>a>c>b D. 最高价含氧酸的酸性:c>d>a
8.通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例,下列事实能作为这个规则证据的是( )
①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
②26Fe2+容易失电子转变为26Fe3+,表现出较强的还原性
③基态铜(Cu)原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
④某种激发态碳(C)原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③④
9.晶胞是构成晶体的基本重复单元.在二氧化硅晶胞中有8个硅原子位于立方晶胞的8个顶角,有6个硅原子位于晶胞的6个面心,还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成4个硅氧四面体,它们均匀错开排列于晶胞内.根据图示二氧化硅晶胞结构,每个晶胞内所含“SiO2”基元数为( )
A. 4个 B. 6个 C. 8个 D. 18个
10.下列配合物的配位数不是6的是( )
A. K3[Fe(SCN)6] B. Na2[SiF6]
C. Na3[AlF6] D. [Cu(NH3)4]Cl2
11.下列各组元素中,原子半径依次减小的是( )
A. Mg、Ca、Ba B. I、Br、Cl C. O、S、Na D. C、N、B
12.下列各微粒中,各能层电子数均达到2n2的是( )
A. Ne,Ar B. F-,Mg2+ C. Al,O2- D. Cl-,Ar
13.下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子
B. ClO3-的空间构型为平面三角形
C. SF6中有6对完全相同的成键电子对
D. SiF4和SO32-的中心原子前者为sp3杂化,后者为sp2杂化
14.下列物质的晶体中,不存在分子的是( )
A. 二氧化硅 B. 二氧化硫 C. 二氧化碳 D. 二硫化碳
15.根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的( )
A. PCl3 B. H3O+ C. HCHO D. PH3
16.金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式,下列说法中正确的是
A. 图(a)为非密置层,配位数为6
B. 图(b)为密置层,配位数为4
C. 图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积
D. 图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
17.下列对各组物质性质的比较中,不正确的是( )
A. 熔点:Li>Na>K
B. 导电性:Ag>Cu>Al>Fe
C. 密度:Na﹤Mg﹤Al
D. 空间利用率:体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积
18.元素周期表中前20号不同周期的四种元素A、B、C、D,原子序数依次递增,可形成离子化合物DA、CB、D2B,可形成共价化合物A2B、若A、D同族,则上述物质中有关离子半径大小顺序正确的是( )
A. D>C>B>A B. B>C>D>A C. D>B>C>A D. C>D>A>B
19.某元素的原子3d能级上有1个电子,它的N能层上电子数是( )
A. 0 B. 2 C. 5 D. 8
20.关于σ键和π键的比较,下列说法不正确的是( )
A. σ键是轴对称的,π键是镜面对称的
B. σ键是“头碰头”式重叠,π键是“肩并肩”式重叠
C. σ键不能断裂,π键容易断裂
D. H原子只能形成σ键,O原子可以形成σ键和π键
21.只有阳离子而没有阴离子的晶体是( )
A. 金属晶体 B. 原子晶体 C. 离子晶体 D. 分子晶体
22.元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A. 按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,Zn元素属于d区
B. 多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C. P、S、Cl的第一电离能、电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增大或增强
D. 某同学给出的Fe原子的3d能级电子排布图为,此排布图违反了洪特规则
23.有关晶格能的叙述正确的是( )
A. 晶格能是原子形成1摩尔离子晶体释放的能量
B. 晶格能通常取正值,有时也取负值
C. 晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D. 晶格能越大,物质的硬度越小
24.金属晶体能传热的原因
A. 因为金属晶体的紧密堆积
B. 因为金属键是电子与电子之间的作用
C. 金属晶体中含自由移动的电子
D. 金属晶体中的自由移动的阳离子
25.下列粒子半径的比较中正确的是( )
A. Na+>Na B. Cl->Cl C. Ca2+>Cl- D. Mg>Na
26.Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm•nNH3,若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则m、n的值是( )
A. m=3 n=6 B. m=3 n=4
C. m=4 n=1 D. m=4 n=5
27.某化学式为AB的离子晶体,已知5r(A2+)=4r(B2﹣)(各类离子晶体与阴阳离子半径比关系如图所示),经测定其密度为ρg•cm﹣3,其摩尔质量为Mg•mol﹣1,则下列有关该晶体的说法正确的是( )
A. 该晶体结构与ZnS晶体相似
B. 该晶体每个晶胞中有2个A2+和B2﹣
C. 该晶体晶胞的边长cm
D. A2+离子紧邻的B2﹣构成的空间结构为正方体
28.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是( )
A. 配位化合物中必定存在配位键,可能存在极性键
B. 配位化合物中只有配位键
C. [Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D. 配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
29.下列反应中化学键断裂只涉及π键断裂的是( )
A. CH4的燃烧 B. C2H4与Cl2的加成反应
C. CH4与Cl2的取代反应 D. C2H4被酸性KMnO4溶液氧化
30.某元素的3p能级上有两个未成对电子,因此其( )
A. 第三能层上有4个电子 B. 最高正价为+2
C. 最高正价为+4 D. 第二电子层没有未成对电子
分卷II
二、填空题(共6小题,共40分)
31.叠氮化钠(NaN3)是一种无色晶体,广泛用于汽车安全气囊及化工合成等.常见的两种制备方法为:
2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+NH3↑
3NaNH2+NaNO3═NaN3+3NaOH+NH3↑
(1)①氮原子的L层电子排布图 .
②氮所在的周期中,第一电离能最大的元素为 (填元素符号).
③与N3互为等电子体的粒子为 (写出一种).
④氨气的电子式 .
(2)NH3沸点(﹣33.34℃)比N2O沸点(﹣88.49℃)高,其主要原因是
(3)依据价层电子对互斥理论,NO﹣3间构型呈 形.
(4)汽车安全气囊的设计是基于反应6NaN3+Fe2O3═3Na2O+2Fe+9N2↑,生成物中的铁是一种常见物质,而铁的晶体有三种堆积方式,其中两种的堆积方式如图所示,下列有关铁及晶体的说法中正确的是 .
