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【化学】四川省雅安中学2018-2019学年高二上学期第一次月考(解析版) 试卷
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四川省雅安中学2018-2019学年高二上学期第一次月考
1.下列各组元素,按原子半径依次减小,元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是( )
A. Al、Mg、Na B. K、Na、Li
C. N、O、C D. Cl、S、P
【答案】B
【解析】
【详解】A项,同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能较大, Mg的最外层电子s轨道全满,第一电离能比Al 和Na 都高,所以第一电离能Na < Al< Mg,故A项错误;
B项,同一主族元素从上到下,原子半径增加,有效核电荷增加不多,则原子半径增大的影响起主要作用,第一电离能由大变小,所以第一电离能K
C项,N的最外层电子p轨道半满,第一电离能比氧高,且同周期从左到右原子半径减小,所以第一电离能:N>O>C,故C项错误;
D项,P的最外层电子p轨道半满,第一电离能比S高,但是比Cl低,所以第一电离能S 综上所述,本题选B。
2.下列有关σ键和π键的说法正确的是( )
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π键,可能形成σ键
C. σ键和π键都属于共价键,均有方向性
D. 在所有分子中,σ键都比π键牢固
【答案】A
【解析】
【详解】A项,由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A正确;
B项,在分子形成时,为了使其能量最低,必然首先形成σ键,再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,B错误;
C.S轨道是球形对称,所以S轨道及S轨道形成的共价键没有方向性,C错误;
D.一般情况下,σ键比π键强度大,但是也有特殊情况,比如氮氮三键的键能比氮氮单键的3倍还要大,D错误;
综上所述,本题选A。
3.列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是( )
A. CS2 B. CH4 C. H2O2 D. CH2=CH2
【答案】C
【解析】
【详解】A.CS2 分子中共价键为碳硫极性键,不存在非极性键,故A错误;
B. CH4 分子中共价键为碳氢极性键,不存在非极性键,故B错误;
C. H2O2 分子中共价键为氢氧极性共价键,氧氧非极性共价键,该分子为不对称结构,属于极性分子,故C正确;
D. CH2=CH2分子中共价键为氢碳极性共价键,碳碳非极性共价键,分子为对称结构,属于非极性分子,故D错误;
综上所述,本题选C。
【点睛】同种元素之间形成非极性共价键,不同元素之间形成极性共价键,分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子。以上解析中,H2O2为极性分子,而CS2、CH4 、CH2=CH2均属于非极性分子。
4.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是 ( )
A. 配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B. 该配合物可能是平面正方形结构
C. Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D. 配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不配位
【答案】C
【解析】
水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,说明不能电离出氯离子,因此氯离子是配体;以强碱处理并没有NH3放出,因此氨气也是配体,所以配位数是6,但中心原子的电荷数是4,选项A、D不正确,C正确;配位数是6,不可能是平面正方形结构,选项B不正确,答案选C。
5. 右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. H2S B. HCl C. PH3 D. SiH4
【答案】D
【解析】
试题分析: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,a所处曲线中有一种物质的沸点为100℃,是H2O,说明a是H2S。
考点:考查了氢键与物质熔沸点的相关知识。
6. 若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的转化。在转化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是
A. 氢键;分子间作用力;非极性键
B. 氢键;氢键;极性键[
C. 氢键;极性键;分子间作用力
D. 分子间作用力;氢键;非极性键
【答案】B
【解析】
试题分析:雪花→水破坏的主要是氢键;水→水蒸气破坏的主要是氢键;水蒸气→氧气和氢气,发生了化学变化,克服的主要是分子内的极性共价键,答案选B。
考点:考查水的各种状态变化过程中破坏的微粒之间的作用力的判断
7.列物质熔、沸点的高低顺序正确的是 ( )
A. 金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B. HI>HBr>HCl>HF
C. 邻羟基苯甲酸> 对羟基苯甲酸 D. 金刚石> MgO > Mg >Na
【答案】D
【解析】
【详解】A、金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅都是原子晶体,原子晶体的熔沸点的高低:比较共价键强弱。原子半径越小,共价键越短,键能越大,熔沸点越高,因为碳原子半径小于硅原子半径,所以C-C的键长<O-Si的键长<C-Si的键长<Si-Si的键长,所以金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅的熔点由高到低的顺序为:金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅,故A错误;
B. 同类型分子晶体的相对分子质量越大,溶沸点越高,但是HF分子间存在氢键,沸点反常,因此顺序由高到低:HF>HI>HBr>HCl,故B错误;
C. 邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,使熔沸点偏低,而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,使熔沸点偏高,故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高,故C错误;
D. 金刚石为原子晶体,熔沸点高,MgO为离子晶体,熔沸点较高,所以金刚石>MgO; Mg 和Na属于金属晶体,且原子半径越小,金属键越大,熔沸点高,所以Mg>Na;熔沸点顺序:金刚石> MgO > Mg >Na,D正确;
