精品解析:宁夏银川市贺兰县第二高级中学2023-2024学年高二下学期4月月考化学试题
2024-08-17
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内容正文:
贺兰县第二高级中学2023-2024学年第二学期高二年级第二次月考
化学试卷
时间:75分钟 满分:100分
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(本题共14个小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 化学与生活、科研紧密相关,下列说法错误的是
A. 在日常装修中,溶解油漆一般用有机溶剂(如乙酸乙酯等)而不用水
B. 液晶可应用于手机、电脑和电视的显示器
C. 圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
D. 日常生活中的焰火和霓虹灯光,都与原子核外电子跃迁释放能量有关
2. 区分晶体和非晶体最科学的方法是
A. 质谱法 B. 红外光谱法 C. 核磁共振氢谱法 D. X—射线衍射法
3. 如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是
A. 电负性:
B. 离子半径:
C. 分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D. Z元素基态原子最外层电子排布图为
4. 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是
A. SO3和SiO2 B. CO2和H2O C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl
5. 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. 和互为同分异构体
B. 基态O原子价层电子排布图:
C. 基态的核外电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
6. 关于①BeCl2 ② ③SO2 ④BF3 ⑤Cl2O ⑥H2O,下列说法中正确的是
A. ④分子空间构型为三角锥形,该分子为极性分子
B. ②③⑤的VSEPR模型为平面三角形
C. ③与⑥中心原子杂化类型相同,两者都是极性分子
D. ①分子中中心原子无孤电子对
7. 下列有关物质熔点的比较中,不正确的是
A. B. C. D. 金刚石>晶体硅
8. 下列分子的空间构型可用杂化轨道来解释的是
① ②CH2=CH2③ ④ ⑤ ⑥
A. ①②③ B. ①⑤⑥ C. ②③④ D. ③⑤⑥
9. 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
③SiC、NaF、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
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥共价键的键长由长到短:H-I>H-Br>H-Cl
A. ①②⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑥ D. ③④⑤
10. 对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:
是共价晶体,是分子晶体,共价键比分子间作用力强
B
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF>HI
HF分子间存在氢键, HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于C1,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A. A B. B C. C D. D
11. 人体血液中的血红蛋白(结构如图)可携带,供给生命活动的需要。其中可与周围的6个原子形成配位键。下列说法错误的是
A. 一个基态含有3个未成对电子
B. 血红蛋白分子链间能够形成氢键
C. 血红蛋白中一个形成4个配位键
D. 中毒的本质是其与配位,血红蛋白无法携带
12. 碱金属氯化物是典型的离子化合物,NaCl和CsCl的晶胞结构如图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。
下列说法不正确的是
A. NaCl晶胞中a为Na+
B. CsCl晶体中Cs+周围紧邻8个Cl-
C. 碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子
D. 不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别
13. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
二氧化硅
石墨烯
A. 晶体堆积属于分子密堆积 B. 晶体中Si和键个数比为1∶4
C. 石墨烯中碳原子和键个数比为2∶1 D. 1mol金刚石晶体含有2个键
14. 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为,B点为。下列说法中错误的是
A. 钴的配位数为6 B. 化合物中价电子排布式为
C. C点原子坐标参数为 D. 该物质的化学式为
第II卷 非选择题
二、填空题
15. 回答下列问题。
(1)在①、②NaCl、③Na、④Si、⑤、⑥金刚石、⑦、⑧乙醇中,由极性键形成的非极性分子有___________(填序号,下同),含有金属离子的物质是___________,分子间可形成氢键的物质是___________,属于离子晶体的是___________,属于共价晶体的是___________。
(2)硒化锌是一种透明半导体,也可作为红外光学材料,熔点是1520℃。
①基态锌原子的价电子排布式是___________。
②根据元素周期律,电负性Se___________S,Se在周期表中的位置___________。
