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【化学】云南省昭通水田新区中学2018-2019学年高二上学期12月月考(解析版) 试卷
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云南省昭通水田新区中学2018-2019学年高二上学期12月月考
分卷I
一、单选题(共28小题,每小题2.0分,共56分)
1.下列结构图中,●代表前二周期元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表价键。示例:
根据各图表示的结构特点,下列有关叙述正确的是( )
A. 上述结构图中共出现6种元素
B. 甲、乙、丙为非极性分子,丁为极性分子
C. 甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物
D. 向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生
2.下图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A. H2SB. HClC. PH3D. SiH4
3.下列说法中正确的是( )
A. NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B. P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109.5°
C. NH的电子式为,离子呈平面正方形结构
D. NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
4.已知SO3,BF3,CCl4,PCl5、SF6都是非极性分子,而H2S,NH3,NO2、SF4,BrF5都是极性分子,由此可推出ABn型分子属于非极性分子的经验规律是(
A. ABn型分子中A,B均不含氢原子
B. A元素的相对原子质量必小于B元素的相对原子质量
C. 分子中所有原子都在同一平面上
D. ABn型的价电子对数等于n
5.下列叙述中,正确的是( )
A. 在一个基态多电子的原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子
B. 在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完全相同的电子
C. 如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,它们自旋方向必然相反
D. 在一个基态多电子的原子中,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高
6.下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 可以与H2化合生成液态化合物
D. 其电子排布图为
7.把下列液体分别装在酸式滴定管中,并使其以细流流下,当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时,细流可能发生偏移的是( )
A. CCl4B. C2H5OHC. CS2D. C6H6
8.下列物质的酸性强弱比较正确的是( )
A. HBrO4
B. H2SO4
C. HClO3
D. H2SO4>H2SO3
9.下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者
B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键
D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键
10.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A. N元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定
B. 稀有气体一般难发生反应
C. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D. F2比O2更容易与H2反应
11.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,以下认识正确的是( )
A. 镁原子由基态转化成激发态,这一过程中吸收能量
B. 镁原子由激发态转化成基态,这一过程中释放能量
C. 转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,且自旋状态相同
D. 转化后镁原子与硅原子电子层结构相同,化学性质相似
12.下列有关化学键的叙述中,不正确的是( )
A. 某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
B. 水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和,故不能再结合其他氢原子
C. 完全由非金属元素形成的化合物中也可能含有离子键
D. 配位键也具有方向性、饱和性
13.具有相同原子数和价电子数的微粒之间互称等电子体,等电子体往往具有相似的空间构型,以下各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A. CO和N2B. N2H4和C2H4C. O3和SO2D. CO2和N2O
14.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据下表数据判断,错误的是 ( )
A. 元素X的常见化合价是+1价
B. 元素Y是ⅢA族元素
C. 元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl
D. 若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
15.水的沸点为100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7℃,引起这种差异的主要原因是( )
A. 范德华力B. 共价键C. 氢键D. 相对分子质量
16.X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是( )
A. WX4是沼气的主要成分B. 固态X2Y是分子晶体
C. ZW是原子晶体D. ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
17.下列氯元素含氧酸酸性最强的是( )
A. HClO B. HClO2C. HClO3D. HClO4
18.下列关于晶体的说法一定正确的是( )
?
CaTiO3的晶体结构模型
(图中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点)
A. 分子晶体中都存在共价键
B. CaTiO3晶体中每个Ti4+和12个O2-相紧邻
C. SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D. 金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
19.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0 g·cm-3,用X射线研究该固体的结构时得知:在边长1×10-7cm 的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的( )
A. 32B. 120C. 150D. 180
20.能与氢氧化钠溶液反应且属化合物的原子晶体是( )
A. 铝B. 金刚石C. 硅D. 二氧化硅
21.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,则下列有关说法,不正确的是( )
A. NH5中既有离子键又有共价键
B. NH5的熔沸点高于NH3
C. 1mol NH5中含有5mol N—H键
D. NH5固体投入少量水中,可产生两种气体
22.利用晶体结构,可以用来解释( )
A. 晶体有规则的几何外形,非晶体没有规则的几何外形
B. 晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点
C. 晶体的导电性能比非晶体好
D. 晶体的各向异性
23.下列叙述中正确的是( )