综上所述,本题选D。
8.列说法正确的是( )
A. 凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其几何构型都是正四面体
B. C-C的键能大于C-Si,所以C60熔点高于金刚砂SiC
C. 若ABn型分子的中心原子A上没有孤对电子,则ABn为非极性分子
D. P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
【答案】C
【解析】
【详解】A、中心原子采取sp3杂化的分子,VSEPR模型是正四面体,但其立体构形不一定是正四面体,如:水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化,但H2O是V型,NH3是三角锥型,故A错误;
B. 金刚砂SiC结构属于立体网状结构,属于原子晶体,熔点高,而C60为分子晶体,熔点较低,故B错误;
C. 若ABn型分子的中心原子A上没有孤对电子,则ABn为非极性分子,这是判断极性分子和非极性分子的重要经验规律;故C正确;
D.白磷分子为正四面体结构,四个磷原子位于正四面体四个顶点上,所以白磷分子的键角为60°,故D错误;
综上所述,本题选C。
9.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ② ③ ④C2H2 ⑤N2H4 ⑥C6H6
A. ①②③ B. ①②⑥ C. ②③⑤ D. ③④⑥
【答案】B
【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,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;
②分子中硫原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
③分子中硫原子杂化轨道数为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;
⑤N2H4分子中每个氮原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
⑥C6H6分子中碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
综上所述,本题选B。
【点睛】本题考查了原子杂化类型的判断,难度不大,根据“杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数”来解答即可,原子杂化类型的判断是高考的热点,所以是学习的重点。
10.下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键;
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子;
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低;
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键;
⑤CaTiO3晶体的晶胞结构如上图所示(其中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点位置),则每个Ti4+和12个O2-相紧邻;
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合;
⑦ H2O比H2S分子更稳定,是因为H2O分子中存在氢键;
⑧钠熔化时金属键被破坏,氯化钠熔化时离子键被破坏。
A. ①②③⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑦ D. ③⑤⑧
【答案】D
【解析】
【详解】①稀有气体是单原子分子,不存在共价键,故①错误;
②金属晶体由金属阳离子和自由电子组成,无阴离子,故②错误;
③晶体中熔点高低一般顺序是:原子晶体>离子晶体>分子晶体;在原子晶体中,原子半径越大熔点越低;在离子晶体中,离子半径越大,熔点越低,电荷越多,熔点越高;在分子晶体中,相对分子质量越大,熔点越高(含有氢键的物质除外),所以这几种物质的熔点高低顺序是金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S ,故③正确;
④离子晶体中可能有共价键,如氯化铵中氮氢键属于共价键,分子晶体中肯定没有离子键,故④错误;
⑤由晶胞结构可知CaTiO3晶体中Ti的配位数为12,所以每个Ti4+和12个O2-紧邻,故⑤正确;
⑥ SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合,故⑥错误;
⑦分子稳定性与分子内共价键的强弱有关,与分子间作用力无关,故⑦错误;
⑧离子晶体熔化时离子键被破坏,氯化钠是离子晶体,钠属于金属晶体,熔化时金属键被破坏,故⑧正确。故正确序号为③⑤⑧。
综上所述,本题选D。
11.按要求填空。
(1)金刚石晶体中1个碳连接________个C原子,C杂化类型为____________,形成的六元环最多________个原子共面,12g金刚石中含有________molC-C键。
(2)石墨晶体为层状结构,其中一个C连接______个C,C杂化类型为_______;12g石墨中含有______mol C-C键,12g石墨中含有平面六元环的个数为_______。
(3)SiO2晶体中一个Si连接______个O,Si杂化类型为___________;Si与O个数比______,60g SiO2晶体中含有______mol Si-O键。
(4)黄铜主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1 (Zn)________Ⅰ1 (Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________________________________________________。
【答案】 (1). 4 (2). sp3 (3). 4 (4). 2 (5). 3 (6). sp2 (7). 1.5 (8). 0.5NA(或3.01×1023) (9). 4 (10). sp3 (11). 1:2 (12). 4 (13). 大于 (14). Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
【解析】
【详解】(1)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体;碳原子杂化轨道数为0+4=4,属于sp3杂化;形成的六元环最多4个原子共面;每个碳原子与其它四个碳原子形成4个共价单键,相当于占有4×1/2=2个C-C键,所以12g(物质的量为1mol)金刚石中含有2molC-C键;综上所述,本题答案是:4, sp3 ,4 ,2。
(2)石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构;碳原子杂化轨道数为3+0=3,其杂化类型为sp2 杂化;每个碳原子连有3个C-C键,相当于占有3×1/2=1.5个C-C键,所以12g(物质的量为1mol)石墨中含有1.5mol C-C键;每个碳原子被3个六元环共用,每个六元环中含有的碳原子数目为1/3×6=2,所以1mol碳原子含有六元环的个数为0.5 NA,所以12g石墨中含有平面六元环的个数为0.5NA(或3.01×1023);综上所述,本题答案是:3 ,sp2 ,1.5, 0.5NA(或3.01×1023)。
