精品解析:四川省内江二中2023-2024学年高二下学期期中考试化学试题
2024-06-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 内江市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.45 MB |
| 发布时间 | 2024-06-17 |
| 更新时间 | 2025-12-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45818085.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
内江二中高2025届2023—2024下学年度半期考试题
高二(下)化学
说明:本试卷答题时间为75分钟,试卷满分为100分。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 P-31 Ni-59 Zn-65
第I卷(选择题42分)
选择题(每题只有一个答案符合题意,每小题3分,共42分)
1. 可用作白色颜料和阻燃剂,在实验室中可利用的水解反应制取,总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子价层电子排布图:
C. 和互为同位素
D. 的VSEPR模型:
2. 下列有关说法正确的是
A. 图A为轨道的电子云轮廓图
B. 图B为冰晶胞示意图,类似金刚石晶胞,冰晶胞内水分子间以共价键结合
C. 图C为H原子的电子云图,由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D晶体化学式为
3. 下列性质的比较正确的是
A. 单质的熔点: B. 电负性:
C. 第一电离能: D. 微粒半径:
4. 下列说法中错误的是
A. 水很稳定是因为水中含有大量氢键
B. 酸性强弱:三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸
C. AgCl溶于氨水,是由于AgCl与反应生成了可溶性配合物
D. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验
5. 下列说法正确是
A. 若将基态原子的核外电子排布式写成,则违背了泡利原理
B. 金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低
C. 石墨、新型高分子导电材料、聚乙烯、金属晶体中均能导电
D. 乳酸分子中存在2个手性碳原子
6. 下列对有关事实的解释正确的是
事实
解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
B
CH4与NH3分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
HF的热稳定性比HCl强
H-F比H-Cl的键能大
D
SiO2的熔点比干冰高
SiO2分子间的范德华力大
A. A B. B C. C D. D
7. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方主族元素的有些性质是相似的,如和。和在气态时通常以二聚体的形式存在,的结构如图所示。硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构。
下列说法不正确的是
A. 中含有配位键
B. 中的杂化方式为
C. 中的键角为
D. 晶体中存在作用力为共价键、氢键和范德华力
8. 下列说法正确的是
A. 含有的键的个数为
B. 结构与过氧化氢相似,为非极性分子
C. 空间结构为平面三角形
D. 中含键的个数为
9. 某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期,基态X原子的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 该阴离子中C的杂化方式有和 B. 元素电负性:
C. 基态原子的第一电离能: D. W、X、Y、Z均位于元素周期表的p区
10. 观察下列结构示意图并结合相关信息,判断有关说法正确的是
名称或化学式
邻羟基苯甲醛
18-冠-6
N-甲基咪唑
结构示意图
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
C. 18-冠-6中O(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
D. N-甲基咪唑分子中σ键的数目为6
11. 下列叙述中正确的有句
①离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性
②配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
④在冰晶体中,既有极性键、非极性键,又有氢键
⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位键
⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,但原因不完全相同
A. 2句 B. 3句 C. 4句 D. 5句
12. 镍的某种氧化物是一种半导体,具有型结构(如图),已知晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为,下列说法不正确的是
A. 属于过渡金属元素
B. 与距离最近且相等的有4个
C. 晶体的密度为
D. 若该晶胞中氧原子有25%被氮原子替代,则该晶体的化学式为