③的分子构型是___________,其中硒原子的杂化轨道类型是___________。
16. 现有6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,部分信息如下表:
X
阴离子电子层结构与氦原子相同
Y
最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应
Z
双原子单质分子中键与键的数目之比为1:2
W
基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2
M
短周期元素中电负性最小
Q
元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4
请用相应的化学用语回答下列问题:
(1)基态Q原子的核外电子排布中,电子占据的最高能级符号是___________,其电子云轮廓图为___________形。
(2)Z的电负性___________W的电负性(填“>”或“<”,下同),Z的第一电离能___________W的第一电离能,Z、W、M的简单离子半径由大到小的顺序是___________(用离子符号回答)。
(3)中子数为8的一种Y原子常用于判断古生物化石年代,其原子符号是___________。
(4)的VSEPR模型是___________,基态M原子中,核外电子的空间运动状态有___________种。
(5)中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大,原因是___________。
17. 2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家,其研究的是两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂()为正极的电池。请回答下列问题:
(1)Mn位于元素周期表的___________区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”),基态钴原子的未成对电子数为___________,1mol 中含σ键数目为___________。
(2)磷元素的最高价氧化物的水化物在工业上有诸多特殊的用途,其中的空间构型是___________,中心原子的杂化方式是___________。
(3)硫化锂(摩尔质量)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为,则距离最近的两个的距离是___________cm。(用含、M、的计算式表示)
18. 结合物质结构与性质相关知识,回答下列问题。
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为___________。
(2)分子的空间构型为___________。分子易作为配体与形成。向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,请写出难溶物溶解过程中发生反应的离子方程式___________;再加入乙醇,析出深蓝色晶体。下列对此现象说法正确的是___________。
A.深蓝色溶液中的的浓度与硫酸铜溶液中的浓度相同
B.深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C.离子中,提供空轨道,分子中的N原子提供孤对电子
D.加入乙醇后,能析出深蓝色晶体,是因为乙醇的极性较大
E.与形成的配位键比与形成的配位键更稳定
(3)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和均为极性分子相似相溶而苯为非极性分子:②___________。
(4)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,该晶体结构中所含N、Ti原子个数比为___________;N原子周围与其原子距离相等且最近的N原子个数是___________个。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,S原子的配位数是___________,已知晶胞边长为540.0pm,代表阿伏加德罗常数,则其密度为___________(列式计算)。(S:32;Zn:65)
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贺兰县第二高级中学2023-2024学年第二学期高二年级第二次月考
化学试卷
时间:75分钟 满分:100分
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(本题共14个小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 化学与生活、科研紧密相关,下列说法错误的是
A. 在日常装修中,溶解油漆一般用有机溶剂(如乙酸乙酯等)而不用水
B. 液晶可应用于手机、电脑和电视的显示器
C. 圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
D. 日常生活中的焰火和霓虹灯光,都与原子核外电子跃迁释放能量有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.有机溶剂的极性较小,水的极性较大,油漆的主要成分极性较小,根据相似相溶原理,有机溶剂能够溶解油漆,而水不能,故A正确;
B.液晶材料可应用于手机、电脑和电视的显示器,故B正确;
C.圆形容器中结出的冰是圆形,不是自发形成的,故C错误;
D.日常生活中的焰火和霓虹灯光,与原子核外电子跃迁释放能量有关,故D正确;
选C。
2. 区分晶体和非晶体最科学的方法是
A. 质谱法 B. 红外光谱法 C. 核磁共振氢谱法 D. X—射线衍射法
【答案】D
【解析】