A. 能电离出H+的化合物除水外都是酸,分子中含有几个氢原子它就是几元酸
B. 无机含氧酸分子中含有几个羟基,它就属于几元酸
C. 同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
D. H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1,但它们的酸性不相近,H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
24.金属的下列性质中和金属晶体无关的是( )
A. 良好的导电性B. 反应中易失电子
C. 良好的延展性D. 良好的导热性
25.下面的排序不正确的是( )
A. 晶体熔点由低到高:F2
B. 熔点由高到低: Na>Mg>Al
C. 硬度由大到小: 金刚石>碳化硅>晶体硅
D. 晶格能由大到小: MgO>CaO>NaF> NaCl
26.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A. 熔点:NaF>MgF2>AlF3B. 晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C. 阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2D. 硬度:MgO>CaO>BaO
27.如图所示晶体结构是一种具有优良的电压、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞).晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )
A. 8;BaTi8O12 B. 8;BaTi4O9
C. 6;BaTiO3 D. 3;BaTi2O3
28.如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A. (1)和(3) B. (2)和(3)C. (1)和(4)D. 只有(4)
分卷II
二、填空题(共6小题,共44分)
29.氮原子核外电子排布式为______________,有3个未成对电子,当结合成分子时, _________轨道“________”方式重叠,______________________轨道“__________”方式重叠,我们把原子轨道间沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫σ键;原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。所以在N2分子中有______个σ键和______个π键。结构式为______________,电子式为____________。
30.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型。
PO________;CS2________;AlBr3(共价分子)________。
(2)有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型,写出相应的化学式:
____________________;
____________________。
(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子________,三角锥形分子________,四面体形分子________。
(4)为了解释和预测分子的立体构型,科学家在归纳了许多已知的分子立体构型的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类:一类是________________________________________;另一类是______________________。
BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是________,NF3的中心原子是________;BF3分子的立体构型是平面三角形而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
31.某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数由小到大的A,B,C,D,E五种元素组成,其原子个数比为14∶4∶5∶1∶1。其中C,D同主族且原子序数D为C的2倍,E元素的外围电子排布式为(n-1)dn+6ns1,试回答下列问题:
(1)元素B,C,D的第一电离能由大到小排列顺序为________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的最外层电子排布图为________。
(3)该配位化合物的化学式为________,配体的中心原子的杂化方式为________。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1∶1和1∶2,两种化合物可以任意比互溶,解释其主要原因为_______________________________________。
(5)A元素与B元素可形成分子式为B2A2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为________,分子中含有________个σ键,________个π键。
32.2001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L.Pauling)教授的诞辰100周年。1994年这位老人谢世后,人们打开他的办公室,发现里面有一块黑板,画得满满的,其中一个结构式如图所示。老人为什么画这个结构式?它能合成吗?它有什么性质?不得而知。这是鲍林留给世人的一个谜,也许这是永远无法解开的谜,也许有朝一日你就能解开它。不管结果如何,让我们先对这个结构作一番了解。
(1)它的分子式是__________________________________________________________。
(2)它的所有原子是否可能处于同一个平面上?________(填“可能”或“不可能”)。
(3)它是否带有电荷?________(填“是”或“否”)。
(4)该分子中sp杂化的氮原子有________个;sp2杂化的氮原子有________个;sp3杂化的氮原子有________个。
(5)为什么人们推测它是炸药?______________________________________________。
33.决定物质性质的重要因素是物质结构.请回答下列问题.
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
则,A的化合价 B的化合价(填“>”、“<”或“=”).
(2)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图1所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
则该 4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是: .
(3)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好.离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是
(4)某配合物的分子结构如图2所示,则N原子的杂化方式为 ;基态Ni原子的电子排布式 .
34.氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_____________、_______________;
(2)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(3)在BF3分子中,F—B—F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_______;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA)。
参考答案
1.【答案】C
【解析】从示例和题给信息可确定:甲—HF,乙—N2,丙—CO2,丁—NH3。A中,上述结构图中共出现:H、F、N,C,O 五种元素;B中,乙、丙为非极性分子,甲、丁为极性分子;C中,HF+NH3===NH4F,属于离子化合物;D中,CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀。