13. 以表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
①冰(图1)中含氢键数目为
②晶体硅(图2)中含有键数目为
③干冰(图3)中含共用电子对
④石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料,石墨烯中含键数目为
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
14. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 图①中18-冠-6中的碳原子(黑色球)杂化类型为sp杂化
B. 图②物质相较摩尔质量更大,具有更高的熔沸点
C. 图③中,表示硅氧四面体,则该多硅酸根结构的通式为
D. 图④表示氮化铝晶胞,则该晶体中存在共价键和配位键,且铝的配位数为6
第II卷(非选择题58分)
15. 如图是元素周期表的一部分,根据元素在周期表中的位置,回答下列问题:
(1)⑩号元素基态原子价电子排布式为_________,核外电子的运动状态有_________种。
(2)第二周期所有元素中第一电离能介于①②之间的有_________种。由②③④形成的简单离子半径由小到大顺序是_________(填化学用语)。
(3)元素⑦⑧可形成原子个数比为1:1的共价化合物,分子中各原子最外层均达到8电子的稳定结构,试写出其结构式_________,该分子为_________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)元素②⑥可形成的化合物是一种性质优良的无机非金属材料,根据元素周期律知识,写出其化学式_________,它的熔点高,硬度大,电绝缘性好,化学性质稳定,它的晶体类型是_________。
(5)下列有关性质的比较正确且能用元素周期律解释的是_________(填标号)
A. 电负性:②>③ B. 氢化物的稳定性:③>⑦
C. 最高价氧化物对应水化物的碱性:④>⑤ D. 氢化物的沸点:③>⑦
(6)⑩可形成的卤化物的熔点如下表:
卤化物
氟化物
氯化物
溴化物
熔点/℃
>1000
77.75
122.3
⑩的氟化物的化学式为_________,该物质的熔点比氯化物熔点高很多的原因是_________。
16. 将过量的氨水慢慢滴加到硫酸铜溶液中,先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液最终变成深蓝色。
(1)Cu在周期表中属于________区。
(2)将氨水逐滴加入硫酸铜溶液中,先生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,写出沉淀溶解的离子方程式:________________;由该过程可知________(填“”或“”)与形成的配位键更稳定。
(3)中,若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为________;含有σ键的数目为________;中存在的化学键类型有(填序号)________________;
①配位键 ②氢键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键
向深蓝色溶液继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体,试分析加乙醇,析出深蓝色晶体的原因:________________。
(4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠即可得到配合物A,其结构如图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键,请在图中用“→”表示出配位键________。
17. 因优越光电特性,与ZnO成为稀磁半导体(DMS)热门的基质材料。
(1)纳米二氧化钛是一种催化剂,如:
①乙中非金属元素电负性由大到小的顺序为________,第一电离能由大到小的顺序为________。
②甲中碳原子的杂化方式为________,乙中手性碳原子个数为________。
③与甲的相对分子质量相似,但是甲的沸点比它高得多,其原因是________。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示。
①该晶体中距离最近且距离相等的有________个。
②已知离子和离子最短距离为dnm,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为________。(用计算式表示)
18. 碳、铁及其化合物有着极其广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态铁原子的核外电子中有________对成对电子。
(2)基态铁原子的五级电离能数据如图所示,其中到的电离能差值较大,其主要原因是________。
(3)甘氨酸亚铁是一种具有口服活性的铁强化剂和补充剂,其制备反应如下:
甘氨酸亚铁分子中的配体的化学式是________,分子中氮原子的杂化类型是________。
Ⅱ.碳元素能形成多种单质,其中石墨和富勒烯()是两类常见的物质。以其完美的球烯受到科学家重视。
(4)石墨晶体中存在的作用力类型有_______。
a.σ键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.范德华力
(5)石墨、互为同素异形体,但相同条件下,石墨的熔点比高得多,原因是_______。