(3)SiO2晶体中一个Si连接4个O,形成四面体结构;SiO2晶体中,Si原子杂化轨道数为0+4=4,杂化类型为sp3;SiO2属于原子晶体,Si与O个数比1:2;在二氧化硅晶体中,每个硅原子形成4条Si-O,所以1mol SiO2晶体中含有4 molSi-O键,所以60g SiO2晶体中含有4 mol Si-O键;综上所述,本题答案是:4, sp3,1:2 ,4 。
(4)锌原子轨道中电子处于全满状态,较难失电子,铜失去一个电子其内层电子达到全充满稳定状态,因此第一电离能Ⅰ1 (Zn)大于Ⅰ1 (Cu);综上所述,本题答案是:大于, Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子。
【点睛】对于一些常见的物质中含有的共价键数目规律:1mol金刚石有2NAC-C键;1mol晶体硅有2NASi-Si键;1mol SiO2 晶体有4NASi-O键;1mol石墨晶体有1.5NAC-C键;1molSiC晶体有4NASi-C键。
12.按要求完成下列问题。
(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型:___________;SeO3__________。
(2)与SeO3互为等电子体的一种离子为_____(填化学式)。SCN-电子式_______。
(3)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__。
(4)硒、溴与砷同周期,三种元素的第一电离能从大到小顺序为__________(用元素符号比较)。
(5) 已知常温下Ni(CO)4是无色液体,其构型为正四面体。则配位原子是______,晶体类型为__________,推测其______(填“难”或“易”)溶于水。
(6)CO2晶胞中,与CO2紧邻的CO2有_______个。
(7)酸性比较:H2SeO3______H2SeO4 ,原因_________________________________。
(8)向CuSO4溶液中滴加氨水,溶液先出现沉淀后沉淀溶解,写出沉淀溶解的离子方程式_____________________________,[Cu(H2O)4]2+易转化为[Cu(NH3)4]2+原因__________________________________________________________________________。
【答案】 (1). 正四面体 (2). 平面三角形 (3). NO3- (4). 或 (5). sp3 (6). Br>As>Se (7). c (8). 分子晶体 (9). 难 (10). 12 (11). < (12). H2SeO4 中非羟基 氧原子数目多于H2SeO3 (13). Cu(OH)2 + 4NH3 = [ Cu(NH3)4] 2++ 2OH- (14). 电负性O>N,给电子能力N>O,配位能力NH3>H2O
【解析】
【详解】(1)PO43-中心原子为P,其中σ键电子对数为4,中心原子孤电子对数为1/2(5+3-4×2)=0,PO43-价层电子对对数为4+0=4,故立体构型为正四面体;SeO3中心原子为Se,中心原子的价层电子对对数为(6+0)/2=3,不含孤电子对,属于sp2杂化,空间构型为平面三角形;综上所述,本题答案是:正四面体,平面三角形。
(2)等电子体要求原子数相同,价电子总数相同,与SeO3互为等电子体的离子为NO3-;根据原子成键规律可知:硫原子与碳原子间形成一对共用电子对,则碳氮原子间形成3对共用电子对,或硫原子与碳原子间形成2对共用电子对,则碳氮原子间形成2对共用电子对,所以SCN-电子式:或综上所述,本题答案是:NO3-;或。
(3)由S8的结构可知,每个S原子形成2个σ键、含有2对孤电子对,杂化轨道数目为4,S原子采取sp3杂化;综上所述,本题答案是:sp3。
(4)As、Br、Se在第4周期,非金属性越强,第一电离能越大,但砷的4p电子半满,所以三种元素的第一电离能从大到小顺序为 Br>As>Se;综上所述,本题答案是:Br>As>Se。
(5)配体中配位原子提供孤对电子,CO中的碳提供孤对电子,所以Ni(CO)4中配位原子是C;Ni(CO)4是液态挥发性物质,所以其熔点较低,故为分子晶体;构型为正四面体,是对称结构,所以是非极性物质,根据相似相溶原理知,Ni(CO)4易溶于非极性溶剂,水是极性溶剂,因此其难溶于水;综上所述,本题答案是:C,分子晶体,难。
(6)CO2为分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心,以顶点上CO2分子为例,与它紧邻的CO2 分子有3×8/2=12个;综上所述,本题答案是:12。
(7)H2SeO4 中非羟基氧原子数目多于H2SeO3,酸性就强;所以酸性:H2SeO3
(8)向CuSO4溶液中滴加氨水,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,随着氨水过量,Cu(OH)2 溶于过量的氨水中生成氢氧化二氨合铜溶液,沉淀溶解,离子方程式为:Cu(OH)2 + 4NH3 = [ Cu(NH3)4] 2++ 2OH-; 由于电负性O>N,给电子能力N>O,配位能力NH3>H2O,所以[Cu(H2O)4]2+易转化为[Cu(NH3)4]2+;综上所述,本题答案是:Cu(OH)2 + 4NH3 = [ Cu(NH3)4] 2++ 2OH-,电负性O>N,给电子能力N>O,配位能力NH3>H2O。
13.下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是________(元素符号)。
(2)写出元素溴的基态原子的简化电子排布式_____________________,写出⑩的价电子排布图_____________________________________。
(3)某元素⑦的原子核外最外层电子的成对电子为________对。
(4)元素④的氢化物的分子构型为________,中心原子的杂化形式为________。
(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图,其中序号“⑧”为________(填元素符号);其中电负性最大的是________(填元素符号)。
(6)⑩的基态原子有____种能量不同的电子;如图___(填“甲”、“乙”或“丙”)表示的是⑩晶体中微粒的堆积方式。晶体中距离一个⑩原子最近的⑩原子有____个。若该晶体中一个晶胞的边长为a pm,则⑩晶体的密度为__________g.cm-3(写出含a的表达式,用NA表示阿伏加德罗常数的值,不需化简)。若⑩的原子半径为r,则⑩晶胞这种堆积模型的空间利用率为__________。
【答案】 (1). Fe (2). [Ar]3d104s24p5 (3). (4). 3 (5). 三角锥形 (6). sp3 (7). Si (8). Cl (9). 7 (10). 乙 (11). 12 (12). (13).