2.【答案】D
【解析】在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,NH3、H2O、HF分子间因存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象,故a点代表的应是SiH4。
3.【答案】D
【解析】NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体型分子,但其键角为60°,B错误;NH4+为正四面体型结构而非平面正方形结构,C错误;NH3分子电子式为,有一对未成键电子,由于未成键电子对成键电子的排斥作用,使其键角为107.3°,呈三角锥型,D正确。
4.【答案】D
【解析】当ABn型分子的价电子对数等于n时,分子采取对称的空间构型,形成非极性分子,D项正确。当n=2、3、4、5、6时,ABn型分子的分别为直线形、平面正三角形、正四面体、三角双锥、正八面体,C项错误;CH4是ABn型的非极性分子,A项错误;A元素的相对原子质量可以大于也可以小于B元素的相对原子质量,如:SO3和BF3,B项错误。
5.【答案】D
【解析】A项,在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,错误; B项,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,这两个电子的能量完全相同,另外在等价轨道上填充的电子能量也相同,可能存在能量相同的电子,错误; C项,某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,这2个电子分别占据不同的轨道,且自旋方向相同,错误; D项,L层只有2s、2p能级,2s、2p能级能量比3s、3p能级低,故M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高。
6.【答案】B
【解析】由它的价电子排布式可知该元素为硫,S与H2化合生成H2S,其电子排布图违背了洪特规则。
7.【答案】B
【解析】只有极性分子才会被静电吸引或排斥偏移,所给选项中A,C,D三种分子均是非极性分子。
8.【答案】D
【解析】同一主族从上到下非金属性依次减弱,最高价含氧酸的酸性依次减弱,A项错;同一周期从左到右非金属性依次增强,最高价含氧酸的酸性依次增强,所以B项错;同一元素不同价态的含氧酸中非羟基氧原子越多,酸性越强,所以C项错,D项正确。
9.【答案】D
【解析】本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A项正确;在分子形成时为了使其能量最低,必然首先形成σ键,根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,所以B项正确,D错误,像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键。
10.【答案】B
【解析】本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在叁键,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以N2的化学性质很稳定,A不符合题意;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键,因此不能用键能大小来解释,B符合题意;卤族元素从F到I原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱;由于H—F的键能大于H—O,所以二者比较更容易生成HF,C,D不符合题意。
11.【答案】A
【解析】
12.【答案】A
【解析】非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的不成对电子数,一般最外层有几个不成对电子就能形成几个共价键。共价键具有饱和性,一个氧原子只能与两个氢原子结合生成H2O;非金属元素原子间形成的化学键也可能是离子键,如NH4Cl等铵盐中存在离子键;配位键属于共价键,具有方向性、饱和性。
13.【答案】B
【解析】A,CO和N2的原子个数都为2;价电子数:前者碳为4,氧为6,共为10,后者氮为5,2个氮共为10,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故A正确;
B,N2H4和C2H4的原子个数都为6;价电子数:前者氮为5,氢为1,共为14,后者碳为4,氢为1,共为12,原子数相等,但价电子数不相等,不属于等电子体,故B错误;
C,O3和SO2的原子个数都为3;价电子数:前者氧为6,共为18,后者硫和氧都为6,共为18,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故C正确;
D,CO2和N2O的原子个数都为3;价电子数:前者碳为4,氧为6,共为16,后者氮为5,氧为6,共为16,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故D正确;
14.【答案】D
【解析】X为第ⅠA族元素,Y为第ⅢA族元素;D项,若元素Y处于第三周期,则Y为Al,Al不与冷水反应。
15.【答案】C
【解析】水分子间可以形成氢键。H原子与电负性大的原子(如N、O、F)形成氢键,而使其熔、沸点升高,表现出不同于同一主族元素组成的结构相似的物质的特性。
16.【答案】D
【解析】由题给条件可知:X为H元素,Y为O元素,Z为Si元素,W为C元素。则WX4为CH4;X2Y为H2O,其晶体类型为分子晶体;ZW为SiC,属原子晶体;ZY2为SiO2,SiO2难溶于水,也不能与水反应,Na2SiO3溶液俗称“水玻璃”。
17.【答案】D
【解析】D分子中非羟基氧数目大。
18.【答案】B
【解析】惰性气体都是单原子分子,它们的晶体中不存在共价键,A不正确;在题目所给晶体结构模型中每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻,用均摊法不难求得晶体中每个Ti4+周围共有:3×8×=12个O2-,B正确;在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合,故每个硅原子与4个氧原子结合,C不正确。金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点都低,D不正确。
19.【答案】C
【解析】M=V·ρ=6.02×1023mol-1×5.0 g·cm-3≈150 g·mol-1,故Mr=150。
20.【答案】D
【解析】A,铝属于金属晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故A错误;B,金刚石属于原子晶体,不能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故B错误;C,硅属于原子晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故C错误;D,二氧化硅属于原子晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是化合物,故D正确; 故选D.
21.【答案】C
【解析】因NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,则化学式是NH4H,是由NH4+与H-组成的离子化合物。固体的沸点高于气体,与水反应可生成氢气和NH3。
22.【答案】D
【解析】晶体的某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性。
23.【答案】D
【解析】由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B项错误;由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C项错误;D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1,但H2CO3的酸性比H3PO4(或n=1的HNO2)弱很多,这是因为溶于水的CO2只有很少的一部分(约几百分之一)与水结合成碳酸的缘故。
24.【答案】B
【解析】答案A,C,D都是金属共有的物理性质,这些性质都是由金属晶体所决定的,答案B,金属易失电子是由原子的结构决定的,所以和金属晶体无关.