(6)的晶胞结构如图所示,每个白球代表1个分子。已知一定条件下晶胞的棱长为a pm,阿伏伽德罗常数为,则该条件下的密度为_______(用含a、的代数式表示)
(7)常态下是为紫色固体,不导电,但给富勒烯掺杂金属K原子后(用金属原子把富勒烯分子连起来或者把金属原子放进富勒烯笼子里),可在一定条件下制成超导体。晶体结构中存在四面体空隙(如图中1、3、6、7围成的空隙)和八面体空隙(如图中3、6、7、8、9、12围成的空隙),所有空隙中均填充一个金属K原子可获得该条件下的超导材料,则该超导的化学式为_________。
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内江二中高2025届2023—2024下学年度半期考试题
高二(下)化学
说明:本试卷答题时间为75分钟,试卷满分为100分。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 P-31 Ni-59 Zn-65
第I卷(选择题42分)
选择题(每题只有一个答案符合题意,每小题3分,共42分)
1. 可用作白色颜料和阻燃剂,在实验室中可利用的水解反应制取,总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 基态原子价层电子排布图:
C. 和互为同位素
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的电子式:,A错误;
B.基态O原子价层电子排布图:,B错误;
C.和为质子数相同,中子数不同,所以互为同位素,C正确;
D.水分子的VSEPR模型为,D错误;
故选C。
2. 下列有关说法正确的是
A. 图A为轨道的电子云轮廓图
B. 图B为冰晶胞示意图,类似金刚石晶胞,冰晶胞内水分子间以共价键结合
C. 图C为H原子的电子云图,由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D晶体化学式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.轨道电子云是沿x轴形成的哑铃形轮廓,故A正确;
B.冰晶胞内水分子间主要以氢键结合,故B错误;
C.H原子只有一个电子,电子云图中的小黑点不是电子本身,而是电子在原子核外出现的概率密度的形象化描述,故C错误;
D.图中黑球在面上的有8个,内部有一个,根据均摊法可知有5个,图D晶体化学式为,故D错误;
故选A。
3. 下列性质的比较正确的是
A. 单质的熔点: B. 电负性:
C. 第一电离能: D. 微粒半径:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同主族的金属元素从上到下,金属原子的价层电子数不变,原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,金属熔点逐渐降低,故A正确;
B.同周期元素电负性从左到右依次增大,电负性F>O>N>C,故B错误;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但IIA和VA族为全满和半满稳定状态,第一电离能反常的比相邻下一主族大,故第一电离能Na<Al<Mg<Si,故C错误;
D.微粒的电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多半径越小,微粒半径,故D错误;
故选:A。
4. 下列说法中错误的是
A. 水很稳定是因为水中含有大量氢键
B. 酸性强弱:三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸
C. AgCl溶于氨水,是由于AgCl与反应生成了可溶性配合物
D. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验
【答案】A
【解析】
【详解】A.水很稳定是因为O-H键键能大,共价键牢固,不易断裂,A错误;
B.吸电子基团越强,酸性越强。氟的电负性大于氯,氟的吸电子能力大于氯,所以三氟乙酸的酸性是最强的,其次是氯乙酸,乙酸没有吸电子基团,存在推电子基团,酸性比三氯乙酸弱,B正确;
C.AgCl与可以形成可溶性配合物,所以AgCl溶于氨水,C正确;
D.对固体进行X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,D正确;
故选A。
5. 下列说法正确的是
A. 若将基态原子的核外电子排布式写成,则违背了泡利原理
B. 金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低
C. 石墨、新型高分子导电材料、聚乙烯、金属晶体中均能导电
D. 乳酸分子中存2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态原子中填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,若将基态原子的核外电子排布式写成,则违背了洪特规则,A错误;
B.金刚石和SiC都是共价晶体,且碳碳键键能大于碳硅键键能,熔点:金刚石>SiC;NaF和NaC1都是离子晶体,前者离子键强于后者,前者熔点高;和都是分子晶体,前者可以形成分子间氢键后者不能,前者熔点高;一般情况下,熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体,所以金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低,B正确。
C.聚乙烯不导电,C错误;
D.乳酸分子中只有与羟基相连的碳原子是手性碳原子,D错误;
答案选B。
6. 下列对有关事实的解释正确的是