【解析】
【详解】根据周期表的结构可知各元素分别为:①H ②Be ③C ④N ⑤Al ⑥S ⑦Cl ⑧Ca ⑨Fe ⑩Cu;
(1)d区元素包括ⅢB-ⅦB元素,Ⅷ族元素,为第3列到10列元素(镧系元素、锕系元素除外),由元素在周期表中位置可以知道,⑨元素Fe处于第8列,为第Ⅷ族元素,属于d区的元素;因此,本题正确答案是:Fe。
(2) 溴原子的核电荷数为35,其基态原子的简化电子排布式:[Ar]3d104s24p5 ;⑩元素为Cu,核电荷数为29,原子基态电子排布式:[Ar]3d104s1, 其价电子为排布图:;综上所述,本题答案是:[Ar]3d104s24p5 , 。
(3)⑦元素为Cl,核电荷数为17,原子核外最外层电子为7,特征电子排布式为3s23p5, s能级为成对电子,p能级5个电子各占据3个轨道,其中一个轨道只有1个电子,所以成对电子为3对;综上所述,本题答案是:3。
(4)④元素为N,氢化物为NH3,N原子价层电子对数=3+(5-1×3)/2=4,含有1对孤对电子,故NH3为三角锥型,N原子产生sp3杂化;综上所述,本题答案是:三角锥形,sp3。
(5)第3周期8种元素中Si是原子晶体,单质的熔点最高;同周期自左而右电负性增强(稀有气体除外),故Cl元素的电负性最强;因此,本题正确答案是:Si 、Cl。
(6)⑩元素为Cu,核电荷数为29,基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d104s1,因为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级能量不同,所以有7种能量不同的电子;Cu为面心立方最密堆积,是面心立方最密堆积型,故为图乙结构;根据铜晶胞可知,铜晶体为面心立方结构,顶点离面心的铜原子距离最近,一个晶胞中,一个顶点的晶胞有8个,共24个面心铜原子,1个面心铜原子由2个晶胞共有,因此晶体中距离一个铜原子最近的铜原子有12个;晶胞中Cu原子数目=8×1/8+6×1/2=4,晶胞质量=4×64/NAg,该晶体中一个晶胞的边长为a pm,则晶胞体积=(a×10-10)3cm3,晶体的密度=(4×64/NA)÷(a×10-10)3= g/cm3;若Cu的原子半径为r,设晶胞边长为a,由图可知,(4r)2=a2+a2,则晶胞棱长a=4r×=2r,则晶胞体积=(2r )3,晶胞中Cu原子总体积=4×4/3πr3,则Cu晶胞这种堆积模型的空间利用率为(4×4/3πr3)/(2r )3=;综上所述,本题答案是:7 ,乙 ,12, ,。
14.研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中,第一电离能较大的是_________,基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_________________,原因是________________________________________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在_____。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为___________________。六棱柱底边边长为a cm,高为b cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为_____________________________________g·cm-3(列出计算式)。
.
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 (2). O (3). Mn (4). sp (5). sp3 (6). H2O>CH3OH>CO2>H2 (7). H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大 (8). 离子键和π键(或键) (9). 六方最密堆积 (10). 65×4/[ NA×a2×3b×]
【解析】
【详解】(1)Co的核电荷数为27,基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;O元素是非金属元素而Mn是过渡金属元素,因此第一电离能较大的是O;O基态原子价电子为2s22p4,所以其核外未成对电子数为2,Mn基态原子价电子为3d54s2,所以其核外未成对电子数为5,因此Mn与O基态原子核外未成对电子数较多的是Mn;综上所述,本题答案是:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2,O,Mn。
(2)CO2的分子构型为直线型,杂化轨道数为1+1=2,中心碳原子为sp 杂化,CH3OH中心碳原子形成4个键,为 sp3杂化;综上所述,本题答案是:sp,sp3。
(3)CO2低压合成甲醇反应中所涉及的4种物质中,水和甲醇均为极性分子,分子间有氢键,且水分子形成的氢键较多,沸点最高;CO2与H2均为非极性分子, CO2相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点高于H2,因此沸点从高到低的顺序为: H2O>CH3OH>CO2>H2;综上所述,本答案是:H2O>CH3OH>CO2>H2 ;H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大。
(4)硝酸根离子中含有π键,且硝酸锰为离子化合物,也含有离子键;综上所述,本题答案是:离子键和π键(或键)。
(5)由图可知其结构为ABAB,堆积为六方最密堆积;一个晶胞中有原子个数为12×1/6+2×1/2+3=6,六棱柱体积为:a×a×sin60°×3×b cm3;晶胞密度ρ=[6×M(Zn)]/[NA×a2×3b×sin60°]=65×6/[NA×a2×3b×sin60°]= 65×4/[ NA×a2×3b×] g·cm-3;综上所述,本题答案是:六方最密堆积, 65×4/[ NA×a2×3b×]。
【点睛】明确晶胞中每个原子被几个晶胞占有是解本题关键;利用均摊法计算晶胞中原子个数,正方体中,顶点上的原子被8个晶胞占有,面上的原子被2个晶胞占有,棱上的原子被4个晶胞占有;本题金属锌的晶胞中,为六方最密堆积,所以顶点锌被6个晶胞共用,面被2个晶胞共用,体心内有3个,解答是要注意这一点。
1.下列各组元素,按原子半径依次减小,元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是( )
A. Al、Mg、Na B. K、Na、Li
C. N、O、C D. Cl、S、P
【答案】B
【解析】