25.【答案】B
【解析】离子键的强弱顺序为Na
26.【答案】A
【解析】掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高,A符合题意。r(F-)
27.【答案】C
【解析】由结构可知,Ba位于体心为1个,Ti位于顶点,为8×0.125 =1个,O位于棱心,为12×0.25 =3个,其化学式为BaTiO3,晶体内“Ti”紧邻的氧原子在棱上,则晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为 3×8÷4=6个,化学式为BaTiO3
28.【答案】C
【解析】NaCl晶胞是立方体结构,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;与每个Na+等距离的Cl-有6个,且构成正八面体,同理,与每个Cl-等距离的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)属于从NaCl晶体中分割出来的,C项正确。
29.【答案】 1s22s22p3 pxpx 头碰头 pypy和pzpz 肩并肩 一 两 N≡N N⋮⋮N
【解析】熟悉σ键与π键成键特征
30.【答案】 (1)正四面体形 直线形 平面三角形
(2)CH CH或—CH3 (3)BF3 NF3 CF4
(4)中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键,而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键,还有一对未成键的孤电子对,占据了N原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形
【解析】 (1)PO是AB4型,成键电子对数是4,为正四面体形。CS2是AB2型,成键电子对数是2,是直线形。AlBr3是AB3型,成键电子对数是3,是平面三角形。
(2)AB3型分子,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的或者有一成单电子的呈三角锥形,所以化学式分别是CH、CH或—CH3。
(3)第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
31.【答案】 (1)N>O>S
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O[或Cu(NH3)4SO4·H2O] sp3杂化
(4)H2O2分子与H2O分子之间形成氢键(从相似相溶原理,分子结构相似的物质易互溶等角度回答,只要答案合理均可)
(5)H—N=N—H 3 1
【解析】 由深蓝色的晶体,推测其为铜的配合物。由C,D同主族且原子序数D为C的2倍可确定,C为氧元素,D为硫元素;根据E的外围电子排布可知其为副族元素,确定E为铜元素。四面体结构的中心原子为sp3杂化。
32.【答案】 (1)C6H2O2N10 (2)可能 (3)否 (4)1 9 0
(5)它分解能产生大量很稳定的气体N2
【解析】 (1)根据有机物分子结构简式的书写规则,不难确定,每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子,由此可以确定其分子式;(2)碳原子和氮原子均相当于有3个价电子对,根据价层电子对互斥理论,可知它们为平面三角形结构,由此推出碳原子和氮原子构成的环为平面结构,氧原子有4对电子对,它们的排列方式为四面体结构,故与氧原子连接的氢原子可能在平面内,与环不直接连接的2个氮原子也在平面内;(3)由电子数可以确定,该分子不带电荷;(4)根据氮原子的成键特征和结构(或价层电子对互斥模型)可以确定,采用sp2杂化方式的氮原子数为9个,采用sp杂化方式的氮原子数为1个,无sp3杂化方式。(5)物质越稳定,能量越低,反应放出的能量越多。
33.【答案】(1)>;(2)TiN>MgO>CaO>KCl;(3)CrO2,(4)sp2;[Ar]3d84s2
【解析】(1)A和B为第三周期元素,由电离能数据可知A可失去3个电子,最高化合价为+3价,B可失去2个电子,最高化合价为+2价,则最高化合价A>B。
(2)离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有TiN>MgO,MgO>CaO,由表中数据可知CaO>KCl,则TiN>MgO>CaO>KCl。
(3)V2O5中V的最外层电子全部失去或成键,CrO2中Cr失去4个电子,离子的最外层电子为2,为成对,离子含未成对电子越多,则磁性越大,则适合作录音带磁粉原料的是CrO2。
(4)根据分子结构可知N形成2个δ键和1个配位键,为杂化sp2,Ni的原子序数为28,电子排布式为[Ar]3d84s2。
34.【答案】(1) B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3↑+3 CaSO4+3H2O
B2O3+2NH32BN+3 H2O
(2) 1s22s22p1,N,+3
(3) 120º,sp2,正四面体
(4) 共价键(极性共价键),分子间作用力
(5) 4,4,。
【解析】(1)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为B2O3+2NH32BN+3H2O;
(2)B的原子序数是5,所以基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1;B和N都属于第二周期,同周期自左向右电负性逐渐增大,所以B和N相比,电负性较大的是N,B最外层有3个电子,所以化合价是+3价;
(3)依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(3-3×1)=0,所以BF3分子为平面正三角形结构,F-B-F的键角是120°,杂化轨道类型为sp2;在BF4-中中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(4-4×1)=0,所以BF4-的结构为正四面体。
(4)B,N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;而层与层之间靠分子间作用力结合。
(5)描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点有8个碳原子,6个面各有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×1/8+6×1/2+4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子,其质量是是,立方体的体积是(361.5cm)3,因此立方氮化硼的密度是g·cm-3。
分卷I
一、单选题(共28小题,每小题2.0分,共56分)
1.下列结构图中,●代表前二周期元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表价键。示例:
根据各图表示的结构特点,下列有关叙述正确的是( )
A. 上述结构图中共出现6种元素
B. 甲、乙、丙为非极性分子,丁为极性分子
C. 甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物
D. 向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生
2.下图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A. H2SB. HClC. PH3D. SiH4
3.下列说法中正确的是( )
A. NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B. P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109.5°
