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新高考化学一轮单元训练第十八单元物质结构及性质(B卷)含答案
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这是一份新高考化学一轮单元训练第十八单元物质结构及性质(B卷)含答案,共7页。试卷主要包含了选择题的作答,非选择题的作答,下列各项叙述中,正确的是等内容,欢迎下载使用。
第十八单元 物质结构及性质(B)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15小题,总计40分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一个选项符合题目要求,每题2分。第11~15题为不定项选择题,全部答对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的的0分。
1.中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇—B40。B40团簇的结构,酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件,在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。下列有关说法正确的是
A.B40与石墨烯的结构相同,二者互为同素异形体
B.43.2g该物质含有2.408×1024个原子
C.B40中既含有极性键又含有非极性键
D.全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
2.下列几组微粒互为等电子体的是
①和 ②NO+和CN- ③CO2和CS2 ④N2O和CO2 ⑤BF3和SO3
A.仅①②③ B.仅④⑤ C.仅①③④ D.①②③④⑤
3.下列描述正确的是
A.CO2为V形极性分子
B.SiF4与CH4的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
4.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间构型和中心原子(S)采取的杂化方式的判断正确的是
A.三角锥形、 B.形、
C.平面三角形、 D.三角锥形、
5.氯羟喹能够提高人体的免疫力,其结构如图所示。下列有关氯羟喹的说法正确的是
A.分子式为C18H25ON3Cl B.分子中所有碳原子可能共平面
C.环上有5种处于不同化学环境的氢原子 D.分子中氮原子的杂化方式只有1种
6.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是
A.位于同一轨道内电子的运动状态也不相同
B.位于d区和ds区的元素都是金属元素
C.前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在ⅠA族或ⅠB族
7.下列各项叙述中,正确的是
A.能层序数越大,s原子轨道的形状不相同,但半径越大
B.在同一电子层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
C.镁原子由1s22s22p63s2→ls22s22p63p2时,原子吸收能量,由基态转化成激发态
D.原子价电子排布式为5s1的元素,其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
8.M、X、Y、Z为4种原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子序数之和为22。已知M、Y形成的化合物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,M、Z形成化合物的水溶液可以蚀刻玻璃,4种元素形成某种化合物的结构式为。下列说法正确的是
A.X、Y均不属于第ⅣA族元素
B.原子半径:Y>X>Z>M
C.M与Y、Z三种元素只能形成共价化合物
D.该化合物中每种原子的最外层都达到了8电子稳定结构
9.关于化学式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是
A.配位体是Cl−和H2O,配位数是8
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl−的数目比是1∶2
D.在1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3mol AgCl沉淀
10.单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A.S位于元素周期表p区 B.该物质的化学式为H2S
C.S位于H构成的八面体空隙中 D.该晶体属于离子晶体
11.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是
A.CH4和NH是等电子体,键角均为60°
B.NO和CO是等电子体,均为平面正三角形结构
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道
12.Fe、HCN与K2CO3在一定条件下发生如下反应:Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是
A.此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C
B.配合物K4Fe(CN)6的中心离子的价电子排布图为,该中心离子的配位数是10
C.1mol HCN分子中含有σ键的数目为1.806×1024,HCN分子中碳原子轨道杂化类型是sp杂化
D.K2CO3中阴离子的空间构型为三角锥形,其中碳原子的价层电子对数为4