事实
解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
B
CH4与NH3分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
HF的热稳定性比HCl强
H-F比H-Cl的键能大
D
SiO2的熔点比干冰高
SiO2分子间的范德华力大
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出不同波长的光,故A错误;
B.CH4与NH3分子的空间构型不同,但两者中心原子杂化轨道类型均为sp3,故B错误;
C.HF的热稳定性比HCl强,因为F的非金属性强于Cl,H-F比H-Cl的键能大,故C正确;
D.SiO2为原子晶体,不存在范德华力,干冰为分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,因此SiO2的熔点比干冰高,故D错误;
7. 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如和。和在气态时通常以二聚体的形式存在,的结构如图所示。硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构。
下列说法不正确的是
A. 中含有配位键
B. 中的杂化方式为
C. 中的键角为
D. 晶体中存在作用力为共价键、氢键和范德华力
【答案】C
【解析】
【详解】A.中Al原子成键后还有空轨道,Cl原子还有孤电子对,中Al原子提供空轨道、Cl原子提供孤电子对来形成配位键,中含有配位键,A正确;
B.中形成4个键,无孤电子对,杂化方式为, B正确;
C.中中心原子为杂化,键角为׳,C错误;
D.晶体中存在作用力为共价键、氢键和范德华力,D正确;
故选C。
8. 下列说法正确的是
A. 含有的键的个数为
B. 结构与过氧化氢相似,为非极性分子
C. 空间结构为平面三角形
D. 中含键的个数为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.的物质的量为,1个分子中含有6个键,所以含有的键的个数为,A正确;
B.键为非极性共价键,键为极性共价键,该物质结构不对称,为极性分子,B错误;
C.空间结构为角形,C错误;
D.二氧化硅的物质的量为,而二氧化硅中含键,个数为,D错误。
故选A。
9. 某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期,基态X原子的价电子排布式为。下列说法错误的是
A. 该阴离子中C的杂化方式有和 B. 元素电负性:
C. 基态原子的第一电离能: D. W、X、Y、Z均位于元素周期表的p区
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期,基态X原子的价电子排布式为,结合X成键特点推测,n=2,X为C元素;W可形成1个共价键,原子序数小于C,则W为H元素;Y可与X形成共价三键,原子序数大于C,则Y为N元素;X、Y、Z位于同一周期,Z原子序数大于N,则Z为F元素。
【详解】A.根据该阴离子中C的成键可判断存在杂化方式有和,A正确;
B.同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,即元素电负性:,B正确;
C.Z为N元素,核外电子排布处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻族元素,即,C正确;
D.根据分析,W为H元素,位于元素周期表中s区,D错误;
答案选D。
10. 观察下列结构示意图并结合相关信息,判断有关说法正确的是
名称或化学式
邻羟基苯甲醛
18-冠-6
N-甲基咪唑
结构示意图
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
C. 18-冠-6中O(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
D. N-甲基咪唑分子中σ键的数目为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢键是与N、O、F相连的氢原子与其它N、O、F原子间的较强分子间作用,图中所示形成氢键的氢原子是与氧原子相连形成的,故A错误;
B.由图,1、2是水分子中的键角,3是硫酸根离子中的键角,水分子中心原子氧原子和硫酸根离子中心原子硫原子都是sp3杂化,但是2中水分子中有两对孤对电子对氢氧键排斥,使键角变小,1中有1对孤对电子与铁形成配位键,只有一对孤对电子排斥,键角稍大于2,3无孤对电子排斥,键角为109°28',键角最大,故大小顺序为3>1>2,故B正确;
C.A中冠醚与K+之间并非离子键,而是通过配位键结合,故C错误;
D.两原子形成共价键,有且仅有一根为σ键,故N-甲基咪唑分子中σ键的数目为12,D错误;
本题选B。
11. 下列叙述中正确的有句
①离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性
②配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
④在冰晶体中,既有极性键、非极性键,又有氢键
⑤化合物NH4Cl和CuSO4·5H2O都存在配位键
⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,但原因不完全相同
A. 2句 B. 3句 C. 4句 D. 5句
【答案】C
【解析】
【详解】①离子键通过阴、阳离子之间的相互作用形成,离子键没有方向性和饱和性,共价键是原子之间通过共用电子对形成,所以共价键有方向性和饱和性,①正确;