【详解】A项,同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能较大, Mg的最外层电子s轨道全满,第一电离能比Al 和Na 都高,所以第一电离能Na < Al< Mg,故A项错误;
B项,同一主族元素从上到下,原子半径增加,有效核电荷增加不多,则原子半径增大的影响起主要作用,第一电离能由大变小,所以第一电离能K
D项,P的最外层电子p轨道半满,第一电离能比S高,但是比Cl低,所以第一电离能S 综上所述,本题选B。
2.下列有关σ键和π键的说法正确的是( )
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π键,可能形成σ键
C. σ键和π键都属于共价键,均有方向性
D. 在所有分子中,σ键都比π键牢固
【答案】A
【解析】
【详解】A项,由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A正确;
B项,在分子形成时,为了使其能量最低,必然首先形成σ键,再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,B错误;
C.S轨道是球形对称,所以S轨道及S轨道形成的共价键没有方向性,C错误;
D.一般情况下,σ键比π键强度大,但是也有特殊情况,比如氮氮三键的键能比氮氮单键的3倍还要大,D错误;
综上所述,本题选A。
3.列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是( )
A. CS2 B. CH4 C. H2O2 D. CH2=CH2
【答案】C
【解析】
【详解】A.CS2 分子中共价键为碳硫极性键,不存在非极性键,故A错误;
B. CH4 分子中共价键为碳氢极性键,不存在非极性键,故B错误;
C. H2O2 分子中共价键为氢氧极性共价键,氧氧非极性共价键,该分子为不对称结构,属于极性分子,故C正确;
D. CH2=CH2分子中共价键为氢碳极性共价键,碳碳非极性共价键,分子为对称结构,属于非极性分子,故D错误;
综上所述,本题选C。
【点睛】同种元素之间形成非极性共价键,不同元素之间形成极性共价键,分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子。以上解析中,H2O2为极性分子,而CS2、CH4 、CH2=CH2均属于非极性分子。
4.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是 ( )
A. 配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B. 该配合物可能是平面正方形结构
C. Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D. 配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不配位
【答案】C
【解析】
水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,说明不能电离出氯离子,因此氯离子是配体;以强碱处理并没有NH3放出,因此氨气也是配体,所以配位数是6,但中心原子的电荷数是4,选项A、D不正确,C正确;配位数是6,不可能是平面正方形结构,选项B不正确,答案选C。
5. 右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. H2S B. HCl C. PH3 D. SiH4
【答案】D
【解析】
试题分析: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,a所处曲线中有一种物质的沸点为100℃,是H2O,说明a是H2S。
考点:考查了氢键与物质熔沸点的相关知识。
6. 若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的转化。在转化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是
A. 氢键;分子间作用力;非极性键
B. 氢键;氢键;极性键[
C. 氢键;极性键;分子间作用力
D. 分子间作用力;氢键;非极性键
【答案】B
【解析】
试题分析:雪花→水破坏的主要是氢键;水→水蒸气破坏的主要是氢键;水蒸气→氧气和氢气,发生了化学变化,克服的主要是分子内的极性共价键,答案选B。
考点:考查水的各种状态变化过程中破坏的微粒之间的作用力的判断
7.列物质熔、沸点的高低顺序正确的是 ( )
A. 金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B. HI>HBr>HCl>HF
C. 邻羟基苯甲酸> 对羟基苯甲酸 D. 金刚石> MgO > Mg >Na
【答案】D
【解析】
【详解】A、金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅都是原子晶体,原子晶体的熔沸点的高低:比较共价键强弱。原子半径越小,共价键越短,键能越大,熔沸点越高,因为碳原子半径小于硅原子半径,所以C-C的键长<O-Si的键长<C-Si的键长<Si-Si的键长,所以金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅的熔点由高到低的顺序为:金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅,故A错误;
B. 同类型分子晶体的相对分子质量越大,溶沸点越高,但是HF分子间存在氢键,沸点反常,因此顺序由高到低:HF>HI>HBr>HCl,故B错误;
C. 邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,使熔沸点偏低,而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,使熔沸点偏高,故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高,故C错误;
D. 金刚石为原子晶体,熔沸点高,MgO为离子晶体,熔沸点较高,所以金刚石>MgO; Mg 和Na属于金属晶体,且原子半径越小,金属键越大,熔沸点高,所以Mg>Na;熔沸点顺序:金刚石> MgO > Mg >Na,D正确;
综上所述,本题选D。
8.列说法正确的是( )
A. 凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其几何构型都是正四面体
B. C-C的键能大于C-Si,所以C60熔点高于金刚砂SiC