【详解】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,X射线衍射可以看到微观结构,所以区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验,质谱法用于测量物质的相对分子质量,红外光谱法用于测量物质中的化学键或官能团,核磁共振氢谱法用于确定分子中等效氢的种类和氢原子个数比,故答案为:D。
3. 如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是
A. 电负性:
B. 离子半径:
C. 分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D. Z元素基态原子最外层电子排布图为
【答案】C
【解析】
【分析】图为元素周期表中短周期的一部分,短周期只有三个周期,则X位于第一周期,依图可知X在最右边,由此可推断出X为He,则Y为F、M为Cl、Z为S;
【详解】A.一般情况下,同族元素,电负性从下往上增强,即F>Cl;同周期元素,电负性从左往右增强,即S<Cl;所以,电负性为,A错误;
B.Y为F,为;M为Cl,为;Z为S,为,其中只有两个电子层,半径较小,而和有三个电子层,但核电荷数Cl>S,所以半径>>,即>>,B错误;
C.中S的化合价为+2,最外层电子数为6,两者之和为8,所以最外层满足8电子稳定结构;Cl的化合价为-1,最外层电子数为7,两者之和为8,所以最外层满足8电子稳定结构,C正确;
D.Z为S,基态原子的核外电子排布为,基态原子最外层电子排布图为,选项中的排布图不符合泡利原理,D错误;
故合理选项为C。
4. 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是
A. SO3和SiO2 B. CO2和H2O C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.SO3为分子晶体、S—O键是共价键,SiO2为共价(原子)晶体,A错误;
B.CO2、H2O都是分子晶体,C—O键、O—H键均为共价键,B正确;
C.NaCl为离子晶体,阴、阳离子靠离子键结合在一起,HCl为分子晶体,H—Cl键为共价键,C错误;
D.CCl4为分子晶体,C—Cl键为共价键,KCl为离子晶体、含离子键,D错误;
答案选 B。
5. 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. 和互为同分异构体
B. 基态O原子价层电子排布图:
C. 基态的核外电子排布式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.和为质子数相同,中子数不同,所以互为同位素,A错误;
B.基态O原子价层电子排布图:,B错误;
C.Cl为17号元素,基态的核外电子排布式:,C正确;
D.水分子中O为sp3杂化,含有2对孤电子对,VSEPR模型为,D错误;
故选C。
6. 关于①BeCl2 ② ③SO2 ④BF3 ⑤Cl2O ⑥H2O,下列说法中正确的是
A. ④分子空间构型为三角锥形,该分子为极性分子
B. ②③⑤的VSEPR模型为平面三角形
C. ③与⑥中心原子杂化类型相同,两者都是极性分子
D. ①分子中中心原子无孤电子对
【答案】D
【解析】
【详解】A.④BF3中B原子的价层电子对个数为3+=3且不含孤电子对,空间构型为平面正三角形,正负电荷重心重合,为非极性分子,A错误;
B.②中N原子的价层电子对个数为2+=3且含有1个孤电子对,③SO2中S原子价层电子对个数为2+=3且含有1个孤电子对,⑤Cl2O中O原子价层电子对个数为2+=4且含有2个孤电子对,这三种微粒前两种的VSEPR模型都是平面三角形,最后一种为四面体形,B错误;
C.③SO2中S原子价层电子对个数为2+=3且含有1个孤电子对,中心原子采用sp2杂化,⑥H2O中S原子价层电子对个数为2+=4且含有2个孤电子对,中心原子采用sp3杂化,即杂化类型不同,两者的正、负电荷重心不重合,为极性分子,C错误;
D.①BeCl2中Be的价层电子对个数为2+=2且不含孤电子对,D正确;
故答案为:D。
7. 下列有关物质熔点的比较中,不正确的是
A. B. C. D. 金刚石>晶体硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.二者为离子化合物,离子半径越小,熔点越高,氯离子半径小于溴离子,所以氯化钠的熔点高,选项A正确;
B.碱金属元素从上到下,院子半径逐渐增大,金属键逐渐减小,单质的熔点逐渐减小,所以钠的熔点高于钾,选项B正确;
C.二氧化碳形成分子晶体,二氧化硅形成原子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体,选项C不正确;
D.金刚石和晶体硅都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,碳原子半径小于硅原子半径,所以金刚石的熔点高,选项D正确;
答案选C。
8. 下列分子的空间构型可用杂化轨道来解释的是
① ②CH2=CH2③ ④ ⑤ ⑥
A. ①②③ B. ①⑤⑥ C. ②③④ D. ③⑤⑥
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①BF3为平面三角形结构且键夹角为,原子为杂化;
②C2H4分子中C原子采取杂化,且未杂化的轨道形成键;
③苯分子中C原子采取杂化;
④乙炔分子中的C原子采取杂化;
⑤NH3分子中N原子采取杂化;
⑥CH4分子中的碳原子采取杂化。
故选A。
9. 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
③SiC、NaF、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
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥共价键的键长由长到短:H-I>H-Br>H-Cl