②配位键在形成时,是由成键原子的一方提供一对共用电子对,另一方提供空轨道,二者形成共用电子对而形成的,②错误;
③金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子通过电性作用形成的一种强烈的相互作用,这种作用包括吸引力和排斥力,③正确;
④在冰晶体中,在H2O分子内存在H-O极性键,在H2O分子之间有氢键,但不存在非极性键,④错误;
⑤化合物NH4Cl中在阳离子中,N原子与3个H原子形成极性键N-H键,而N原子孤对电子与H+之间通过配位键结合,在CuSO4·5H2O中的中心Cu2+与4个H2O的中心O原子之间以配位键结合,因此二者都存在配位键,⑤正确;
⑥NaCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,但原因不完全相同。氯化钠是因为离子键极性强,氟化氢与乙醇是因为与水形成氢键,二氧化硫是因为与水反应,故溶解原因不同,⑥正确;
综上所述可知:说法正确的是①③⑤⑥,共4句话,合理选项是C。
12. 镍的某种氧化物是一种半导体,具有型结构(如图),已知晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为,下列说法不正确的是
A. 属于过渡金属元素
B. 与距离最近且相等的有4个
C. 晶体的密度为
D. 若该晶胞中氧原子有25%被氮原子替代,则该晶体的化学式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据均摊法,NiO晶胞中含个数为,个数为。
【详解】A.Ni原子序数28,位于元素周期表第VIII族,属于过渡金属元素,A正确;
B.以体心为中心,距离最近且相等的O2−位于6个面的面心,共计6个,B错误;
C.根据分析可知,晶胞质量:,晶胞体积:,则密度,C正确;
D.根据分析可知,若该晶胞中氧原子有25%被氮原子替代,则该晶体的化学式为,D正确;
故选B。
13. 以表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
①冰(图1)中含氢键数目为
②晶体硅(图2)中含有键数目为
③干冰(图3)中含共用电子对
④石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料,石墨烯中含键数目为
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①9g冰的物质的量为=0.5mol,1个水分子形成2个氢键,氢键数为NA,故①错误;
②硅晶体中1个硅原子与周围4个硅原子形成4个Si—Si键,每个Si—Si键被2个硅原子共用,28g硅晶体中含有2NA个Si—Si键,故②正确;
③干冰为分子晶体,1molCO2分子中含有4mol碳氧共用电子对,干冰(图3)中含共用电子对,故③错误;;
④在石墨烯中,每个碳原子周围有两个C-C单键和一个C=C双键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,12g石墨烯即1mol所含碳碳键数目为1.5NA,故④正确;
故答案为B。
14. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 图①中18-冠-6中的碳原子(黑色球)杂化类型为sp杂化
B. 图②物质相较摩尔质量更大,具有更高的熔沸点
C. 图③中,表示硅氧四面体,则该多硅酸根结构的通式为
D. 图④表示氮化铝晶胞,则该晶体中存在共价键和配位键,且铝的配位数为6
【答案】C
【解析】
【详解】A.图①中18-冠-6中的碳原子(黑色球)成键方式是单键,杂化类型为sp3杂化,A错误;
B.②物质阳离子基团较大,离子键较弱,熔沸点更低,B错误;
C.将③中左边环补齐,则得到两个完整环,则两环共用的氧原子有左边7个、右边7个共14个;独立成个体的氧原子有10个,同时两个环都有独立的硅原子,则硅原子和氧原子个数比为(4+4×0.5):(14×0.5+10)=6:17,结合硅化合价为+4,氧化合价为-2,可得到通式为:,C正确;
D.④表示氮化铝晶胞,则该晶体中存在共价键和配位键,且铝的配位数为4,D错误;
答案选C。
第II卷(非选择题58分)
15. 如图是元素周期表的一部分,根据元素在周期表中的位置,回答下列问题:
(1)⑩号元素基态原子价电子排布式为_________,核外电子的运动状态有_________种。
(2)第二周期所有元素中第一电离能介于①②之间的有_________种。由②③④形成的简单离子半径由小到大顺序是_________(填化学用语)。
(3)元素⑦⑧可形成原子个数比为1:1的共价化合物,分子中各原子最外层均达到8电子的稳定结构,试写出其结构式_________,该分子为_________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)元素②⑥可形成的化合物是一种性质优良的无机非金属材料,根据元素周期律知识,写出其化学式_________,它的熔点高,硬度大,电绝缘性好,化学性质稳定,它的晶体类型是_________。
(5)下列有关性质的比较正确且能用元素周期律解释的是_________(填标号)
A. 电负性:②>③ B. 氢化物的稳定性:③>⑦
C. 最高价氧化物对应的水化物的碱性:④>⑤ D. 氢化物的沸点:③>⑦
(6)⑩可形成的卤化物的熔点如下表:
卤化物
氟化物
氯化物
溴化物
熔点/℃
>1000
77.75
122.3
⑩的氟化物的化学式为_________,该物质的熔点比氯化物熔点高很多的原因是_________。
【答案】(1) ①. ②. 31
(2) ①. 3 ②.