C. NH的电子式为,离子呈平面正方形结构
D. NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
4.已知SO3,BF3,CCl4,PCl5、SF6都是非极性分子,而H2S,NH3,NO2、SF4,BrF5都是极性分子,由此可推出ABn型分子属于非极性分子的经验规律是(
A. ABn型分子中A,B均不含氢原子
B. A元素的相对原子质量必小于B元素的相对原子质量
C. 分子中所有原子都在同一平面上
D. ABn型的价电子对数等于n
5.下列叙述中,正确的是( )
A. 在一个基态多电子的原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子
B. 在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完全相同的电子
C. 如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,它们自旋方向必然相反
D. 在一个基态多电子的原子中,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高
6.下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 可以与H2化合生成液态化合物
D. 其电子排布图为
7.把下列液体分别装在酸式滴定管中,并使其以细流流下,当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时,细流可能发生偏移的是( )
A. CCl4B. C2H5OHC. CS2D. C6H6
8.下列物质的酸性强弱比较正确的是( )
A. HBrO4
9.下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者
B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键
D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键
10.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A. N元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定
B. 稀有气体一般难发生反应
C. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D. F2比O2更容易与H2反应
11.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,以下认识正确的是( )
A. 镁原子由基态转化成激发态,这一过程中吸收能量
B. 镁原子由激发态转化成基态,这一过程中释放能量
C. 转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,且自旋状态相同
D. 转化后镁原子与硅原子电子层结构相同,化学性质相似
12.下列有关化学键的叙述中,不正确的是( )
A. 某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
B. 水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和,故不能再结合其他氢原子
C. 完全由非金属元素形成的化合物中也可能含有离子键
D. 配位键也具有方向性、饱和性
13.具有相同原子数和价电子数的微粒之间互称等电子体,等电子体往往具有相似的空间构型,以下各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A. CO和N2B. N2H4和C2H4C. O3和SO2D. CO2和N2O
14.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据下表数据判断,错误的是 ( )
A. 元素X的常见化合价是+1价
B. 元素Y是ⅢA族元素
C. 元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl
D. 若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
15.水的沸点为100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7℃,引起这种差异的主要原因是( )
A. 范德华力B. 共价键C. 氢键D. 相对分子质量
16.X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是( )
A. WX4是沼气的主要成分B. 固态X2Y是分子晶体
C. ZW是原子晶体D. ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
17.下列氯元素含氧酸酸性最强的是( )
A. HClO B. HClO2C. HClO3D. HClO4
18.下列关于晶体的说法一定正确的是( )
?
CaTiO3的晶体结构模型
(图中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点)
A. 分子晶体中都存在共价键
B. CaTiO3晶体中每个Ti4+和12个O2-相紧邻
C. SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D. 金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
19.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0 g·cm-3,用X射线研究该固体的结构时得知:在边长1×10-7cm 的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的( )
A. 32B. 120C. 150D. 180
20.能与氢氧化钠溶液反应且属化合物的原子晶体是( )
A. 铝B. 金刚石C. 硅D. 二氧化硅
21.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,则下列有关说法,不正确的是( )
A. NH5中既有离子键又有共价键
B. NH5的熔沸点高于NH3
C. 1mol NH5中含有5mol N—H键
D. NH5固体投入少量水中,可产生两种气体
22.利用晶体结构,可以用来解释( )
A. 晶体有规则的几何外形,非晶体没有规则的几何外形
B. 晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点
C. 晶体的导电性能比非晶体好
D. 晶体的各向异性
23.下列叙述中正确的是( )
A. 能电离出H+的化合物除水外都是酸,分子中含有几个氢原子它就是几元酸
B. 无机含氧酸分子中含有几个羟基,它就属于几元酸
C. 同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
D. H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1,但它们的酸性不相近,H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
24.金属的下列性质中和金属晶体无关的是( )
A. 良好的导电性B. 反应中易失电子
C. 良好的延展性D. 良好的导热性
25.下面的排序不正确的是( )
A. 晶体熔点由低到高:F2
C. 硬度由大到小: 金刚石>碳化硅>晶体硅
D. 晶格能由大到小: MgO>CaO>NaF> NaCl