A. ①②⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑥ D. ③④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①稀有气体形成的分子晶体,不存在共价键,①错误;②金属晶体中有阳离子,但没有阴离子,②错误;③SiC为原子晶体,NaF为离子晶体,H2S为分子晶体,总的来说,熔点依原子晶体、离子晶体、分子晶体依次降低,③正确;④离子晶体中一定有离子键可能有共价键,分子晶体中肯定没有离子键,④错误;⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合,⑤正确;⑥已知原子半径I>Br>Cl,故共价键的键长由长到短:H-I>H-Br>H-Cl,⑥正确;综上分析可知,③⑤⑥正确,故答案为:C。
10. 对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:
是共价晶体,是分子晶体,共价键比分子间作用力强
B
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF>HI
HF分子间存在氢键, HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于C1,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体,共价键比分子间作用力强,所以SiO2的熔点高于CO2的熔点,A正确;
B.中的氮原子和H2O分子中的氧原子均采取sp3杂化,中氮原子和H2O分子中氧原子的孤对电子对数分别为0和2,孤对电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,所以的键角大于H2O分子的,B正确;
C.氢化物的稳定性与键能大小有关,与氢键无关,HF的稳定性强于HI是因为H—F的键能比H—I的大,C错误;
D.氟元素的电负性大于氯元素,F—C的极性大于Cl—C,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致CF3COOH中的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,所以CF3COOH酸性强于CCl3COOH,D正确;
故选C。
11. 人体血液中的血红蛋白(结构如图)可携带,供给生命活动的需要。其中可与周围的6个原子形成配位键。下列说法错误的是
A. 一个基态含有3个未成对电子
B. 血红蛋白分子链间能够形成氢键
C. 血红蛋白中一个形成4个配位键
D. 中毒的本质是其与配位,血红蛋白无法携带
【答案】A
【解析】
【详解】A.一个基态含有4个未成对电子,A项错误;
B.血红蛋白分子链之间通过氢键相连,B项正确;
C.由结构图可知,血红蛋白中一个形成4个配位键,项正确;
D.与血红素中配位能力强于进入人体内可与配位,从而使人缺氧窒息,项正确。
故选A。
12. 碱金属氯化物是典型的离子化合物,NaCl和CsCl的晶胞结构如图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。
下列说法不正确的是
A. NaCl晶胞中a为Na+
B. CsCl晶体中Cs+周围紧邻8个Cl-
C. 碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子
D. 不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠离子的离子半径小于氯离子,所以氯化钠晶胞中a为离子半径较小的钠离子,故A正确;
B.由晶胞结构可知,氯化铯晶体中铯离子周围紧邻8个氯离子,故B正确;
C.碱金属离子与冠醚通过配位键形成超分子,故C错误;
D.冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合,不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子,故D正确;
故选C。
13. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
二氧化硅
石墨烯
A. 晶体堆积属于分子密堆积 B. 晶体中Si和键个数比为1∶4
C. 石墨烯中碳原子和键个数比为2∶1 D. 1mol金刚石晶体含有2个键
【答案】C
【解析】
【详解】A.C60分子之间只有范德华力,所以晶体是分子密堆积,A正确;
B.在SiO2晶体中,每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键,故Si原子与Si-O共价键个数比为1:4,B正确;
C.在石墨烯中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键,每个C原子为相邻的3个六元环所共有,则在六元环中含有的C原子数为6×=2,每个C-C被3个六元环共有,则在六元环中含有的C-C数为6×=3,因此石墨烯中碳原子和C-C个数比为2:3,C错误;
D.已知金刚石晶体中每个C原子与周围的4个C原子形成共价键,每个C-C共价键被2个C原子共有,故1mol金刚石晶体含有4××NAmol-1=2NA个C-C键,D正确;
故答案为:C。
14. 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为,B点为。下列说法中错误的是
A. 钴的配位数为6 B. 化合物中价电子排布式为
C. C点原子坐标参数为 D. 该物质的化学式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由晶胞结构图可知,钴周围有6个O2-,配位数为6,故A正确;
B.配合物中Co2+价电子数为7,价电子排布式为3d7,故B正确;
C.C点的原子处于体心,坐标参数为,故C正确;
D.此晶胞中O原子为,Ti原子为,Co原子为1,该物质的化学式为TiCoO3,故D错误;
故答案为:D。
第II卷 非选择题
二、填空题
15. 回答下列问题。
(1)在①、②NaCl、③Na、④Si、⑤、⑥金刚石、⑦、⑧乙醇中,由极性键形成的非极性分子有___________(填序号,下同),含有金属离子的物质是___________,分子间可形成氢键的物质是___________,属于离子晶体的是___________,属于共价晶体的是___________。