(3) ①. ②. 极性分子
(4) ①. Si3N4 ②. 共价晶体 (5)BC
(6) ①. GaF3 ②. GaF3是离子晶体,其氯化物为GaCl3是分子晶体,离子键强于分子间作用力
【解析】
【分析】根据各元素在元素周期表中的位置可知①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别对应的元素为B、N、O、Na、Al、Si、S、Cl、Cu、Ga,结合元素周期表中相关规律进行分析;
【小问1详解】
⑩号元素为Ga,原子序数31,基态Ga原子价电子排布式:;Ga原子核外有31个电子,核外电子运动状态有31种;
【小问2详解】
同周期主族元素第一电离能随序数增大而增大,第IIA族和第VA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,所以第一电离能:B<Be<C<O<N,第二周期所有元素中第一电离能介于①②之间的有3种;根据电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,②③④形成的简单离子半径由小到大分别为:;
【小问3详解】
元素⑦⑧分别为S、Cl,二者可形成原子个数比为1:1的共价化合物,分子中各原子最外层均达到8电子的稳定结构,其结构式为,其结构简式:;其结构与过氧化氢类似,使展开书页形结构,属于极性分子;
【小问4详解】
元素②为N,元素⑥为Si,二者形成的无机非金属材料为氮化硅Si3N4,根据题干信息,具有熔点高、硬度大等特点,属于共价晶体的特性;
【小问5详解】
A.同周期元素电负性随原子序数增大而增大,所以电负性O>N,故A错误;
B.元素非金属性越强,对应氢化物稳定性越稳定,③⑦同主族,非金属性O>S,所以氢化物稳定性H2O>H2S,故B正确;
C.元素金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,金属性:Na>Al,碱性:NaOH>Al(OH)3,故C正确;
D.③为O,对应氢化物为H2O,⑦为S,对应氢化物为H2S,H2O分子间形成氢键,沸点更高,但与元素周期律无关,故D错误;
【小问6详解】
⑩为Ga,其氟化物为GaF3是离子晶体,其氯化物为GaCl3是分子晶体,离子键强于分子间作用力。
16. 将过量的氨水慢慢滴加到硫酸铜溶液中,先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液最终变成深蓝色。
(1)Cu在周期表中属于________区。
(2)将氨水逐滴加入硫酸铜溶液中,先生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,写出沉淀溶解的离子方程式:________________;由该过程可知________(填“”或“”)与形成的配位键更稳定。
(3)中,若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为________;含有σ键的数目为________;中存在的化学键类型有(填序号)________________;
①配位键 ②氢键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键
向深蓝色溶液继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体,试分析加乙醇,析出深蓝色晶体的原因:________________。
(4)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠即可得到配合物A,其结构如图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键,请在图中用“→”表示出配位键________。
【答案】(1)ds (2) ①. Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或 Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O ②.
(3) ①. 平面四边形或平面正方形 ②. 16NA ③. ①③⑤ ④. [Cu(NH3)4]SO4极性较大,乙醇极性较小,加入乙醇降低溶剂的极性,根据相似相溶原理,[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度较小,故析出晶体
(4)
【解析】
【小问1详解】
Cu的原子序数为29,属于ds区元素;
【小问2详解】
硫酸铜溶液中,铜离子以[Cu(H2O)4]2+形式存在,滴入氨水后生成氢氧化铜沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或 Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,由此可知[Cu(NH3)4]2+更稳定,即NH3与Cu2+形成的配位键更稳定;
【小问3详解】
当[Cu(NH3)4]2+为正四面体构型时,2个NH3被Cl-取代后的产物只有1种结构,而实际有2种结构,故其构型为平面四边形或平面正方形;1mol[Cu(NH3)4]SO4含有σ键的数目为:;配合物中内界与外界之间为离子键,中心原子和配体之间为配位键,N原子和H原子之间、S原子和O原子之间为极性共价键,故选:①③⑤;[Cu(NH3)4]SO4极性较大,乙醇极性较小,加入乙醇降低溶剂的极性,根据相似相溶原理,[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度较小,故析出晶体;
【小问4详解】
配合物A中铜离子提供空轨道,H2NCH2COO-中氮原子和O原子提供孤对电子,因此配位键可表示为:。
17. 因优越的光电特性,与ZnO成为稀磁半导体(DMS)热门的基质材料。
(1)纳米二氧化钛是一种催化剂,如:
①乙中非金属元素电负性由大到小的顺序为________,第一电离能由大到小的顺序为________。