26.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A. 熔点:NaF>MgF2>AlF3B. 晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C. 阴离子的配位数:CsCl>NaCl>CaF2D. 硬度:MgO>CaO>BaO
27.如图所示晶体结构是一种具有优良的电压、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞).晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )
A. 8;BaTi8O12 B. 8;BaTi4O9
C. 6;BaTiO3 D. 3;BaTi2O3
28.如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A. (1)和(3) B. (2)和(3)C. (1)和(4)D. 只有(4)
分卷II
二、填空题(共6小题,共44分)
29.氮原子核外电子排布式为______________,有3个未成对电子,当结合成分子时, _________轨道“________”方式重叠,______________________轨道“__________”方式重叠,我们把原子轨道间沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫σ键;原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。所以在N2分子中有______个σ键和______个π键。结构式为______________,电子式为____________。
30.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型。
PO________;CS2________;AlBr3(共价分子)________。
(2)有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型,写出相应的化学式:
____________________;
____________________。
(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子________,三角锥形分子________,四面体形分子________。
(4)为了解释和预测分子的立体构型,科学家在归纳了许多已知的分子立体构型的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类:一类是________________________________________;另一类是______________________。
BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是________,NF3的中心原子是________;BF3分子的立体构型是平面三角形而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
31.某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数由小到大的A,B,C,D,E五种元素组成,其原子个数比为14∶4∶5∶1∶1。其中C,D同主族且原子序数D为C的2倍,E元素的外围电子排布式为(n-1)dn+6ns1,试回答下列问题:
(1)元素B,C,D的第一电离能由大到小排列顺序为________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的最外层电子排布图为________。
(3)该配位化合物的化学式为________,配体的中心原子的杂化方式为________。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1∶1和1∶2,两种化合物可以任意比互溶,解释其主要原因为_______________________________________。
(5)A元素与B元素可形成分子式为B2A2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为________,分子中含有________个σ键,________个π键。
32.2001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L.Pauling)教授的诞辰100周年。1994年这位老人谢世后,人们打开他的办公室,发现里面有一块黑板,画得满满的,其中一个结构式如图所示。老人为什么画这个结构式?它能合成吗?它有什么性质?不得而知。这是鲍林留给世人的一个谜,也许这是永远无法解开的谜,也许有朝一日你就能解开它。不管结果如何,让我们先对这个结构作一番了解。
(1)它的分子式是__________________________________________________________。
(2)它的所有原子是否可能处于同一个平面上?________(填“可能”或“不可能”)。
(3)它是否带有电荷?________(填“是”或“否”)。
(4)该分子中sp杂化的氮原子有________个;sp2杂化的氮原子有________个;sp3杂化的氮原子有________个。
(5)为什么人们推测它是炸药?______________________________________________。
33.决定物质性质的重要因素是物质结构.请回答下列问题.
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
则,A的化合价 B的化合价(填“>”、“<”或“=”).
(2)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图1所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
则该 4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是: .
(3)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好.离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是
(4)某配合物的分子结构如图2所示,则N原子的杂化方式为 ;基态Ni原子的电子排布式 .
34.氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_____________、_______________;
(2)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(3)在BF3分子中,F—B—F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_______;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA)。
参考答案
1.【答案】C
【解析】从示例和题给信息可确定:甲—HF,乙—N2,丙—CO2,丁—NH3。A中,上述结构图中共出现:H、F、N,C,O 五种元素;B中,乙、丙为非极性分子,甲、丁为极性分子;C中,HF+NH3===NH4F,属于离子化合物;D中,CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀。
2.【答案】D
【解析】在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,NH3、H2O、HF分子间因存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象,故a点代表的应是SiH4。
3.【答案】D