(2)硒化锌是一种透明半导体,也可作为红外光学材料,熔点是1520℃。
①基态锌原子的价电子排布式是___________。
②根据元素周期律,电负性Se___________S,Se在周期表中的位置___________。
③的分子构型是___________,其中硒原子的杂化轨道类型是___________。
【答案】(1) ①. ①⑤ ②. ②③ ③. ⑧ ④. ②⑦ ⑤. ④⑥
(2) ①. 3d104s2 ②. < ③. 第四周期ⅥA族 ④. V形 ⑤. sp3
【解析】
【小问1详解】
的结构式为O=C=O,为直线形分子,是由极性键形成的非极性分子;的结构式为S=C=S,为直线形分子,是由极性键形成的非极性分子;由极性键形成的非极性分子有、,选①⑤;NaCl是离子化合物由Na+、Cl-构成;③Na是金属单质,由Na+和自由电子构成,含有金属离子的物质是NaCl、Na,选②③;乙醇分子中含有O-H键,乙醇分子间可形成氢键,选⑧;NaCl由Na+、Cl-构成,属于离子化合物; 由 构成,属于离子化合物,属于离子晶体的是②⑦;Si、金刚石都是相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体,属于原子(共价)晶体,属于共价晶体的是④⑥。
【小问2详解】
①锌是30号元素,基态锌原子的价电子排布式是3d104s2。
②根据元素周期律,同主族元素从上到下电负性减小,电负性Se<S,Se是34号元素,在周期表中的位置是第四周期ⅥA族。
③中Se原子价电子对数为4,有2个孤电子对,分子构型是V形,其中硒原子的杂化轨道类型是sp3。
16. 现有6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,部分信息如下表:
X
阴离子电子层结构与氦原子相同
Y
最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应
Z
双原子单质分子中键与键的数目之比为1:2
W
基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2
M
短周期元素中电负性最小
Q
元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4
请用相应的化学用语回答下列问题:
(1)基态Q原子的核外电子排布中,电子占据的最高能级符号是___________,其电子云轮廓图为___________形。
(2)Z的电负性___________W的电负性(填“>”或“<”,下同),Z的第一电离能___________W的第一电离能,Z、W、M的简单离子半径由大到小的顺序是___________(用离子符号回答)。
(3)中子数为8的一种Y原子常用于判断古生物化石年代,其原子符号是___________。
(4)的VSEPR模型是___________,基态M原子中,核外电子的空间运动状态有___________种。
(5)中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大,原因是___________。
【答案】(1) ①. 3p ②. 哑铃
(2) ①. < ②. > ③. N3->O2->Na+
(3)
(4) ①. 四面体形 ②. 6
(5)NH3分子存在1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
【解析】
【分析】6种短周期元素X、Y、Z、W、M、Q,其原子序数依次增大,X的阴离子电子层结构与氦原子相同,则X为H元素;Y的最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应,则Y为C元素;Z的双原子单质分子中键与键的数目之比为1:2,则Z为N元素;W的基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2,则n=2,W为O元素;M在短周期元素中电负性最小,则其金属性最强,为Na元素;Q元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4,则其原子的最外层电子数为6,其为S元素。从而得出,X、Y、Z、W、M、Q分别为H、C、N、O、Na、S。
【小问1详解】
基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占据的最高能级符号是3p,其电子云轮廓图为哑铃形。
【小问2详解】
Z为N元素,W为O元素,非金属性N<O,则N电负性<O的电负性,但由于N的2p轨道半充满,原子的能量低,则N的第一电离能>O的第一电离能,Z、W、M的简单离子分别为N3-、O2-、Na+,它们的电子层结构相同,核电荷数依次减小,则半径依次减小,所以离子半径由大到小的顺序是N3->O2->Na+。
【小问3详解】
中子数为8的一种C原子,其质量数为6+8=14,其原子符号是。
【小问4详解】
的中心S原子的价层电子对数为,发生sp3杂化,有1对孤对电子,则VSEPR模型是四面体形,基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,核外电子的空间运动状态有1+1+3+1=6种。
【小问5详解】
与NH3相比,N原子的价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,中N原子的最外层没有孤电子对,而NH3中N原子的最外层有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对间的排斥作用,所以中的H—N—H键角比NH3中的H—N—H键角大,原因是:NH3分子存在1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力。
【点睛】在分子中两原子间形成的化学键,只有1个是σ键。