C. 若ABn型分子的中心原子A上没有孤对电子,则ABn为非极性分子
D. P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
【答案】C
【解析】
【详解】A、中心原子采取sp3杂化的分子,VSEPR模型是正四面体,但其立体构形不一定是正四面体,如:水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化,但H2O是V型,NH3是三角锥型,故A错误;
B. 金刚砂SiC结构属于立体网状结构,属于原子晶体,熔点高,而C60为分子晶体,熔点较低,故B错误;
C. 若ABn型分子的中心原子A上没有孤对电子,则ABn为非极性分子,这是判断极性分子和非极性分子的重要经验规律;故C正确;
D.白磷分子为正四面体结构,四个磷原子位于正四面体四个顶点上,所以白磷分子的键角为60°,故D错误;
综上所述,本题选C。
9.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ② ③ ④C2H2 ⑤N2H4 ⑥C6H6
A. ①②③ B. ①②⑥ C. ②③⑤ D. ③④⑥
【答案】B
【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,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;
②分子中硫原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
③分子中硫原子杂化轨道数为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;
⑤N2H4分子中每个氮原子杂化轨道数为4,所以采取sp3杂化,故错误;
⑥C6H6分子中碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故正确;
综上所述,本题选B。
【点睛】本题考查了原子杂化类型的判断,难度不大,根据“杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数”来解答即可,原子杂化类型的判断是高考的热点,所以是学习的重点。
10.下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键;
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子;
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低;
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键;
⑤CaTiO3晶体的晶胞结构如上图所示(其中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点位置),则每个Ti4+和12个O2-相紧邻;
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合;
⑦ H2O比H2S分子更稳定,是因为H2O分子中存在氢键;
⑧钠熔化时金属键被破坏,氯化钠熔化时离子键被破坏。
A. ①②③⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑦ D. ③⑤⑧
【答案】D
【解析】
【详解】①稀有气体是单原子分子,不存在共价键,故①错误;
②金属晶体由金属阳离子和自由电子组成,无阴离子,故②错误;
③晶体中熔点高低一般顺序是:原子晶体>离子晶体>分子晶体;在原子晶体中,原子半径越大熔点越低;在离子晶体中,离子半径越大,熔点越低,电荷越多,熔点越高;在分子晶体中,相对分子质量越大,熔点越高(含有氢键的物质除外),所以这几种物质的熔点高低顺序是金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S ,故③正确;
④离子晶体中可能有共价键,如氯化铵中氮氢键属于共价键,分子晶体中肯定没有离子键,故④错误;
⑤由晶胞结构可知CaTiO3晶体中Ti的配位数为12,所以每个Ti4+和12个O2-紧邻,故⑤正确;
⑥ SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合,故⑥错误;
⑦分子稳定性与分子内共价键的强弱有关,与分子间作用力无关,故⑦错误;
⑧离子晶体熔化时离子键被破坏,氯化钠是离子晶体,钠属于金属晶体,熔化时金属键被破坏,故⑧正确。故正确序号为③⑤⑧。
综上所述,本题选D。
11.按要求填空。
(1)金刚石晶体中1个碳连接________个C原子,C杂化类型为____________,形成的六元环最多________个原子共面,12g金刚石中含有________molC-C键。
(2)石墨晶体为层状结构,其中一个C连接______个C,C杂化类型为_______;12g石墨中含有______mol C-C键,12g石墨中含有平面六元环的个数为_______。
(3)SiO2晶体中一个Si连接______个O,Si杂化类型为___________;Si与O个数比______,60g SiO2晶体中含有______mol Si-O键。
(4)黄铜主要由Zn和Cu组成。第一电离能Ⅰ1 (Zn)________Ⅰ1 (Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________________________________________________。
【答案】 (1). 4 (2). sp3 (3). 4 (4). 2 (5). 3 (6). sp2 (7). 1.5 (8). 0.5NA(或3.01×1023) (9). 4 (10). sp3 (11). 1:2 (12). 4 (13). 大于 (14). Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
【解析】
【详解】(1)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键,构成正四面体;碳原子杂化轨道数为0+4=4,属于sp3杂化;形成的六元环最多4个原子共面;每个碳原子与其它四个碳原子形成4个共价单键,相当于占有4×1/2=2个C-C键,所以12g(物质的量为1mol)金刚石中含有2molC-C键;综上所述,本题答案是:4, sp3 ,4 ,2。