A.金属铁的导电性是由于通电时产生的自由电子作定向移动
B.α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同
C.空间利用率α﹣Fe大于γ﹣Fe
D.金属铁内部存在金属键
(5)铁的上述两种晶体(α﹣Fe:γ﹣Fe)的密度比值为 .(写成小数,保留2位有效数字)
32.上世纪60年代,第一个稀有气体化合物Xe[PtF6]被合成出来后,打破了“绝对惰性”的观念。在随后的几年内,科学家又相继合成了氙的氟化物、氧化物等。
(1)Pt与Ni在周期表中位于同一族,写出基态Ni原子的核外电子排布式___________。
(2)金属Pt内部原子的堆积方式与铜及干冰中的CO2相同,下图正方体是Pt晶胞的示意图,试用“•”标出Pt原子在晶胞中的位置。
(3)稀有气体(氡除外)中,只有较重的氙能合成出多种化合物,其可能原因是________(填字母代号)。
A.氙的含量比较丰富
B.氙的相对原子质量大
C.氙原子半径大,电离能小
D.氙原子半径小,电负性大
(4)已知XeO3分子中氙原子上有1对孤电子对,则XeO3为________分子(填“极性”或非极性)。
33.现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心,乙中a处于晶胞的中心),可推知:甲晶胞中x与y的个数比是________,乙晶胞中a与b的个数比是________,
丙晶胞中有________个c,有________个d。
34.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素o的基态原子电子排布式__________________________________。
(2)d的氢化物的分子构型为____________,中心原子的杂化形式为________;k在空气中燃烧产物的分子构型为________,中心原子的杂化形式为________,该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如下图,其中序号“8”代表________(填元素符号);其中电负性最大的是________(填下图中的序号)。
(4)由j原子跟c原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是______,试从结构角度加以解释____________________________________。
(5)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
若已知i的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,i的相对原子质量为M,请回答:
①晶胞中i原子的配位数为________,一个晶胞中i原子的数目为________。
②该晶体的密度为________(用字母表示)。
35.(1)配位化学创始人维尔纳发现,取COCl3•6NH3(黄色)、CoCl3•5NH3(紫红色)、COCl3•4NH3(绿色)和COCl3•4NH3(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol.
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式.
COCl3•6NH3 ,COCl3•5NH3 ,COCl3•4NH3(绿色和紫色) .
②后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 .
③上述配合物中,中心离子的配位数都是 .
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成血红色.该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN═Fe(SCN)3+3KCl表示.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN﹣不仅能以1:3的个数比配合,还可以其他个数比配合.请按要求填空:
①Fe3+与SCN﹣反应时,Fe3+提供 ,SCN﹣提供 ,二者通过配位键结合.
②所得Fe3+与SCN﹣的配合物中,主要是Fe3+与SCN﹣以个数比1:1配合所得离子显血红色.含该离子的配合物的化学式是 .
③若Fe3+与SCN﹣以个数比1:5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为:
36.Ⅰ.A,B,C分别代表三种不同的短周期元素.A原子的最外层电子排布为ns1,B原子的价电子排布为ns2np2,C原子的最外层电子数是其电子层数的3倍.
(1)若A原子的最外层电子排布为1s1,则按原子轨道的重迭方式判断,A与C形成的化合物中的共价键类型属于 键,A与C所形成的化合物的熔沸点明显高于A与C的同主族元素所形成的化合物的熔沸点,其原因是 ;
(2)当n=2时,B与C形成的晶体属于 晶体.当n=3时,B与C形成的晶体中,B原子的杂化方式为 ,微粒间的作用力是 ;
Ⅱ.元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物.
(3)CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4].CO分子中C原子上有一对孤对电子,C,O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为 ,与CO互为等电子体的离子为 (填化学式).
(4)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的.镓的基态原子的电子排布式是 ,Ga的第一电离能却明显低于Zn,原因是
.
(5)用价层电子对互斥理论预测H2Se和BBr3的立体结构,两个结论都正确的是 .
a.直线形;三角锥形 b.V形;三角锥形
c.直线形;平面三角形 d.V形;平面三角形
参考答案
1.【答案】D
【解析】在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数是6;金刚石中,每个碳原子周围与4个碳原子相连,呈正四面体结构,所以每个碳原子上任意两个C--C键间的夹角是109°28′,选D。
2.【答案】D
【解析】Cs是最活泼的金属,第一电离能比钡小。
3.【答案】A
【解析】离子键的实质是静电作用,包括静电吸引和静电排斥,A符合题意;AlCl3、BeCl2等是共价化合物,故B不符合题意;HCl是共价化合物,C不符合题意;铵盐如NH4Cl等全为非金属元素,属于离子化合物,D不符合题意。
4.【答案】D
【解析】X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y。电负性大的元素在化合物中显负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,A正确;非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性X>Y,则X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性,B正确;非金属性越强,气态氢化物稳定,则气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,C正确;一般非金属性强的第一电离能大,但O的非金属性比N大,第一电离能却比N小,D错误。
5.【答案】B
【解析】根据原子核外电子排布的轨道能量顺序……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……从而可以看出②③中前面的轨道先填入电子。
6.【答案】A
【解析】根据电子的能量高低不同,核外电子分层运动;能量高的电子在离核远的区域运动;同一能层内能级不同的电子能量不相同。
7.【答案】D
【解析】由a的原子结构示意图可知x值为2,是硅元素,由b与c形成化合物的电子式可知c为第ⅤA族的元素,b为第ⅠA族的元素,因a、b、d同周期,则知b为钠元素,c为氮元素,d为磷元素。根据元素在周期表中的位置和递变规律可知D项正确。
8.【答案】B
【解析】He原子轨道处于全充满状态,而H处于半充满状态,①错误;Fe2+的价电子构型为3d6,而Fe3+的价电子构型为3d5,3d5属于半充满状态,较稳定,故Fe2+易失电子变为稳定的Fe3+,②正确;[Ar]3d104s1显然符合d轨道全充满状态,为稳定结构,③正确;基态原子获得能量,2s轨道上一个电子跃迁到2p轨道上,而激发态不稳定,易转变为基态,放出能量,④错误。
9.【答案】C
【解析】每个晶胞中的硅原子数为8×0.125+6×0.5+4×1=8,氧原子数为16个,即每个晶胞中含有(SiO2)8个,即每个晶胞内所含“SiO2”基元数为8,故选为C.