13.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
14.下列有关说法正确的是
A.CS2为含极性键的极性分子
B.MgO的熔点高于Na2O的熔点
C.基态Cl原子核外有17种能量不同的电子
D.C、N、O、P四种元素电负性最大的是O
15.铁有δ、γ、α三种同素异形体,其晶胞结构如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.γ-Fe晶胞中含有4个铁原子,每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
B.晶体的空间利用率:
C.δ-Fe晶胞中的原子堆积方式为六方最密堆积
D.铁原子的半径为a cm,则α−Fe晶胞的密度为
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共60分)
16.铜是应用最广泛的金属之一,其抗氧化防腐技术一直是化学研究的热点课题。
(1)基态铜原子的价电子排布图为_____,铜元素位于元素周期表中_____区。
(2)我国科学家发现经甲酸钠(HCOONa)溶液热处理后的金属铜具有良好的抗氧化能力。
①组成甲酸钠的四种元素的电负性由大到小的顺序为_____。
②HCOO-中碳原子的杂化方式为_____,其空间构型为____。
③HCOOH能与水任意比互溶的原因为_____。
(3)在金属铜表面覆盖WBN型氮化硼(熔点为2967℃)也可以达到金属铜的防腐目的,WBN型氮化硼属于_____晶体。
17.东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为___________,能级上的未成对电子数为________。
(2)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。
①中阴离子的立体构型是_______。
②在中与之间形成的化学键称为__________,提供孤电子对的成键原子是__________。
③氨的沸点______(填“高于”或“低于”)膦(),原因是_____________;氨是________分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为__________。
18.A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如表所示:
元素
相关信息
A
原子核外有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期元素中最大
E
基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
G
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H
是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第______周期第______族;C元素和F元素的电负性比较,较小的是________。
(2)D的单质在空气中燃烧时火焰的颜色是_______________________________,请用原子结构的知识解释发光的原因:________________________________________。
(3)H元素位于元素周期表的________区。基态E原子的L层电子排布图为__________________。
(4)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的VSEPR模型为________,B元素与同周期相邻两元素的电离能大小关系为__________________,请解释原因___________________________________________________________________。
(5)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是_________,F元素原子的价电子的电子排布图是_____________________________________________________________。
(6)在基态G中,电子占据的最高能层符号为__________,该能层具有的原子轨道数为__________。
(7)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为____________________________________________________________________。
(8)与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:__________________________________________________________________________。
19.A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索,A2−和B+具有相同的电子构型;C、 D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和______。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为______,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)化合物D2A的立体构型为___,中心原子的价层电子对数为______,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_________。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566nm,F的化学式为______:晶胞中A原子的配位数为_________;列式计算晶体F的密度(g·cm−3)_____。