【解析】NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体型分子,但其键角为60°,B错误;NH4+为正四面体型结构而非平面正方形结构,C错误;NH3分子电子式为,有一对未成键电子,由于未成键电子对成键电子的排斥作用,使其键角为107.3°,呈三角锥型,D正确。
4.【答案】D
【解析】当ABn型分子的价电子对数等于n时,分子采取对称的空间构型,形成非极性分子,D项正确。当n=2、3、4、5、6时,ABn型分子的分别为直线形、平面正三角形、正四面体、三角双锥、正八面体,C项错误;CH4是ABn型的非极性分子,A项错误;A元素的相对原子质量可以大于也可以小于B元素的相对原子质量,如:SO3和BF3,B项错误。
5.【答案】D
【解析】A项,在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,错误; B项,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,这两个电子的能量完全相同,另外在等价轨道上填充的电子能量也相同,可能存在能量相同的电子,错误; C项,某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,这2个电子分别占据不同的轨道,且自旋方向相同,错误; D项,L层只有2s、2p能级,2s、2p能级能量比3s、3p能级低,故M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高。
6.【答案】B
【解析】由它的价电子排布式可知该元素为硫,S与H2化合生成H2S,其电子排布图违背了洪特规则。
7.【答案】B
【解析】只有极性分子才会被静电吸引或排斥偏移,所给选项中A,C,D三种分子均是非极性分子。
8.【答案】D
【解析】同一主族从上到下非金属性依次减弱,最高价含氧酸的酸性依次减弱,A项错;同一周期从左到右非金属性依次增强,最高价含氧酸的酸性依次增强,所以B项错;同一元素不同价态的含氧酸中非羟基氧原子越多,酸性越强,所以C项错,D项正确。
9.【答案】D
【解析】本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A项正确;在分子形成时为了使其能量最低,必然首先形成σ键,根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,所以B项正确,D错误,像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键。
10.【答案】B
【解析】本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在叁键,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以N2的化学性质很稳定,A不符合题意;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键,因此不能用键能大小来解释,B符合题意;卤族元素从F到I原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱;由于H—F的键能大于H—O,所以二者比较更容易生成HF,C,D不符合题意。
11.【答案】A
【解析】
12.【答案】A
【解析】非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的不成对电子数,一般最外层有几个不成对电子就能形成几个共价键。共价键具有饱和性,一个氧原子只能与两个氢原子结合生成H2O;非金属元素原子间形成的化学键也可能是离子键,如NH4Cl等铵盐中存在离子键;配位键属于共价键,具有方向性、饱和性。
13.【答案】B
【解析】A,CO和N2的原子个数都为2;价电子数:前者碳为4,氧为6,共为10,后者氮为5,2个氮共为10,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故A正确;
B,N2H4和C2H4的原子个数都为6;价电子数:前者氮为5,氢为1,共为14,后者碳为4,氢为1,共为12,原子数相等,但价电子数不相等,不属于等电子体,故B错误;
C,O3和SO2的原子个数都为3;价电子数:前者氧为6,共为18,后者硫和氧都为6,共为18,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故C正确;
D,CO2和N2O的原子个数都为3;价电子数:前者碳为4,氧为6,共为16,后者氮为5,氧为6,共为16,原子数和价电子数都相等,属于等电子体,故D正确;
14.【答案】D
【解析】X为第ⅠA族元素,Y为第ⅢA族元素;D项,若元素Y处于第三周期,则Y为Al,Al不与冷水反应。
15.【答案】C
【解析】水分子间可以形成氢键。H原子与电负性大的原子(如N、O、F)形成氢键,而使其熔、沸点升高,表现出不同于同一主族元素组成的结构相似的物质的特性。
16.【答案】D
【解析】由题给条件可知:X为H元素,Y为O元素,Z为Si元素,W为C元素。则WX4为CH4;X2Y为H2O,其晶体类型为分子晶体;ZW为SiC,属原子晶体;ZY2为SiO2,SiO2难溶于水,也不能与水反应,Na2SiO3溶液俗称“水玻璃”。
17.【答案】D
【解析】D分子中非羟基氧数目大。
18.【答案】B
【解析】惰性气体都是单原子分子,它们的晶体中不存在共价键,A不正确;在题目所给晶体结构模型中每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻,用均摊法不难求得晶体中每个Ti4+周围共有:3×8×=12个O2-,B正确;在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合,故每个硅原子与4个氧原子结合,C不正确。金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点都低,D不正确。
19.【答案】C
【解析】M=V·ρ=6.02×1023mol-1×5.0 g·cm-3≈150 g·mol-1,故Mr=150。
20.【答案】D
【解析】A,铝属于金属晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故A错误;B,金刚石属于原子晶体,不能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故B错误;C,硅属于原子晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是单质不是化合物,故C错误;D,二氧化硅属于原子晶体,能与氢氧化钠溶液反应,是化合物,故D正确; 故选D.
21.【答案】C
【解析】因NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,则化学式是NH4H,是由NH4+与H-组成的离子化合物。固体的沸点高于气体,与水反应可生成氢气和NH3。
22.【答案】D
【解析】晶体的某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性。
23.【答案】D
【解析】由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B项错误;由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C项错误;D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1,但H2CO3的酸性比H3PO4(或n=1的HNO2)弱很多,这是因为溶于水的CO2只有很少的一部分(约几百分之一)与水结合成碳酸的缘故。
24.【答案】B
【解析】答案A,C,D都是金属共有的物理性质,这些性质都是由金属晶体所决定的,答案B,金属易失电子是由原子的结构决定的,所以和金属晶体无关.