10.【答案】D
【解析】A.K3[Fe(SCN)6]中配合物的配位数为6,配体为SCN﹣,故A错误。
11.【答案】B
【解析】A项,Mg<Ca<Ba;B项,I>Br>Cl;C项,O<S<Na;D项,B>C>N 。
12.【答案】B
【解析】A项,Ar的原子结构示意图为,第三层为8电子,并不是2n2=2×32=2×9=18电子;C项,Al的第三层为3电子,不是18电子;D项,Cl-和Ar原子的第三层,均为8电子,不是18电子。
13.【答案】C
【解析】CS2的空间构型与CO2相同,是直线形,A错;ClO3-的空间构型是三角锥形,所以B也错;SF6分子是正八面体构型,中心原子S原子具有6个sp3杂化轨道,每个杂化轨道容纳2个电子(1对成键电子对),形成6个S—F键,所以SF6分子有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4立体结构为正四面体,SO32-立体结构为三角锥形,二者均为sp3杂化,D错误。
14.【答案】A
【解析】解析 在SiO2、SO2、CO2、CS2中,只有SiO2属于原子晶体,不存在分子。
15.【答案】C.
【解析】根据价层电子对互斥理论确定其空间构型,价层电子对数=σ 键个数+(a﹣xb),据此进行判断;A.三氯化磷分子中,价层电子对数=3+(5﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故A不符合;
B.水合氢离子中,价层电子对数=3+(6﹣1﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故B不符合;
C.甲醛分子中,价层电子对数=3+(4﹣2×1﹣1×2)=4,且不含孤电子对,所以其空间构型是平面三角形,故C符合;
D.PH3分子中,价层电子对数=3+(5﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故D不符合;
16.【答案】C
【解析】金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置层排列,一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高,原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小,为4。由此可知,上图中(a)为密置层,(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型,非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方堆积两种堆积模型。所以,只有C选项正确。
17.【答案】B
【解析】 同主族的金属单质,原子序数越大,熔点越低,这是因为它们的价电
子数相同,随着原子半径的增大,金属键逐渐减弱,所以A选项正确;常用的金属导体中,导电性最好的是银,其次是铜,再次是铝、铁,所以B选项正确。Na、Mg、Al是同周期的金属单质,密度逐渐增大,故C项正确;不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是:简单立方堆积52%,体心立方最密堆积68%,六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%,因此D项错误。
18.【答案】C
【解析】根据元素的性质可知,元素A、B、C、D分别是H、O、Mg、K。由于核外电子排布相同的微粒,微粒半径随原子序数的增大而减小,所以离子半径大小顺序是D>B>C>A,答案选C。
19.【答案】B
【解析】根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d14s2,由此可知该元素N能层上的电子数为2。
20.【答案】C
【解析】σ键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。
21.【答案】A
【解析】分子晶体和原子晶体中不存在离子,所以不能选择B,D两项;离子晶体的构成粒子是阴离子和阳离子,C项也不符合题意;金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,没有阴离子,因此应该选择A项。
22.【答案】D
【解析】Zn为ds区元素,A项错误;多电子原子中,离核越近的电子能量越低,B项错误;P原子的3p轨道电子处于半满状态,导致其第一电离能大于S原子,C项错误。
23.【答案】C
【解析】晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。
24.【答案】C
【解析】当金属某一部分受热时,该区域里自由电子的能量增加,运动速率加快,自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞频率增加,自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)。金属的导热性就是通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传到温度低的区域,从而使整块金属达到同样的温度。
25.【答案】B
【解析】原子半径大于相应的阳离子半径,故半径Na+<Na,A错误;原子半径小于相应的阴离子半径,所以半径Cl->Cl,B正确;Ca2+与Cl-电子层排布相同,核电荷数越大离子半径越小,所以半径Ca2+<Cl-,C错误;同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径Na>Mg,D错误。
26.【答案】B
【解析】由1mol配合物生成1 mol AgCl沉淀,知道1mol配合物电离出1mol Cl﹣,即配离子显+1价,又因为外界有一个Cl﹣,且Co显+3价,所以[CoClm﹣1•nNH3]+中有两个氯原子,即m=3,又因为是正八面体,所以n=6﹣2=4
27.【答案】D
【解析】A,由于5r(A2+)=4r(B2﹣),即r+/r﹣=0.8,根据表中数据可知,该晶体的阳离子与阴离子半径之比与CsCl类似,故A错误;
B,由于该晶体与CsCl晶体类似,其配位数为8,晶胞类型为体心立方,即晶胞为一个立方体,阴、阳离子分别位于晶胞的顶点和体心,其微粒数均为1,故B错误;
C,一个晶胞中含有1个阴阳离子,则一个晶胞质量为:,则晶胞体积为:V=,晶胞为立方体,则边长为:,故C错误;
D,A2+离子位于晶胞体心,B2﹣离子位于晶胞的8个顶点,空间构型为立方体,故D正确;故选D。
28.【答案】B
【解析】配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键,Cu2+有空轨道,H2O中氧原子有孤对电子,可以形成配位键,配位化合物应用领域特别广泛,D选项中提到的几个领域都在其中。
29.【答案】B
【解析】有机物的燃烧和被KMnO4酸性溶液氧化,断裂了所有的化学键,包括单键和双键,CH4与Cl2的取代反应只有单键断裂,故A,C,D三项中断裂了σ键,选B项。
30.【答案】D
【解析】由于3p能级上有两个未成对电子,所以该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2或者1s22s22p63s23p4。
31.【答案】(1)①
;
②Ne;③CO2等;
④
;
(2)氨气分子间存在氢键;
(3)平面三角;
(4)BD;
(5)0.92
【解析】(1)①氮原子的L层上,2s能级上有2个电子、2p能级上有3个电子,根据能量最低原理、洪特规则、保里不相容原理知,其L层电子排布图为;
②同一周期中,元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素大于相邻元素,所以第二周期元素中第一电离能最大的是Ne;
③价电子数相等、原子个数相等的微粒互斥等电子体,与N3互为等电子体的粒子有CO2等;
④氨气分子中氮原子和每个氢原子之间都存在一个共用电子对,氨气分子的电子式为;
(2)NH3中存在氢键,N2O中不存在氢键,氢键的存在导致NH3沸点(﹣33.34℃)比N2O沸点(﹣88.49℃)高;
(3)NO﹣3中价层电子对个数=3+(5+1﹣3×2)=3且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形;
(4)A.金属铁的导电性是由于通电时自由电子作定向移动,电子不是通电才产生的,故错误;
