精品解析:福建省宁德市福鼎第四中学2023-2024学年高二下学期第一次月考化学试题
2024-08-17
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内容正文:
福鼎四中2023-2024学年第二学期第一次月考
高二化学试题
一、单项选择题(15个小题,每小题3分,共45分)
1. 下列说法中正确的是
A. 每个能层(K、L、M……)上所有轨道数对应为1、3、5……
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D. 在氢原子基态电子的概率分布图中,小黑点表示的是电子
2. 下列说法正确的是
A. 氮原子的轨道表示式是:
B. NH4Cl电子式为
C. F-离子结构示意图:
D. 基态Fe2+的价层电子排布式为3d6
3. 下列各组物质中,都是由极性键构成的非极性分子的是
A. CH4和Br2 B. PH3和H2O C. H2S和CCl4 D. CO2和BF3
4. 下列选项中的两种元素易形成离子键的是
A. 和 B. 和1s22s22p4
C. 和 D. 和
5. 下列有关说法正确的是
A. 键角:CO2>CCl4>BF3
B. 微粒半径:r(Cl-)>r(Na+)>r(O2-)
C. 第一电离能:Mg>Al>Na
D. 键的极性:N—H键>C—H键>O—H键
6. 下列说法中不正确的是( )
A. 分子有一个键,两个键
B. 两个原子间形成的键比键重叠程度大,键形成的共价键强
C. 两个原子间形成共价键时,最多有一个键
D. 气体单质中,一定有键,可能有键
7. 在下列各组元素中,有一组原子的第一电离能分别是1086 kJ·mol-1、1402 kJ·mol-1、1313 kJ·mol-1,那么这组元素可能是
A. C、N、O B. F、Ne、Na C. Be、B、C D. S、Cl、Ar
8. 根据表中数据,推测磷元素的原子半径可能是( )
元素
原子半径/
0.70
1.06
0.66
1.17
A.
B.
C.
D.
9. 碲在生产中用途广泛,常用作石油裂化的催化剂,电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料等。元素周期表中碲元素的数据如图所示。下列说法正确的是
52 Te
碲
5s25p4
127.6
A. 碲元素在元素周期表中位于第五周期ⅣA族
B. 碲元素位于元素周期表d区
C. 碲原子5p能级有2个未成对电子
D. 碲原子核外电子的空间运动状态有52种
10. 一种新型锅炉水除氧剂的结构式如图所示,图中W,X,Z,Y是原子序数依次增大的短周期元素,W和Y化合成的某种化合物是一种绿色氧化剂。下列说法中正确的是
A. 基态X原子核外有三种能量不同的电子
B. W和X形成的氢化物的键角一定小于ZW3分子的键角
C. Z元素的氧化物对应的水化物一定为强酸
D. X和Y形成的某种分子中可能只有π键而没有σ键
11. 已知各共价键的键能如下表所示,下列说法正确的是
共价键
H-H
F-F
H-F
H-Cl
H-I
键能E (kJ/mol)
436
157
568
432
298
A. HF熔沸点高,是因为H−F键能较大
B. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol
C. 表中看出F2能量最低
D. H2(g) +F2(g)=2HF(g) △H=+525 kJ/mol
12. W、Q、X、Y和Z为短周期元素,W的质子总数与电子层数相等,其余元素在周期表中的位置如图所示,这4种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是
A. Y的原子半径比X的大
B. Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强
C. X、Y元素形成的简单氢化物中,X形成的更稳定
D. Q的单质可用于制造芯片,Q与Z可形成化合物QZ4
13. 砷(As4)与白磷(P4)的结构类似(如图所示),以下叙述正确的是
A. 二者都是共价化合物
B. 两者都易溶于水
C. 黄砷中共价键键能小于白磷
D. 分子中As原子采取sp2杂化
14. 对下列现象或事实的解释不正确的是
现象或事实
解释
A
SO2和NH3均易溶于水
原因之一是它们都是极性分子
B
四氯化碳液流遇到毛皮摩擦过的橡胶棒不偏向
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,四氯化碳是非极性分子,不受其影响
C
气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
的价层电子排布为,3d轨道为半充满比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子可达到3d轨道半充满的比较稳定状态
D
宁德首届烟花中,五颜六色的烟花
电子由基态跃迁到激发态的过程中,以光能的形式释放能量
A. A B. B C. C D. D
15. 关于[Co(NH3)4Cl2]Cl的说法中正确的是
A. 1 mol [Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NA
B. 中心原子的化合价为+3价
C. 钴离子提供孤电子对,NH3提供接受孤对电子的空轨道
D. 含1 mol[Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液,产生3 mol白色沉淀
二、非选择题
16. 下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素
(1)f的离子结构示意图为_______。g的基态原子有_______种能量不同的电子,其能量最高的电子所占据的原子轨道的形状是_______形。