20.砷(As)是第ⅤA族元素,砷及其化合物被应用于农药和合金中。回答下列问题:
(1)基态砷原子的电子排布式为______________________,第四周期元素中,第一电离能低于砷原子的p区元素有___________(填元素符号)。
(2)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是__________________。
(3)AsH3分子为三角锥形,键角为91.80°,小于氨分子键角107°,AsH3分子键角较小的原因是_______________________________________________________。
(4)亚砷酸(H3AsO3)分子中,中心原子砷的VSEPR模型是________________,砷原子杂化方式为________________。
(5)砷化镍的晶胞如图所示。晶胞参数a=360.2pm,c=500.9pm,γ=120°。
该晶体密度的计算式为_______________________________________g·cm-3。
第十八单元 物质结构及性质(B)
答 案
1.【答案】B
【解析】A项,B40与石墨烯是由不同元素组成的单质,不互为同素异形体,故A错误;B项,43.2g B40的物质的量为0.1mol,1mol B40含有40mol B原子,故0.1mol B40含有4mol B原子,即2.408×1024个原子,故B正确;C项,不同非金属元素之间形成极性共价键,故B40中不含极性键,只含有非极性键,故C错误;D项,全硼富勒烯是一种单质,不是高分子化合物,故D错误。综上所述,答案为B。
2.【答案】D
【解析】具有相同价电子总数和原子数目的微粒为等电子体。①原子数目为5,价电子数目6+6×4+2=32,原子数目为5,价电子数目5+6×4+3=32,二者互为等电子体;②NO+原子数目为2,价电子数目5+6-1=10,CN-原子数目为2,价电子数目4+5+1=10,二者互为等电子体;③CO2原子数目为3,价电子数目4+6×2=16,CS2原子数目为3,价电子数目4+6×2=16,二者互为等电子体;④N2O原子数目为3,价电子数目5×2+6=16,CO2原子数目为3,价电子数目4+6×2=16,二者互为等电子体;⑤BF3原子数目为4,价电子数目3+7×3=24,SO3原子数目为4,价电子数目6+6×3=24,二者互为等电子体;①②③④⑤均是等电子体,故选D。
3.【答案】B
【解析】A.CO2中价层电子对个数=2+(4-2×2)/2=2,且该分子中正负电荷重心重合,所以为直线形非极性分子,故A错误;B.SiF4中价层电子对个数=4+(4-4×1)/2=4,CH4中价层电子对个数=4+(4-4×1)/2=4,所以SiF4与CH4中中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化,故B正确;C.单键都是σ键,三键中含有1个σ键和2个π键,则C2H2(H-C≡C-H)分子中σ键与π键的数目比为3∶2,故C错误;D.水加热到很高温度都很难分解是因为O-H键能大,与氢键无关,故D错误。
4.【答案】A
【解析】SOCl2中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,含一对孤电子,分子的VSEPR模型为四面体形,分子形状为三角锥形。答案选A。
5.【答案】C
【解析】A.由结构简式可知分子式为C18H26ON3Cl,A错误;B.含有多个饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有的碳原子不可能共平面,B错误;C.分子中含有2个环,有5种H原子,C正确;D.分子中存在C=N键和C-N键,分子中氮原子的杂化方式有sp2、sp3 2种,D错误。
6.【答案】D
【解析】电子运动状态取决于主量子数(电子层),角量子数(电子亚层),磁量子数(电子轨道),自旋量子数(电子自旋方向),位于同一轨道内电子,它们的自旋方向不同,运动状态也不相同,故A正确;d区和ds区的元素包括副族和第VIII族元素,副族和第VIII族元素全部是金属元素,故B正确;前四周期元素即1~36号元素,未成对电子数最多的元素外围电子排布为3d54s1,共有6个未成对电子,该元素是铬,处于周期表中第四周期第ⅥB族,故C正确;基态原子的最外层电子排布是ns1,若为主族元素,则为第IA族,若为过渡金属元素,则为第VIB或IB元素,故D错误;答案为D。
7.【答案】C
【解析】A、s能级的轨道都是球形的,且电子层序数越大,半径也就越大,故A错误;B、在一个轨道中电子的自旋方向肯定不同,但在同一电子层的不同轨道中,电子的自旋方向是可以相同的,故B错误;C、Mg原子3s2能级上的2个电子吸收能量跃迁到3p2轨道上,由基态转化为激发态,故C正确;D、原子的最外层电子排布是5s1的元素是Rb元素,其氢氧化物是强碱,可以与氢氧化铝反应,故D错误;故选C。
8.【答案】A
【解析】M、Z形成化合物的水溶液可以蚀刻玻璃,该化合物应为HF,M的原子序数较小,所以M为H元素,Z为F元素;M、Y形成的化合物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,其中M为氢元素,则该化合物应为NH3,则Y为N元素;4种元素原子序数之和为22,则X的原子序数为22-1-7-9=5,所以X为B元素。A.X为B元素,位于第ⅢA族,Y为N元素,位于第ⅤA族,二者均不属于第ⅣA族元素,故A正确;B.H原子最外层只有一层电子,原子半径最小,B、N、F为同周期元素,同周期元素自左至右原子半径依次减小,所以原子半径B>N>F>H,即X>Y>Z>M,故B错误;C.H、N、F元素可以形成离子化合物NH4F,故C错误;D.该化合物中H原子最外层只有2个电子,故D错误;答案为A。