B.α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同,α﹣Fe为体心立方堆积,γ﹣Fe为面心立方堆积,故正确;
C.空间利用率α﹣Fe小于γ﹣Fe,故错误;
D.金属晶体中存在金属键,所以金属铁内部存在金属键,故正确;
(5)α﹣Fe中Fe原子个数=1+8×=2,γ﹣Fe中Fe原子个数=8×=4,设Fe原子半径为r,α﹣Fe中晶胞边长=,γ﹣Fe中晶胞的边长=,α﹣Fe密度=,γ﹣Fe密度=,其密度之比=:=0.92
32.【答案】1)1s22s22p63s23p63d84s2 (2)
(3)C (4)极性
【解析】基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2。
(2)Pt原子在晶胞正方体的八个顶点和六个面心。
(3)氙原子半径大,电离能小,可能是氙能合成出多种化合物的原因。
(4)XeO3分子是AB3型,有1对孤电子对,是三角锥形,为极性分子。
33.【答案】4∶3 1∶1 4 4
【解析】处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有,位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有,位于立方体棱边上的微粒为4个立方体共有,位于立方体面上的微粒为2个立方体共有,所以;;丙晶胞中c为,d为。
34.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)三角锥形 sp3 角形(或V形) sp2 极性 (3)Si 2
(4)SiC(或jc,或前者) 因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中C—Si键键长比晶体Si中Si—Si键长短,键能大,因而熔沸点高
(5)12 4
【解析】本题考查晶体结构,尤其是原子晶体的熔沸点高低比较,还有金属晶体的堆积方式、晶体晶胞中原子数目的计算和有关金属晶体的体积、密度的计算,应该把握晶胞中原子数目、晶胞体积的计算和金属晶体中密度的计算。
根据题目给出的元素周期表结构可以推出a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o分别为氢、锂、碳、氮、氧、氟、钠、镁、铝、硅、硫、氯、氩、钾和铁,进而可以分别回答相关问题。
35.【答案】(1)①[Co(NH3)6]Cl3,[Co(NH3)5(Cl)]Cl2,[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,[Co(NH3)4(Cl)2]Cl;②空间构型不同;③6;(2)① 空轨道,孤对电子;② [Fe(SCN)]Cl2;
③ FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl
【解析】(1)①1molCoCl3•6NH3只生成3molAgCl,则1molCoCl3•6NH3中有3molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)6]Cl3;
1molCoCl3•5NH3只生成2molAgCl,则1molCoCl3•5NH3中有2molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)5(Cl)]Cl2;
1molCOCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)只生成1molAgCl,则1molCoCl3•4NH3中有1molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,
②CoCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)的化学式都是[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,但因其空间构型不同导致颜色不同
③这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5(Cl)]Cl2、[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,其配位数都是6,
(2)①Fe3+与SCN﹣反应生成的配合物中,Fe3+提供空轨道,SCN﹣提供孤对电子;
②Fe3+与SCN﹣以个数比1:1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl,
③Fe3+与SCN﹣以个数比1:5配合所得离子为[Fe(SCN)5]2﹣,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe(SCN)5]2﹣与KCl,所以反应方程式为:FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl,
36.【答案】(1)σ;水分子之间存在氢键;
(2)sp3;共价键;
(3)C≡O;CN﹣;
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1;Ga失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态,而Zn的4s容纳2个电子、处于全满稳定状态,能量较低,Zn第一电离能较高;
(5)d
【解析】Ⅰ、A,B,C分别代表三种不同的短周期元素.C原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,则C原子有2个电子层,最外层电子数为6,故C为氧元素;
(1)若A元素的原子最外层电子排布为1s1,则A为氢元素,与氧元素形成的化合物为水等,共价键为1s电子与2p电子成键,属于σ键;
由于水分子之间存在氢键,沸点高于同主族其它元素氢化物;
(2)当n=2时,则B为碳元素,与氧元素形成的CO、二氧化碳都属于分子晶体;
当n=3时,则B为Si元素,与氧元素组成SiO2,二氧化硅属于原子晶体,Si原子以氧原子之间形成4个Si﹣O键,Si采取sp3杂化,微粒间作用力为共价键;
Ⅱ(3)C,O原子都符合8电子稳定结构,C原子与氧原子之间存在2个普通共价键、1个配位键,C原子与氧原子之间形成三键,结构式为C≡O;
与CO互为等电子体的离子为CN﹣;
(4)镓是31号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,Ga失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态,而Zn的4s容纳2个电子、处于全满稳定状态,能量较低,Zn第一电离能较高;
(5)H2Se中心原子Se价层电子对数=2+=4,孤电子对数为2,为V形;BBr3中心原子B原子的价层电子对数=3,不含孤对电子,为平面正三角形。
分卷I
一、单选题(共30小题,共60分)
1.在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C--C键间的夹角是 ( )
A. 6个120° B. 5个108° C. 4个109°28′ D. 6个109°28′
2.钡的核外电子排布为[Xe]6s2,下列关于钡的说法不正确的是( )
A. 其电负性比Cs大 B. 位于第六周期第ⅡA族
C. 能与冷水反应放出氢气 D. 第一电离能比Cs小
3.下列叙述错误的是( )
A. 带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键
B. 金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键
C. 某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D. 非金属原子间可能形成离子键
4.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )
A. X与Y形成的化合物,X显负价,Y显正价
B. 最高价含氧酸的酸性:X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性
C. 气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX
D. 第一电离能Y一定小于X
5.下列各项中,前面的轨道先填入电子的是 ( )
①3d和4s ②4p和5s ③5s和4d ④5p和4d
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
6.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( )
A. 核外电子是分层运动的
B. 所有电子在同一区域里运动
C. 能量高的电子在离核近的区域运动
D. 同一能层的电子能量相同
7.a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d同周期,c、d同主族。a的原子结构示意图为,b、c形成的化合物的电子式为,下列说法中正确的是( )
A. 原子半径:a>c>d>b B. 电负性:a>b>d>c
C. 原子序数:d>a>c>b D. 最高价含氧酸的酸性:c>d>a
8.通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例,下列事实能作为这个规则证据的是( )
①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
②26Fe2+容易失电子转变为26Fe3+,表现出较强的还原性
③基态铜(Cu)原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
④某种激发态碳(C)原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③④
9.晶胞是构成晶体的基本重复单元.在二氧化硅晶胞中有8个硅原子位于立方晶胞的8个顶角,有6个硅原子位于晶胞的6个面心,还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成4个硅氧四面体,它们均匀错开排列于晶胞内.根据图示二氧化硅晶胞结构,每个晶胞内所含“SiO2”基元数为( )
A. 4个 B. 6个 C. 8个 D. 18个
10.下列配合物的配位数不是6的是( )
A. K3[Fe(SCN)6] B. Na2[SiF6]
C. Na3[AlF6] D. [Cu(NH3)4]Cl2
11.下列各组元素中,原子半径依次减小的是( )
A. Mg、Ca、Ba B. I、Br、Cl C. O、S、Na D. C、N、B
12.下列各微粒中,各能层电子数均达到2n2的是( )
A. Ne,Ar B. F-,Mg2+ C. Al,O2- D. Cl-,Ar
13.下列描述中正确的是( )
A. CS2为V形的极性分子
B. ClO3-的空间构型为平面三角形
C. SF6中有6对完全相同的成键电子对
D. SiF4和SO32-的中心原子前者为sp3杂化,后者为sp2杂化
14.下列物质的晶体中,不存在分子的是( )
A. 二氧化硅 B. 二氧化硫 C. 二氧化碳 D. 二硫化碳
15.根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的( )
A. PCl3 B. H3O+ C. HCHO D. PH3
16.金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式,下列说法中正确的是
A. 图(a)为非密置层,配位数为6
B. 图(b)为密置层,配位数为4
C. 图(a)在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积
D. 图(b)在三维空间里堆积仅得简单立方
17.下列对各组物质性质的比较中,不正确的是( )
A. 熔点:Li>Na>K
B. 导电性:Ag>Cu>Al>Fe
C. 密度:Na﹤Mg﹤Al
D. 空间利用率:体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积
18.元素周期表中前20号不同周期的四种元素A、B、C、D,原子序数依次递增,可形成离子化合物DA、CB、D2B,可形成共价化合物A2B、若A、D同族,则上述物质中有关离子半径大小顺序正确的是( )
A. D>C>B>A B. B>C>D>A C. D>B>C>A D. C>D>A>B
19.某元素的原子3d能级上有1个电子,它的N能层上电子数是( )
A. 0 B. 2 C. 5 D. 8
20.关于σ键和π键的比较,下列说法不正确的是( )
A. σ键是轴对称的,π键是镜面对称的
B. σ键是“头碰头”式重叠,π键是“肩并肩”式重叠
C. σ键不能断裂,π键容易断裂
D. H原子只能形成σ键,O原子可以形成σ键和π键
21.只有阳离子而没有阴离子的晶体是( )
A. 金属晶体 B. 原子晶体 C. 离子晶体 D. 分子晶体
22.元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A. 按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,Zn元素属于d区
B. 多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C. P、S、Cl的第一电离能、电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增大或增强
D. 某同学给出的Fe原子的3d能级电子排布图为,此排布图违反了洪特规则
23.有关晶格能的叙述正确的是( )
A. 晶格能是原子形成1摩尔离子晶体释放的能量
B. 晶格能通常取正值,有时也取负值
C. 晶格能越大,形成的离子晶体越稳定
D. 晶格能越大,物质的硬度越小
24.金属晶体能传热的原因
A. 因为金属晶体的紧密堆积
B. 因为金属键是电子与电子之间的作用
C. 金属晶体中含自由移动的电子
D. 金属晶体中的自由移动的阳离子
25.下列粒子半径的比较中正确的是( )
A. Na+>Na B. Cl->Cl C. Ca2+>Cl- D. Mg>Na
26.Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm•nNH3,若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则m、n的值是( )
A. m=3 n=6 B. m=3 n=4
C. m=4 n=1 D. m=4 n=5
27.某化学式为AB的离子晶体,已知5r(A2+)=4r(B2﹣)(各类离子晶体与阴阳离子半径比关系如图所示),经测定其密度为ρg•cm﹣3,其摩尔质量为Mg•mol﹣1,则下列有关该晶体的说法正确的是( )
A. 该晶体结构与ZnS晶体相似
B. 该晶体每个晶胞中有2个A2+和B2﹣
C. 该晶体晶胞的边长cm
D. A2+离子紧邻的B2﹣构成的空间结构为正方体
28.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是( )
A. 配位化合物中必定存在配位键,可能存在极性键
B. 配位化合物中只有配位键
C. [Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D. 配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
29.下列反应中化学键断裂只涉及π键断裂的是( )
A. CH4的燃烧 B. C2H4与Cl2的加成反应
C. CH4与Cl2的取代反应 D. C2H4被酸性KMnO4溶液氧化
30.某元素的3p能级上有两个未成对电子,因此其( )
A. 第三能层上有4个电子 B. 最高正价为+2
C. 最高正价为+4 D. 第二电子层没有未成对电子
分卷II
二、填空题(共6小题,共40分)
31.叠氮化钠(NaN3)是一种无色晶体,广泛用于汽车安全气囊及化工合成等.常见的两种制备方法为:
2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+NH3↑
3NaNH2+NaNO3═NaN3+3NaOH+NH3↑
(1)①氮原子的L层电子排布图 .
②氮所在的周期中,第一电离能最大的元素为 (填元素符号).
③与N3互为等电子体的粒子为 (写出一种).
④氨气的电子式 .
(2)NH3沸点(﹣33.34℃)比N2O沸点(﹣88.49℃)高,其主要原因是
(3)依据价层电子对互斥理论,NO﹣3间构型呈 形.