②甲中碳原子的杂化方式为________,乙中手性碳原子个数为________。
③与甲的相对分子质量相似,但是甲的沸点比它高得多,其原因是________。
(2)氧化锌的一种晶胞结构如图所示。
①该晶体中距离最近且距离相等的有________个。
②已知离子和离子的最短距离为dnm,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为________。(用计算式表示)
【答案】(1) ①. ②. ③. sp3、sp2 ④. 2 ⑤. 甲分子间可形成氢键,沸点较高
(2) ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
①元素非金属性越强,电负性越大,乙中非金属元素电负性由大到小的顺序:;同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,N核外电子排布处于半充满状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,另外,H的第一电离能大于C,第一电离能由大到小的顺序:;
②甲中碳原子成键方式有单键和双键,其杂化方式为sp3、sp2杂化;碳原子连接4个不同的原子或原子团时,称为手性碳原子,一个化合物乙分子中含有2个手性碳原子,分别是与羟基和氨基相连的碳原子;
③与甲相对分子质量相似,但是甲的沸点比它高得多,其原因是甲分子间可形成氢键,沸点较高;
【小问2详解】
①根据晶胞结构,该晶体中距离最近且距离相等的位于面对角线的处,共有12个;
②位于体对角线处,和最短距离为dnm,设晶胞棱长为anm,,根据均摊法计算晶胞中,个数为,个数为4,晶胞密度:。
18. 碳、铁及其化合物有着极其广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态铁原子的核外电子中有________对成对电子。
(2)基态铁原子的五级电离能数据如图所示,其中到的电离能差值较大,其主要原因是________。
(3)甘氨酸亚铁是一种具有口服活性的铁强化剂和补充剂,其制备反应如下:
甘氨酸亚铁分子中的配体的化学式是________,分子中氮原子的杂化类型是________。
Ⅱ.碳元素能形成多种单质,其中石墨和富勒烯()是两类常见的物质。以其完美的球烯受到科学家重视。
(4)石墨晶体中存在的作用力类型有_______。
a.σ键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.范德华力
(5)石墨、互为同素异形体,但相同条件下,石墨的熔点比高得多,原因是_______。
(6)的晶胞结构如图所示,每个白球代表1个分子。已知一定条件下晶胞的棱长为a pm,阿伏伽德罗常数为,则该条件下的密度为_______(用含a、的代数式表示)
(7)常态下是为紫色固体,不导电,但给富勒烯掺杂金属K原子后(用金属原子把富勒烯分子连起来或者把金属原子放进富勒烯笼子里),可在一定条件下制成超导体。晶体结构中存在四面体空隙(如图中1、3、6、7围成的空隙)和八面体空隙(如图中3、6、7、8、9、12围成的空隙),所有空隙中均填充一个金属K原子可获得该条件下的超导材料,则该超导的化学式为_________。
【答案】(1)11 (2)Fe3+价电子排布为3d5,3d5为半充满稳定状态,再失去一个电子需要的能量较高
(3) ①. C2H4NO ②. sp3
(4)ace (5)C60是分子晶体,熔化时破坏的作用力为范德华力;石墨是混合型晶体,熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力,共价键的强度大于范德华力,所以石墨的熔点比C60高得多
(6)
(7)KC20
【解析】
【小问1详解】
铁元素的原子序数为26,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则核外电子中有11对成对电子,故答案为:11;
【小问2详解】
铁元素原子序数为26,基态铁离子Fe3+价电子排布为3d5,3d5为半充满稳定状态,再失去一个电子需要的能量较高,所以到的电离能差值较大,故答案为:Fe3+价电子排布为3d5,3d5为半充满稳定状态,再失去一个电子需要的能量较高;
【小问3详解】
由图可知,甘氨酸中羧基电离出氢离子后剩余部分作配体,所以则甘氨酸亚铁分子中亚铁离子的配体的化学式是C2H4NO,分子中氮原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:C2H4NO;sp3;
【小问4详解】
石墨晶体为混合型晶体,晶体层内的碳碳双键属于非极性键,含有1个σ键,层间的作用力为范德华力,故答案为:ace;
【小问5详解】
C60是分子晶体,熔化时破坏的作用力为范德华力;而石墨是混合型晶体,熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力,共价键的强度大于范德华力,所以石墨的熔点比C60高得多,故答案为:C60是分子晶体,熔化时破坏的作用力为范德华力;石墨是混合型晶体,熔化时破坏的作用力既有共价键又有范德华力,共价键的强度大于范德华力,所以石墨的熔点比C60高得多;
【小问6详解】
C60位于顶点和面心,晶胞中C60个数为=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为a3cm3,则该条件下C60的密度为cm3/mol,故答案为:;
【小问7详解】
由晶胞的结构可知,晶胞中C60个数为=4,晶体中正四面体空隙有8个,3、6、7、8、9、12围成一个正八面体,1、6、7、10围成正八面体的,则正八面体空隙有=4,则该超导材料中平均一个C60晶胞需掺杂12个钾原子,则晶胞的化学式为KC20,故答案为:KC20。
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