17. 2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家,其研究的是两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂()为正极的电池。请回答下列问题:
(1)Mn位于元素周期表的___________区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”),基态钴原子的未成对电子数为___________,1mol 中含σ键数目为___________。
(2)磷元素的最高价氧化物的水化物在工业上有诸多特殊的用途,其中的空间构型是___________,中心原子的杂化方式是___________。
(3)硫化锂(摩尔质量)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为,则距离最近的两个的距离是___________cm。(用含、M、的计算式表示)
【答案】(1) ①. d ②. 3 ③. 21
(2) ①. 正四面体形 ②. sp3
(3)
【解析】
【小问1详解】
Mn是25号元素,处于周期表中第四周期的VIIB族,位于周期表中d区;Co元素是27号元素,核外电子排布式为:[Ar]3d74s2,3d上有3个未成对电子;[Co(NH3)5Cl]2+中6个配位键、15个N-H键,共有21个σ键,1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2中含σ键数目为 21NA;
【小问2详解】
中P原子价层电子对数==4,没有孤电子对,故离子空间构型为正四面体形;中心原子P的杂化方式是sp3;
【小问3详解】
晶胞中白色球数目为8,黑色球数目为=8×+6×=4,结合化学式可知白色球代表Li+、黑色球代表S2-,处于面对角线上2个S2-的距离最近,最近距离等于晶胞边长的倍;晶胞中含有4个Li2S,晶胞质量=,设晶胞边长为 y cm,则=y 3×ρg•cm-3,解得y=,故离最近的两个S2-的距离是。
18. 结合物质结构与性质相关知识,回答下列问题。
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为___________。
(2)分子的空间构型为___________。分子易作为配体与形成。向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,请写出难溶物溶解过程中发生反应的离子方程式___________;再加入乙醇,析出深蓝色晶体。下列对此现象说法正确的是___________。
A.深蓝色溶液中的的浓度与硫酸铜溶液中的浓度相同
B.深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C.离子中,提供空轨道,分子中的N原子提供孤对电子
D.加入乙醇后,能析出深蓝色晶体,是因为乙醇的极性较大
E.与形成的配位键比与形成的配位键更稳定
(3)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和均为极性分子相似相溶而苯为非极性分子:②___________。
(4)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示,该晶体结构中所含N、Ti原子个数比为___________;N原子周围与其原子距离相等且最近的N原子个数是___________个。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,S原子的配位数是___________,已知晶胞边长为540.0pm,代表阿伏加德罗常数,则其密度为___________(列式计算)。(S:32;Zn:65)
【答案】(1)[Ar]3d104s1
(2) ①. 三角锥形 ②. ③. CE
(3)吡啶和水分子能形成氢键
(4) ①. 1:1 ②. 12
(5) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
铜元素为29号元素,基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1;
【小问2详解】
NH3分子中N原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构;氨水和硫酸铜溶液反应先生成难溶于水的氢氧化铜,氢氧化铜继续与氨水反应生成氢氧化四氨合铜,沉淀溶解,离子方程式为;
A.得到深蓝色溶液,原来的铜离子变为四氨合铜离子,因此深蓝色溶液中铜离子浓度与硫酸铜溶液中铜离子浓度不相同,A错误;
B.深蓝色晶体为,阴离子硫酸根离子构型为正四面体形,而阳离子四氨合铜离子是平面正方形,B错误;
C.分子中的N原子有1对孤电子对,有空轨道,离子中,提供空轨道,分子中的N原子提供孤对电子形成配位键,C正确;
D.加入乙醇后,降低了溶剂的极性,因此[Cu(NH3)4]SO4的溶解度减小,使[Cu(NH3)4]SO4析出晶体,D错误;
E.N的电负性比O小,NH3中氮原子提供孤对电子能力比H2O中氧原子提供孤对电子能力强,且实验过程中[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+,因此NH3与Cu2+形成的配位键比H2O与Cu2+形成的配位键更稳定,E正确;
答案选CE。
【小问3详解】
吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和水分子均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子;②吡啶和水分子能形成氢键;
【小问4详解】
据“均摊法”,晶胞中含个N、个Ti,该晶体结构中所含N、Ti原子个数比为1:1;以底面面心的氮原子为例,同层、上下层各4个N,则N原子周围与其原子距离相等且最近的N原子个数是12个;
【小问5详解】
立方ZnS晶体结构如图所示,Zn原子配位数为4,结合化学式可知,S原子的配位数是4;据“均摊法”,晶胞中个个S、4个Zn,则晶体密度为。
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