(4)汽车安全气囊的设计是基于反应6NaN3+Fe2O3═3Na2O+2Fe+9N2↑,生成物中的铁是一种常见物质,而铁的晶体有三种堆积方式,其中两种的堆积方式如图所示,下列有关铁及晶体的说法中正确的是 .
A.金属铁的导电性是由于通电时产生的自由电子作定向移动
B.α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同
C.空间利用率α﹣Fe大于γ﹣Fe
D.金属铁内部存在金属键
(5)铁的上述两种晶体(α﹣Fe:γ﹣Fe)的密度比值为 .(写成小数,保留2位有效数字)
32.上世纪60年代,第一个稀有气体化合物Xe[PtF6]被合成出来后,打破了“绝对惰性”的观念。在随后的几年内,科学家又相继合成了氙的氟化物、氧化物等。
(1)Pt与Ni在周期表中位于同一族,写出基态Ni原子的核外电子排布式___________。
(2)金属Pt内部原子的堆积方式与铜及干冰中的CO2相同,下图正方体是Pt晶胞的示意图,试用“•”标出Pt原子在晶胞中的位置。
(3)稀有气体(氡除外)中,只有较重的氙能合成出多种化合物,其可能原因是________(填字母代号)。
A.氙的含量比较丰富
B.氙的相对原子质量大
C.氙原子半径大,电离能小
D.氙原子半径小,电负性大
(4)已知XeO3分子中氙原子上有1对孤电子对,则XeO3为________分子(填“极性”或非极性)。
33.现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心,乙中a处于晶胞的中心),可推知:甲晶胞中x与y的个数比是________,乙晶胞中a与b的个数比是________,
丙晶胞中有________个c,有________个d。
34.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素o的基态原子电子排布式__________________________________。
(2)d的氢化物的分子构型为____________,中心原子的杂化形式为________;k在空气中燃烧产物的分子构型为________,中心原子的杂化形式为________,该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如下图,其中序号“8”代表________(填元素符号);其中电负性最大的是________(填下图中的序号)。
(4)由j原子跟c原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是______,试从结构角度加以解释____________________________________。
(5)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
若已知i的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,i的相对原子质量为M,请回答:
①晶胞中i原子的配位数为________,一个晶胞中i原子的数目为________。
②该晶体的密度为________(用字母表示)。
35.(1)配位化学创始人维尔纳发现,取COCl3•6NH3(黄色)、CoCl3•5NH3(紫红色)、COCl3•4NH3(绿色)和COCl3•4NH3(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol.
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式.
COCl3•6NH3 ,COCl3•5NH3 ,COCl3•4NH3(绿色和紫色) .
②后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 .
③上述配合物中,中心离子的配位数都是 .
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成血红色.该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN═Fe(SCN)3+3KCl表示.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN﹣不仅能以1:3的个数比配合,还可以其他个数比配合.请按要求填空:
①Fe3+与SCN﹣反应时,Fe3+提供 ,SCN﹣提供 ,二者通过配位键结合.
②所得Fe3+与SCN﹣的配合物中,主要是Fe3+与SCN﹣以个数比1:1配合所得离子显血红色.含该离子的配合物的化学式是 .
③若Fe3+与SCN﹣以个数比1:5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为:
36.Ⅰ.A,B,C分别代表三种不同的短周期元素.A原子的最外层电子排布为ns1,B原子的价电子排布为ns2np2,C原子的最外层电子数是其电子层数的3倍.
(1)若A原子的最外层电子排布为1s1,则按原子轨道的重迭方式判断,A与C形成的化合物中的共价键类型属于 键,A与C所形成的化合物的熔沸点明显高于A与C的同主族元素所形成的化合物的熔沸点,其原因是 ;
(2)当n=2时,B与C形成的晶体属于 晶体.当n=3时,B与C形成的晶体中,B原子的杂化方式为 ,微粒间的作用力是 ;
Ⅱ.元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物.
(3)CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4].CO分子中C原子上有一对孤对电子,C,O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为 ,与CO互为等电子体的离子为 (填化学式).
(4)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的.镓的基态原子的电子排布式是 ,Ga的第一电离能却明显低于Zn,原因是
.
(5)用价层电子对互斥理论预测H2Se和BBr3的立体结构,两个结论都正确的是 .
a.直线形;三角锥形 b.V形;三角锥形
c.直线形;平面三角形 d.V形;平面三角形
参考答案
1.【答案】D
【解析】在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数是6;金刚石中,每个碳原子周围与4个碳原子相连,呈正四面体结构,所以每个碳原子上任意两个C--C键间的夹角是109°28′,选D。
2.【答案】D
【解析】Cs是最活泼的金属,第一电离能比钡小。
3.【答案】A
【解析】离子键的实质是静电作用,包括静电吸引和静电排斥,A符合题意;AlCl3、BeCl2等是共价化合物,故B不符合题意;HCl是共价化合物,C不符合题意;铵盐如NH4Cl等全为非金属元素,属于离子化合物,D不符合题意。
4.【答案】D
【解析】X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y。电负性大的元素在化合物中显负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,A正确;非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性X>Y,则X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性,B正确;非金属性越强,气态氢化物稳定,则气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,C正确;一般非金属性强的第一电离能大,但O的非金属性比N大,第一电离能却比N小,D错误。
5.【答案】B
【解析】根据原子核外电子排布的轨道能量顺序……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……从而可以看出②③中前面的轨道先填入电子。
6.【答案】A
【解析】根据电子的能量高低不同,核外电子分层运动;能量高的电子在离核远的区域运动;同一能层内能级不同的电子能量不相同。
7.【答案】D
【解析】由a的原子结构示意图可知x值为2,是硅元素,由b与c形成化合物的电子式可知c为第ⅤA族的元素,b为第ⅠA族的元素,因a、b、d同周期,则知b为钠元素,c为氮元素,d为磷元素。根据元素在周期表中的位置和递变规律可知D项正确。
8.【答案】B
【解析】He原子轨道处于全充满状态,而H处于半充满状态,①错误;Fe2+的价电子构型为3d6,而Fe3+的价电子构型为3d5,3d5属于半充满状态,较稳定,故Fe2+易失电子变为稳定的Fe3+,②正确;[Ar]3d104s1显然符合d轨道全充满状态,为稳定结构,③正确;基态原子获得能量,2s轨道上一个电子跃迁到2p轨道上,而激发态不稳定,易转变为基态,放出能量,④错误。
9.【答案】C
【解析】每个晶胞中的硅原子数为8×0.125+6×0.5+4×1=8,氧原子数为16个,即每个晶胞中含有(SiO2)8个,即每个晶胞内所含“SiO2”基元数为8,故选为C.