(2)j元素的简化电子排布式为_______。在周期表中的位置(周期和族)_______。
(3)表中所示元素电负性最大的是_______(填元素符号);b、d、e的单核离子半径最小的是_______(填离子符号);d和i的最高价氧化物的水化物碱性较强的是_______(填化学式)。
(4)a、b、c的第一电离能从大到小排序为_______(填元素符号)。
(5)g的两种氧化物的分子空间构型分别为_______、_______。
17. 铜、钛、钴及其化合物在生产中有重要作用,回答下列问题
(1)钛元素基态原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为_______,Ti3+未成对电子数为_______个。
(2)是一种储氢材料,可由和反应制得。等电子体的相似性质被广泛运用,请写出与成等电子体的分子和阳离子(各一个)_______、_______。
(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_______。
(4)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是钴重要化合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中的Co3+配位数为_______,其中提供孤电子对的原子是_______。阳离子的立体构型是_______(填序号)。
A.八面体 B.正四面体 C.三角锥形 D.三角双锥
18. 芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒,铬,锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,元素基态原子核外未成对电子数最多的是_______(填元素名称)。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型分别为_______和_______。
(3)和的参数对比见下表。
化学式
键长/nm
键角
沸点/℃
1.34
92.3°
-60.75
1.47
91.0°
-41.50
①的分子空间结构为_______。
②的键角大于的原因可能为_______。
(4)均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
电离能/
717
759
1509
1561
3248
2957
锰元素位于第四周期第VIIB族。比较两元素的可知,气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难,原因是_______。
19. 有前四周期A、B、C、D、E五种元素,其相关信息如表:
元素
相关信息
A
A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B是电负性最大的元素
C
C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子
D
D是主族元素且与E同周期,其最外能层上有2个运动状态不同的电子
E
E的+1价离子的3d轨道全充满
请回答下列问题:
(1)CA3分子的电子式_______;在元素E的硫酸盐溶液中逐渐通入CA3,可以观察到的实验现象是_______;CA3是_______分子(填“极性”或者“非极性”),CA3极易溶于水的原因:①与水形成氢键、②_______。
(2)C与A还可形成CA5,CA5是由CA与A-组成的离子化合物,可与水反应产生无色气体,且所得溶液显碱性,则与水反应的化学方程式_______。
(3)A、C、E三种元素可形成[E(CA3)4]2+,其中存在的化学键类型有_______ (填序号);
①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键
1mol该离子中含有_______个σ键。
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福鼎四中2023-2024学年第二学期第一次月考
高二化学试题
一、单项选择题(15个小题,每小题3分,共45分)
1. 下列说法中正确的是
A. 每个能层(K、L、M……)上所有轨道数对应为1、3、5……
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D. 在氢原子基态电子的概率分布图中,小黑点表示的是电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.K层含有一个1s能级,1s能级含有1个轨道;L能层含有2s、2p两个能级,2s能级含有1个轨道,2p能级含有3个轨道;则每个能层(K、L、M……)上所有的轨道数对应为1、4、9……,故A项错误;
B.He最外层电子数为2,分布在p区,故B项错误;
C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素,成为过渡金属元素,故C项正确;
D.在氢原子基态电子的概率分布图中,小黑点的疏密程度代表电子在原子核外某处出现的概率,故D项错误;
故本题选C。
2. 下列说法正确的是
A. 氮原子的轨道表示式是:
B. NH4Cl电子式为
C. F-离子结构示意图:
D. 基态Fe2+的价层电子排布式为3d6
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮原子的电子排布式为1s22s22p3,p轨道数为3,则氮原子的电子轨道表示式为,故A错误;
B.氯化铵为离子化合物,铵根离子与氯离子之间通过离子键结合,电子式为,故B错误;
C.氟离子是由氟原子得一个电子形成的,故氟离子的核外有10个电子,核内有9个质子,故结构示意图为,故C错误;