25.【答案】B
【解析】离子键的强弱顺序为Na
【解析】掌握好离子半径的大小变化规律是分析离子晶体性质的一个关键点。由于r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+),且Na+、Mg2+、Al3+所带电荷数依次增大,所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强,晶格能依次增大,故熔点依次升高,A符合题意。r(F-)
【解析】由结构可知,Ba位于体心为1个,Ti位于顶点,为8×0.125 =1个,O位于棱心,为12×0.25 =3个,其化学式为BaTiO3,晶体内“Ti”紧邻的氧原子在棱上,则晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为 3×8÷4=6个,化学式为BaTiO3
28.【答案】C
【解析】NaCl晶胞是立方体结构,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;与每个Na+等距离的Cl-有6个,且构成正八面体,同理,与每个Cl-等距离的6个Na+也构成正八面体,由此可知图(1)和(4)属于从NaCl晶体中分割出来的,C项正确。
29.【答案】 1s22s22p3 pxpx 头碰头 pypy和pzpz 肩并肩 一 两 N≡N N⋮⋮N
【解析】熟悉σ键与π键成键特征
30.【答案】 (1)正四面体形 直线形 平面三角形
(2)CH CH或—CH3 (3)BF3 NF3 CF4
(4)中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键,而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键,还有一对未成键的孤电子对,占据了N原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形
【解析】 (1)PO是AB4型,成键电子对数是4,为正四面体形。CS2是AB2型,成键电子对数是2,是直线形。AlBr3是AB3型,成键电子对数是3,是平面三角形。
(2)AB3型分子,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的或者有一成单电子的呈三角锥形,所以化学式分别是CH、CH或—CH3。
(3)第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4。
31.【答案】 (1)N>O>S
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O[或Cu(NH3)4SO4·H2O] sp3杂化
(4)H2O2分子与H2O分子之间形成氢键(从相似相溶原理,分子结构相似的物质易互溶等角度回答,只要答案合理均可)
(5)H—N=N—H 3 1
【解析】 由深蓝色的晶体,推测其为铜的配合物。由C,D同主族且原子序数D为C的2倍可确定,C为氧元素,D为硫元素;根据E的外围电子排布可知其为副族元素,确定E为铜元素。四面体结构的中心原子为sp3杂化。
32.【答案】 (1)C6H2O2N10 (2)可能 (3)否 (4)1 9 0
(5)它分解能产生大量很稳定的气体N2
【解析】 (1)根据有机物分子结构简式的书写规则,不难确定,每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子,由此可以确定其分子式;(2)碳原子和氮原子均相当于有3个价电子对,根据价层电子对互斥理论,可知它们为平面三角形结构,由此推出碳原子和氮原子构成的环为平面结构,氧原子有4对电子对,它们的排列方式为四面体结构,故与氧原子连接的氢原子可能在平面内,与环不直接连接的2个氮原子也在平面内;(3)由电子数可以确定,该分子不带电荷;(4)根据氮原子的成键特征和结构(或价层电子对互斥模型)可以确定,采用sp2杂化方式的氮原子数为9个,采用sp杂化方式的氮原子数为1个,无sp3杂化方式。(5)物质越稳定,能量越低,反应放出的能量越多。
33.【答案】(1)>;(2)TiN>MgO>CaO>KCl;(3)CrO2,(4)sp2;[Ar]3d84s2
【解析】(1)A和B为第三周期元素,由电离能数据可知A可失去3个电子,最高化合价为+3价,B可失去2个电子,最高化合价为+2价,则最高化合价A>B。
(2)离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有TiN>MgO,MgO>CaO,由表中数据可知CaO>KCl,则TiN>MgO>CaO>KCl。
(3)V2O5中V的最外层电子全部失去或成键,CrO2中Cr失去4个电子,离子的最外层电子为2,为成对,离子含未成对电子越多,则磁性越大,则适合作录音带磁粉原料的是CrO2。
(4)根据分子结构可知N形成2个δ键和1个配位键,为杂化sp2,Ni的原子序数为28,电子排布式为[Ar]3d84s2。
34.【答案】(1) B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3↑+3 CaSO4+3H2O
B2O3+2NH32BN+3 H2O
(2) 1s22s22p1,N,+3
(3) 120º,sp2,正四面体
(4) 共价键(极性共价键),分子间作用力
(5) 4,4,。
【解析】(1)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为B2O3+2NH32BN+3H2O;
(2)B的原子序数是5,所以基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1;B和N都属于第二周期,同周期自左向右电负性逐渐增大,所以B和N相比,电负性较大的是N,B最外层有3个电子,所以化合价是+3价;
(3)依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(3-3×1)=0,所以BF3分子为平面正三角形结构,F-B-F的键角是120°,杂化轨道类型为sp2;在BF4-中中心原子的孤电子对数=1/2(a-xb)=1/2(4-4×1)=0,所以BF4-的结构为正四面体。
(4)B,N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;而层与层之间靠分子间作用力结合。
(5)描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点有8个碳原子,6个面各有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×1/8+6×1/2+4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子,其质量是是,立方体的体积是(361.5cm)3,因此立方氮化硼的密度是g·cm-3。
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