10.【答案】D
【解析】A.K3[Fe(SCN)6]中配合物的配位数为6,配体为SCN﹣,故A错误。
11.【答案】B
【解析】A项,Mg<Ca<Ba;B项,I>Br>Cl;C项,O<S<Na;D项,B>C>N 。
12.【答案】B
【解析】A项,Ar的原子结构示意图为,第三层为8电子,并不是2n2=2×32=2×9=18电子;C项,Al的第三层为3电子,不是18电子;D项,Cl-和Ar原子的第三层,均为8电子,不是18电子。
13.【答案】C
【解析】CS2的空间构型与CO2相同,是直线形,A错;ClO3-的空间构型是三角锥形,所以B也错;SF6分子是正八面体构型,中心原子S原子具有6个sp3杂化轨道,每个杂化轨道容纳2个电子(1对成键电子对),形成6个S—F键,所以SF6分子有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4立体结构为正四面体,SO32-立体结构为三角锥形,二者均为sp3杂化,D错误。
14.【答案】A
【解析】解析 在SiO2、SO2、CO2、CS2中,只有SiO2属于原子晶体,不存在分子。
15.【答案】C.
【解析】根据价层电子对互斥理论确定其空间构型,价层电子对数=σ 键个数+(a﹣xb),据此进行判断;A.三氯化磷分子中,价层电子对数=3+(5﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故A不符合;
B.水合氢离子中,价层电子对数=3+(6﹣1﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故B不符合;
C.甲醛分子中,价层电子对数=3+(4﹣2×1﹣1×2)=4,且不含孤电子对,所以其空间构型是平面三角形,故C符合;
D.PH3分子中,价层电子对数=3+(5﹣3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其空间构型是三角锥型,故D不符合;
16.【答案】C
【解析】金属原子在二维空间里有两种排列方式,一种是密置层排列,一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高,原子的配位数为6,非密置层的配位数较密置层小,为4。由此可知,上图中(a)为密置层,(b)为非密置层。密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型,非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方堆积两种堆积模型。所以,只有C选项正确。
17.【答案】B
【解析】 同主族的金属单质,原子序数越大,熔点越低,这是因为它们的价电
子数相同,随着原子半径的增大,金属键逐渐减弱,所以A选项正确;常用的金属导体中,导电性最好的是银,其次是铜,再次是铝、铁,所以B选项正确。Na、Mg、Al是同周期的金属单质,密度逐渐增大,故C项正确;不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是:简单立方堆积52%,体心立方最密堆积68%,六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%,因此D项错误。
18.【答案】C
【解析】根据元素的性质可知,元素A、B、C、D分别是H、O、Mg、K。由于核外电子排布相同的微粒,微粒半径随原子序数的增大而减小,所以离子半径大小顺序是D>B>C>A,答案选C。
19.【答案】B
【解析】根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d14s2,由此可知该元素N能层上的电子数为2。
20.【答案】C
【解析】σ键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。
21.【答案】A
【解析】分子晶体和原子晶体中不存在离子,所以不能选择B,D两项;离子晶体的构成粒子是阴离子和阳离子,C项也不符合题意;金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,没有阴离子,因此应该选择A项。
22.【答案】D
【解析】Zn为ds区元素,A项错误;多电子原子中,离核越近的电子能量越低,B项错误;P原子的3p轨道电子处于半满状态,导致其第一电离能大于S原子,C项错误。
23.【答案】C
【解析】晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量,晶格能取正值,且晶格能越大,晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。
24.【答案】C
【解析】当金属某一部分受热时,该区域里自由电子的能量增加,运动速率加快,自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞频率增加,自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)。金属的导热性就是通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传到温度低的区域,从而使整块金属达到同样的温度。
25.【答案】B
【解析】原子半径大于相应的阳离子半径,故半径Na+<Na,A错误;原子半径小于相应的阴离子半径,所以半径Cl->Cl,B正确;Ca2+与Cl-电子层排布相同,核电荷数越大离子半径越小,所以半径Ca2+<Cl-,C错误;同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径Na>Mg,D错误。
26.【答案】B
【解析】由1mol配合物生成1 mol AgCl沉淀,知道1mol配合物电离出1mol Cl﹣,即配离子显+1价,又因为外界有一个Cl﹣,且Co显+3价,所以[CoClm﹣1•nNH3]+中有两个氯原子,即m=3,又因为是正八面体,所以n=6﹣2=4
27.【答案】D
【解析】A,由于5r(A2+)=4r(B2﹣),即r+/r﹣=0.8,根据表中数据可知,该晶体的阳离子与阴离子半径之比与CsCl类似,故A错误;
B,由于该晶体与CsCl晶体类似,其配位数为8,晶胞类型为体心立方,即晶胞为一个立方体,阴、阳离子分别位于晶胞的顶点和体心,其微粒数均为1,故B错误;
C,一个晶胞中含有1个阴阳离子,则一个晶胞质量为:,则晶胞体积为:V=,晶胞为立方体,则边长为:,故C错误;
D,A2+离子位于晶胞体心,B2﹣离子位于晶胞的8个顶点,空间构型为立方体,故D正确;故选D。
28.【答案】B
【解析】配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键,Cu2+有空轨道,H2O中氧原子有孤对电子,可以形成配位键,配位化合物应用领域特别广泛,D选项中提到的几个领域都在其中。
29.【答案】B
【解析】有机物的燃烧和被KMnO4酸性溶液氧化,断裂了所有的化学键,包括单键和双键,CH4与Cl2的取代反应只有单键断裂,故A,C,D三项中断裂了σ键,选B项。
30.【答案】D
【解析】由于3p能级上有两个未成对电子,所以该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2或者1s22s22p63s23p4。
31.【答案】(1)①
;
②Ne;③CO2等;
④
;
(2)氨气分子间存在氢键;
(3)平面三角;
(4)BD;
(5)0.92
【解析】(1)①氮原子的L层上,2s能级上有2个电子、2p能级上有3个电子,根据能量最低原理、洪特规则、保里不相容原理知,其L层电子排布图为;