9.【答案】C
【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,配位体是Cl−和H2O,配位数是6,故A错误;中心离子是Ti3+,内配离子是Cl−,外配离子是Cl−,故B错误;配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,内配离子是Cl-为1,外配离子是Cl−为2,内界和外界中的Cl−的数目比是1∶2,故C正确;加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl−离子与Ag+反应,内配位离子Cl−不与Ag+反应,只能生成2mol AgCl沉淀,故D错误;故选C。
10.【答案】D
【解析】A.S的价电子排布式为:3s23p4,故S位于元素周期表p区,A正确;B.由该物质形成晶体的晶胞可知:S个数为,H个数为:,故H、S原子个数比为3:1,故该物质的化学式为,B错误;C.S位于H构成的八面体空隙中,如图所示,C正确;D.由于该晶体是一种新型超导材料,说明其是由阴、阳离子构成的,故该晶体属于离子晶体,D正确。
11.【答案】BD
【解析】CH4和NH是等电子体,都是正四面体结构,键角均为109°28′,A项错误;NO和CO是等电子体,均为平面正三角形结构,B项正确;H3O+和PCl3价电子总数不相等,不是等电子体,C项错误;B3N3H6与苯为等电子体,空间结构相同,所以B3N3H6分子存在“肩并肩”式重叠的轨道,D项正确;答案选BD。
12.【答案】A
【解析】A.此化学方程式中涉及的第二周期元素有C、N、O,同周期电负性从左往右增大,故电负性由大到小的顺序为O>N>C,A正确;B.配合物K4Fe(CN)6的中心离子是Fe2+,其价电子排布图为,与6个CN-形成6个配位键,其配位数是6,B错误;C.HCN分子结构,含有2个σ键,碳原子没有孤电子对,轨道杂化类型是 sp杂化,1mol HCN分子中含有σ键的数目为 1.204×1024,C错误;D.K2CO3中阴离子的碳原子的价层电子对数为,空间构型为平面正三角形, D错误。
13.【答案】C
【解析】A.SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,错误;B.BF3键角为120°,是平面三角形结构;而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一对孤电子对,对成键电子有排斥作用,使键角小于120°,错误;C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子,正确;D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形分子,错误。
14.【答案】BD
【解析】由不同元素的原子形成的共价键是极性键,分子中正电中心和负电中心能重合的是非极性分子,CS2为直线形分子,所以CS2为含极性键的非极性分子,A错误;MgO、Na2O都是离子晶体,离子晶体的熔点高低的比较要看离子键的强弱,离子键越强,熔点越高,而离子键的强弱要看离子半径的大小和离子所带的电荷,离子半径越小和离子所带电荷越多,离子键越强,熔点越高,离子半径由大到小的顺序为:Na+>Mg2+,离子所带电荷:Mg2+>Na+,所以熔点由高到低的排序为MgO>Na2O,B正确;基态C1原子核外有17个电子,有5个能级,同一能级上电子能量相同,故有5种能量不同的电子,C错误;同周期从左往右元素的电负性依次增大,同主族从下往上元素的电负性依次增大,故C、N、O、P四种元素电负性最大的是O,D正确;故本题选BD。
15.【答案】ABC
【解析】A.晶胞中的铁原子个数为,每个铁原子等距离且最近的铁原子有4个,A项错误;B.γ−Fe晶体属于最密堆积,而δ−Fe、α−Fe中二维平面内Fe属于非密置层,空间利用率比γ−Fe晶体低,三种晶体结构中,空间利用率最大的是γ−Fe,B项错误;C.晶胞中的原子堆积方式为体心立方堆积,C项错误;D.1个α−Fe晶胞含铁原子个数为:×8=1,则1mol晶胞质量为56g,铁原子的半径为acm,则晶胞边长为2acm,1mol晶胞体积为NA(2a)3cm3,晶胞密度为:=,D项正确。答案为ABC。
16.【答案】(1) ds
(2) sp2 平面三角形 甲酸能与水形成分子间氢键
(3)共价
【解析】(1)铜元素是29号元素,核外电子排布式为:[Ar]3d104s1,则基态铜原子的价电子排布图为,铜元素位于元素周期表中dS区。
(2) ①电负性代表了元素的原子在化合物中吸引电子的能力大小,非金属性强则电负性大、金属性强则电负性小、同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,则组成甲酸钠的四种元素的电负性由大到小的顺序为。②HCOO-中碳原子形成σ键的电子对数为3、孤电子对数为0、价层电子对数为3,则碳原子的杂化方式为sp2,其空间构型为平面三角形。③与水分子间的氢键可以增大物质在水中的溶解性。HCOOH能与水任意比互溶的原因为:甲酸能与水形成分子间氢键。
(3)WBN型氮化硼由非金属元素组成、熔点高达2967℃,则属于共价晶体。
17.【答案】(1)或 2
(2)正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
【解析】(1)Ni元素原子核外有28个电子,电子排布式为或。能级上有2个未成对电子;
(2)①中无孤电子对,立体构型为正四面体,故答案为:正四面体;②为配离子,与之间为配位键。配体中提供孤电子对的为N;③NH3分子间存在氢键,故沸点比PH3高。NH3中N有一个孤电子对,立体构型为三角锥形,因此NH3为极性分子,NH3的杂化轨道数为,杂化类型为sp3。
18.【答案】(1)二 ⅣA Cl