(2)石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构;碳原子杂化轨道数为3+0=3,其杂化类型为sp2 杂化;每个碳原子连有3个C-C键,相当于占有3×1/2=1.5个C-C键,所以12g(物质的量为1mol)石墨中含有1.5mol C-C键;每个碳原子被3个六元环共用,每个六元环中含有的碳原子数目为1/3×6=2,所以1mol碳原子含有六元环的个数为0.5 NA,所以12g石墨中含有平面六元环的个数为0.5NA(或3.01×1023);综上所述,本题答案是:3 ,sp2 ,1.5, 0.5NA(或3.01×1023)。
(3)SiO2晶体中一个Si连接4个O,形成四面体结构;SiO2晶体中,Si原子杂化轨道数为0+4=4,杂化类型为sp3;SiO2属于原子晶体,Si与O个数比1:2;在二氧化硅晶体中,每个硅原子形成4条Si-O,所以1mol SiO2晶体中含有4 molSi-O键,所以60g SiO2晶体中含有4 mol Si-O键;综上所述,本题答案是:4, sp3,1:2 ,4 。
(4)锌原子轨道中电子处于全满状态,较难失电子,铜失去一个电子其内层电子达到全充满稳定状态,因此第一电离能Ⅰ1 (Zn)大于Ⅰ1 (Cu);综上所述,本题答案是:大于, Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子。
【点睛】对于一些常见的物质中含有的共价键数目规律:1mol金刚石有2NAC-C键;1mol晶体硅有2NASi-Si键;1mol SiO2 晶体有4NASi-O键;1mol石墨晶体有1.5NAC-C键;1molSiC晶体有4NASi-C键。
12.按要求完成下列问题。
(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型:___________;SeO3__________。
(2)与SeO3互为等电子体的一种离子为_____(填化学式)。SCN-电子式_______。
(3)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__。
(4)硒、溴与砷同周期,三种元素的第一电离能从大到小顺序为__________(用元素符号比较)。
(5) 已知常温下Ni(CO)4是无色液体,其构型为正四面体。则配位原子是______,晶体类型为__________,推测其______(填“难”或“易”)溶于水。
(6)CO2晶胞中,与CO2紧邻的CO2有_______个。
(7)酸性比较:H2SeO3______H2SeO4 ,原因_________________________________。
(8)向CuSO4溶液中滴加氨水,溶液先出现沉淀后沉淀溶解,写出沉淀溶解的离子方程式_____________________________,[Cu(H2O)4]2+易转化为[Cu(NH3)4]2+原因__________________________________________________________________________。
【答案】 (1). 正四面体 (2). 平面三角形 (3). NO3- (4). 或 (5). sp3 (6). Br>As>Se (7). c (8). 分子晶体 (9). 难 (10). 12 (11). < (12). H2SeO4 中非羟基 氧原子数目多于H2SeO3 (13). Cu(OH)2 + 4NH3 = [ Cu(NH3)4] 2++ 2OH- (14). 电负性O>N,给电子能力N>O,配位能力NH3>H2O
【解析】
【详解】(1)PO43-中心原子为P,其中σ键电子对数为4,中心原子孤电子对数为1/2(5+3-4×2)=0,PO43-价层电子对对数为4+0=4,故立体构型为正四面体;SeO3中心原子为Se,中心原子的价层电子对对数为(6+0)/2=3,不含孤电子对,属于sp2杂化,空间构型为平面三角形;综上所述,本题答案是:正四面体,平面三角形。
(2)等电子体要求原子数相同,价电子总数相同,与SeO3互为等电子体的离子为NO3-;根据原子成键规律可知:硫原子与碳原子间形成一对共用电子对,则碳氮原子间形成3对共用电子对,或硫原子与碳原子间形成2对共用电子对,则碳氮原子间形成2对共用电子对,所以SCN-电子式:或综上所述,本题答案是:NO3-;或。
(3)由S8的结构可知,每个S原子形成2个σ键、含有2对孤电子对,杂化轨道数目为4,S原子采取sp3杂化;综上所述,本题答案是:sp3。
(4)As、Br、Se在第4周期,非金属性越强,第一电离能越大,但砷的4p电子半满,所以三种元素的第一电离能从大到小顺序为 Br>As>Se;综上所述,本题答案是:Br>As>Se。
(5)配体中配位原子提供孤对电子,CO中的碳提供孤对电子,所以Ni(CO)4中配位原子是C;Ni(CO)4是液态挥发性物质,所以其熔点较低,故为分子晶体;构型为正四面体,是对称结构,所以是非极性物质,根据相似相溶原理知,Ni(CO)4易溶于非极性溶剂,水是极性溶剂,因此其难溶于水;综上所述,本题答案是:C,分子晶体,难。
(6)CO2为分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心,以顶点上CO2分子为例,与它紧邻的CO2 分子有3×8/2=12个;综上所述,本题答案是:12。
(7)H2SeO4 中非羟基氧原子数目多于H2SeO3,酸性就强;所以酸性:H2SeO3
13.下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是________(元素符号)。
(2)写出元素溴的基态原子的简化电子排布式_____________________,写出⑩的价电子排布图_____________________________________。
(3)某元素⑦的原子核外最外层电子的成对电子为________对。
(4)元素④的氢化物的分子构型为________,中心原子的杂化形式为________。
(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图,其中序号“⑧”为________(填元素符号);其中电负性最大的是________(填元素符号)。
(6)⑩的基态原子有____种能量不同的电子;如图___(填“甲”、“乙”或“丙”)表示的是⑩晶体中微粒的堆积方式。晶体中距离一个⑩原子最近的⑩原子有____个。若该晶体中一个晶胞的边长为a pm,则⑩晶体的密度为__________g.cm-3(写出含a的表达式,用NA表示阿伏加德罗常数的值,不需化简)。若⑩的原子半径为r,则⑩晶胞这种堆积模型的空间利用率为__________。
【答案】 (1). Fe (2). [Ar]3d104s24p5 (3). (4). 3 (5). 三角锥形 (6). sp3 (7). Si (8). Cl (9). 7 (10). 乙 (11). 12 (12). (13).