②同一周期中,元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素大于相邻元素,所以第二周期元素中第一电离能最大的是Ne;
③价电子数相等、原子个数相等的微粒互斥等电子体,与N3互为等电子体的粒子有CO2等;
④氨气分子中氮原子和每个氢原子之间都存在一个共用电子对,氨气分子的电子式为;
(2)NH3中存在氢键,N2O中不存在氢键,氢键的存在导致NH3沸点(﹣33.34℃)比N2O沸点(﹣88.49℃)高;
(3)NO﹣3中价层电子对个数=3+(5+1﹣3×2)=3且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形;
(4)A.金属铁的导电性是由于通电时自由电子作定向移动,电子不是通电才产生的,故错误;
B.α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同,α﹣Fe为体心立方堆积,γ﹣Fe为面心立方堆积,故正确;
C.空间利用率α﹣Fe小于γ﹣Fe,故错误;
D.金属晶体中存在金属键,所以金属铁内部存在金属键,故正确;
(5)α﹣Fe中Fe原子个数=1+8×=2,γ﹣Fe中Fe原子个数=8×=4,设Fe原子半径为r,α﹣Fe中晶胞边长=,γ﹣Fe中晶胞的边长=,α﹣Fe密度=,γ﹣Fe密度=,其密度之比=:=0.92
32.【答案】1)1s22s22p63s23p63d84s2 (2)
(3)C (4)极性
【解析】基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2。
(2)Pt原子在晶胞正方体的八个顶点和六个面心。
(3)氙原子半径大,电离能小,可能是氙能合成出多种化合物的原因。
(4)XeO3分子是AB3型,有1对孤电子对,是三角锥形,为极性分子。
33.【答案】4∶3 1∶1 4 4
【解析】处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有,位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有,位于立方体棱边上的微粒为4个立方体共有,位于立方体面上的微粒为2个立方体共有,所以;;丙晶胞中c为,d为。
34.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)三角锥形 sp3 角形(或V形) sp2 极性 (3)Si 2
(4)SiC(或jc,或前者) 因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中C—Si键键长比晶体Si中Si—Si键长短,键能大,因而熔沸点高
(5)12 4
【解析】本题考查晶体结构,尤其是原子晶体的熔沸点高低比较,还有金属晶体的堆积方式、晶体晶胞中原子数目的计算和有关金属晶体的体积、密度的计算,应该把握晶胞中原子数目、晶胞体积的计算和金属晶体中密度的计算。
根据题目给出的元素周期表结构可以推出a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o分别为氢、锂、碳、氮、氧、氟、钠、镁、铝、硅、硫、氯、氩、钾和铁,进而可以分别回答相关问题。
35.【答案】(1)①[Co(NH3)6]Cl3,[Co(NH3)5(Cl)]Cl2,[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,[Co(NH3)4(Cl)2]Cl;②空间构型不同;③6;(2)① 空轨道,孤对电子;② [Fe(SCN)]Cl2;
③ FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl
【解析】(1)①1molCoCl3•6NH3只生成3molAgCl,则1molCoCl3•6NH3中有3molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)6]Cl3;
1molCoCl3•5NH3只生成2molAgCl,则1molCoCl3•5NH3中有2molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)5(Cl)]Cl2;
1molCOCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)只生成1molAgCl,则1molCoCl3•4NH3中有1molCl﹣为外界离子,钴的配位数为6,则配体为NH3和Cl﹣,所以其化学式为[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,
②CoCl3•4NH3(绿色)和CoCl3•4NH3(紫色)的化学式都是[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,但因其空间构型不同导致颜色不同
③这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5(Cl)]Cl2、[Co(NH3)4(Cl)2]Cl,其配位数都是6,
(2)①Fe3+与SCN﹣反应生成的配合物中,Fe3+提供空轨道,SCN﹣提供孤对电子;
②Fe3+与SCN﹣以个数比1:1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl,
③Fe3+与SCN﹣以个数比1:5配合所得离子为[Fe(SCN)5]2﹣,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe(SCN)5]2﹣与KCl,所以反应方程式为:FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl,
36.【答案】(1)σ;水分子之间存在氢键;
(2)sp3;共价键;
(3)C≡O;CN﹣;
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1;Ga失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态,而Zn的4s容纳2个电子、处于全满稳定状态,能量较低,Zn第一电离能较高;
(5)d
【解析】Ⅰ、A,B,C分别代表三种不同的短周期元素.C原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,则C原子有2个电子层,最外层电子数为6,故C为氧元素;
(1)若A元素的原子最外层电子排布为1s1,则A为氢元素,与氧元素形成的化合物为水等,共价键为1s电子与2p电子成键,属于σ键;
由于水分子之间存在氢键,沸点高于同主族其它元素氢化物;
(2)当n=2时,则B为碳元素,与氧元素形成的CO、二氧化碳都属于分子晶体;
当n=3时,则B为Si元素,与氧元素组成SiO2,二氧化硅属于原子晶体,Si原子以氧原子之间形成4个Si﹣O键,Si采取sp3杂化,微粒间作用力为共价键;
Ⅱ(3)C,O原子都符合8电子稳定结构,C原子与氧原子之间存在2个普通共价键、1个配位键,C原子与氧原子之间形成三键,结构式为C≡O;
与CO互为等电子体的离子为CN﹣;
(4)镓是31号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,Ga失去1个电子后内层电子达到全充满的稳定状态,而Zn的4s容纳2个电子、处于全满稳定状态,能量较低,Zn第一电离能较高;
(5)H2Se中心原子Se价层电子对数=2+=4,孤电子对数为2,为V形;BBr3中心原子B原子的价层电子对数=3,不含孤对电子,为平面正三角形。
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