(2)黄色 电子由高能量的激发态跃迁到低能量的激发态或基态释放能量,以光辐射的形式表现出来
(3)ds
(4)四面体 CC;C、N、O元素是同一周期,在同周期中,随原子序数递增,第一电离能逐渐增大,但N元素的2p轨道处于半充满状态,比较稳定,较难失去电子,所以比相邻的氧元素要大。
(5)G为Fe元素,其低价阳离子的离子结构示意图是;F为Cl元素,其原子的价电子构型的电子排布图(轨道表示式)是
(6)G为Fe元素,其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,电子占据的最高能层是4s,所以最高能层符号为N;N层有s、p、d、f 4个能级,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,f能级有7个轨道,所以共有轨道数:1+3+5+7=16。
(7)G是Fe,H是Cu,Fe3+与Cu反应生成Fe2+与Cu2+,反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(8)E元素是Al,与Al元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,该元素为Be,其最高价氧化物的水化物为Be(OH)2,与NaOH反应的离子方程式:Be(OH)2+2OH-===BeO+2H2O。
19.【答案】(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2) O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体
(3) 三角锥形 sp3
(4) V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)
(5) Na2O 8 =2.27g·cm−3
【解析】C核外电子总数是最外层电子数的3倍,应为P元素,C、D为同周期元素,则应为第三周期元素,D元素最外层有一个未成对电子,应为Cl元素,A2−和B+具有相同的电子构型,结合原子序数关系可知A为O元素,B为Na元素。
(1)四种元素分别为O、Na、O、Cl,电负性最大的为O元素,C为P元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p3;
(2)A为O元素,有O2、O3两种同素异形体,二者对应的晶体都为分子晶体,因O3相对原子质量较大,则范德华力较大,沸点较高,A的氢化物为水,为分子晶体,B的氢化物为NaH,为离子晶体;
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物为PCl3,P形成3个δ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,则为sp3杂化,立体构型为为三角锥形;
(4)化合物D2A为Cl2O,O为中心原子,形成2个δ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,则中心原子的价层电子对数为4,立体构型为V形,氯气与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O,反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能够形成化合物F为离子化合物,阴离子位于晶胞的顶点和面心,阳离子位于晶胞的体心,则Na的个数为8,O的个数为8×1/8+6×1/2=4,N(Na)∶N(O)=2∶1,则形成的化合物为Na2O,晶胞中O位于顶点,Na位于体心,每个晶胞中有1个Na与O的距离最近,每个定点为8个晶胞共有,则晶胞中O原子的配位数为8,晶胞的质量为(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的体积为(0.566×10−7)cm3,则晶体F的密度为=2.27g·cm−3。
20.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) Ga、Ge、Se
(2)砷原子半径较大,原子间形成的σ键较长,pp轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠,难以形成π键
(3)砷原子电负性小于氮原子,其共用电子对离砷核距离较远,斥力较小,键角较小
(4)四面体形 sp3
(5)
【解析】(1)砷原子核电荷数为33,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3;同一周期,从左到右,第一电离能呈现增大的趋势,第ⅤA族元素p为半充满状态,第一电离能大于邻近元素的第一电离能;因此第四周期元素中,第一电离能低于砷原子的p区元素有Ga、Ge、Se。
(2)由于砷原子半径较大,原子间形成的σ键较长,pp轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠,难以形成π键,所以氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键。
(3)AsH3分子键角较小的原因是砷原子电负性小于氮原子,其共用电子对离砷核距离较远,斥力较小,键角较小。
(4)亚砷酸(H3AsO3)分子结构式为,砷原子的价层电子对数为4,属于sp3杂化,中心原子砷的VSEPR模型是四面体形。
(5)根据砷化镍的晶胞可知:含有的镍原子个数为8×+4×=2,含有砷原子个数为2,所以该晶胞中含有2个砷化镍,该晶胞的质量为2×g,根据晶胞的俯视图可以求出x=a pm=×360.2×10−10cm;该晶胞的体积为×360.2×10−10×360.2×10−10×500.9×10−10cm3;ρ==g·cm-3。
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