【解析】
【详解】根据周期表的结构可知各元素分别为:①H ②Be ③C ④N ⑤Al ⑥S ⑦Cl ⑧Ca ⑨Fe ⑩Cu;
(1)d区元素包括ⅢB-ⅦB元素,Ⅷ族元素,为第3列到10列元素(镧系元素、锕系元素除外),由元素在周期表中位置可以知道,⑨元素Fe处于第8列,为第Ⅷ族元素,属于d区的元素;因此,本题正确答案是:Fe。
(2) 溴原子的核电荷数为35,其基态原子的简化电子排布式:[Ar]3d104s24p5 ;⑩元素为Cu,核电荷数为29,原子基态电子排布式:[Ar]3d104s1, 其价电子为排布图:;综上所述,本题答案是:[Ar]3d104s24p5 , 。
(3)⑦元素为Cl,核电荷数为17,原子核外最外层电子为7,特征电子排布式为3s23p5, s能级为成对电子,p能级5个电子各占据3个轨道,其中一个轨道只有1个电子,所以成对电子为3对;综上所述,本题答案是:3。
(4)④元素为N,氢化物为NH3,N原子价层电子对数=3+(5-1×3)/2=4,含有1对孤对电子,故NH3为三角锥型,N原子产生sp3杂化;综上所述,本题答案是:三角锥形,sp3。
(5)第3周期8种元素中Si是原子晶体,单质的熔点最高;同周期自左而右电负性增强(稀有气体除外),故Cl元素的电负性最强;因此,本题正确答案是:Si 、Cl。
(6)⑩元素为Cu,核电荷数为29,基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d104s1,因为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级能量不同,所以有7种能量不同的电子;Cu为面心立方最密堆积,是面心立方最密堆积型,故为图乙结构;根据铜晶胞可知,铜晶体为面心立方结构,顶点离面心的铜原子距离最近,一个晶胞中,一个顶点的晶胞有8个,共24个面心铜原子,1个面心铜原子由2个晶胞共有,因此晶体中距离一个铜原子最近的铜原子有12个;晶胞中Cu原子数目=8×1/8+6×1/2=4,晶胞质量=4×64/NAg,该晶体中一个晶胞的边长为a pm,则晶胞体积=(a×10-10)3cm3,晶体的密度=(4×64/NA)÷(a×10-10)3= g/cm3;若Cu的原子半径为r,设晶胞边长为a,由图可知,(4r)2=a2+a2,则晶胞棱长a=4r×=2r,则晶胞体积=(2r )3,晶胞中Cu原子总体积=4×4/3πr3,则Cu晶胞这种堆积模型的空间利用率为(4×4/3πr3)/(2r )3=;综上所述,本题答案是:7 ,乙 ,12, ,。
14.研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中,第一电离能较大的是_________,基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_________________,原因是________________________________________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在_____。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为___________________。六棱柱底边边长为a cm,高为b cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为_____________________________________g·cm-3(列出计算式)。
.
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 (2). O (3). Mn (4). sp (5). sp3 (6). H2O>CH3OH>CO2>H2 (7). H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大 (8). 离子键和π键(或键) (9). 六方最密堆积 (10). 65×4/[ NA×a2×3b×]
【解析】
【详解】(1)Co的核电荷数为27,基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;O元素是非金属元素而Mn是过渡金属元素,因此第一电离能较大的是O;O基态原子价电子为2s22p4,所以其核外未成对电子数为2,Mn基态原子价电子为3d54s2,所以其核外未成对电子数为5,因此Mn与O基态原子核外未成对电子数较多的是Mn;综上所述,本题答案是:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2,O,Mn。
(2)CO2的分子构型为直线型,杂化轨道数为1+1=2,中心碳原子为sp 杂化,CH3OH中心碳原子形成4个键,为 sp3杂化;综上所述,本题答案是:sp,sp3。
(3)CO2低压合成甲醇反应中所涉及的4种物质中,水和甲醇均为极性分子,分子间有氢键,且水分子形成的氢键较多,沸点最高;CO2与H2均为非极性分子, CO2相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点高于H2,因此沸点从高到低的顺序为: H2O>CH3OH>CO2>H2;综上所述,本答案是:H2O>CH3OH>CO2>H2 ;H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大。
(4)硝酸根离子中含有π键,且硝酸锰为离子化合物,也含有离子键;综上所述,本题答案是:离子键和π键(或键)。
(5)由图可知其结构为ABAB,堆积为六方最密堆积;一个晶胞中有原子个数为12×1/6+2×1/2+3=6,六棱柱体积为:a×a×sin60°×3×b cm3;晶胞密度ρ=[6×M(Zn)]/[NA×a2×3b×sin60°]=65×6/[NA×a2×3b×sin60°]= 65×4/[ NA×a2×3b×] g·cm-3;综上所述,本题答案是:六方最密堆积, 65×4/[ NA×a2×3b×]。
【点睛】明确晶胞中每个原子被几个晶胞占有是解本题关键;利用均摊法计算晶胞中原子个数,正方体中,顶点上的原子被8个晶胞占有,面上的原子被2个晶胞占有,棱上的原子被4个晶胞占有;本题金属锌的晶胞中,为六方最密堆积,所以顶点锌被6个晶胞共用,面被2个晶胞共用,体心内有3个,解答是要注意这一点。
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