D.Fe是26号元素,外围电子排布式为3d64s2,失去4s能级2个电子形成Fe2+,基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,故D正确,
故选:D。
3. 下列各组物质中,都是由极性键构成的非极性分子的是
A. CH4和Br2 B. PH3和H2O C. H2S和CCl4 D. CO2和BF3
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷是由极性键构成的非极性分子,溴单质是由非极性键构成的非极性分子,A项错误;
B.是由极性键构成的极性分子,是由极性键构成的极性分子,B项错误;
C.硫化氢是由极性键构成的极性分子,四氯化碳是由极性键构成的非极性分子,C项错误;
D.二氧化碳是由极性键构成的非极性分子,三氟化硼是由极性键构成的非极性分子,D项正确;
答案选D。
4. 下列选项中的两种元素易形成离子键的是
A. 和 B. 和1s22s22p4
C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】
【详解】A.两种元素分别为Al、Cl,AlCl3属于共价化合物,二者易形成共价键,故A项不符合题意;
B.两种元素分别为Mg、O,MgO属于离子化合物,二者容易形成离子键,故B项符合题意;
C.两种元素分别为C、S,CS2属于共价化合物,不含离子键,不易形成离子键,故C项不符合题意;
D.两种元素分别为Si、O,SiO2属于共价化合物,不含离子键,不易形成离子键,故D项不符合题意;
故本题选B。
5. 下列有关说法正确的是
A. 键角:CO2>CCl4>BF3
B. 微粒半径:r(Cl-)>r(Na+)>r(O2-)
C. 第一电离能:Mg>Al>Na
D. 键的极性:N—H键>C—H键>O—H键
【答案】C
【解析】
【详解】A.CO2分子中C原子杂化方式为sp,CO2为直线分子;CCl4中C原子杂化方式为sp3,CCl4空间构型为正四面体;BF3中B原子杂化方式为sp2,BF3空间构型为平面三角形;则键角:CO2>BF3>CCl4,故A项错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,核电荷数越大半径越小,则微粒半径:r(Cl-)>r(O2-)>r(Na+),故B项错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,Mg原子3s能级全充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Mg>Al>Na,故C项正确;
D.电负性C<N<O,所以键的极性:C—H键<N—H键<O—H键,故D项错误;
故本题选C。
6. 下列说法中不正确的是( )
A. 分子有一个键,两个键
B. 两个原子间形成的键比键重叠程度大,键形成的共价键强
C. 两个原子间形成共价键时,最多有一个键
D. 气体单质中,一定有键,可能有键
【答案】D
【解析】
【详解】A. N2分子中两个氮原子之间形成氮氮三键,有一个σ键,2个π键,故A正确,但不符合题意;
B.σ键是轴对称而π键是镜面对称,σ键是头碰头重叠,π键是肩并肩重叠,σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强,故B正确,但不符合题意;
C. 根据杂化轨道理论,两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键,其余为π键,故C正确,但不符合题意;
D. 气体单质中,不一定形成σ键,如稀有气体分子为单原子分子,没有σ键,故D错误,符合题意。
故选:D。
7. 在下列各组元素中,有一组原子的第一电离能分别是1086 kJ·mol-1、1402 kJ·mol-1、1313 kJ·mol-1,那么这组元素可能是
A. C、N、O B. F、Ne、Na C. Be、B、C D. S、Cl、Ar
【答案】A
【解析】
【分析】三种元素第一电离能有增大趋势,但第二种元素第一电离能大于另外两种元素;同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族,第ⅤA族大于同周期相邻元素。
【详解】A.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,由于2p轨道处于半充满的稳定状态,失去电子较难,因此其第一电离能大于C和O,故A符合;
B.第一电离能Na<F<Ne,故B不符合;
C.第一电离能B<Be<C,故C不符合;
D.第一电离能S<Cl<Ar,故D不符合;
故选:A。
8. 根据表中数据,推测磷元素的原子半径可能是( )
元素
原子半径/
0.70
1.06
0.66
1.17
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】N、P是同一主族元素,P元素的原子序数大于N元素的原子序数,所以原子半径:r(P)>0.70×10−10m;Si、P、S是同一周期的元素,且P的原子序数大于Si的原子序数小于S的原子序数,所以原子半径:1.06×10−10m<r(P)<1.17×10−10m,故磷元素的原子半径可能为1.10×10−10m,故B正确;
故选B。
【点睛】同周期主族元素,随着核电荷数递增原子半径逐渐减小,同主族元素随核电荷增大,原子半径增大。
9. 碲在生产中用途广泛,常用作石油裂化的催化剂,电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料等。元素周期表中碲元素的数据如图所示。下列说法正确的是
52 Te
碲
5s25p4
127.6
A. 碲元素在元素周期表中位于第五周期ⅣA族
B. 碲元素位于元素周期表d区
C. 碲原子5p能级有2个未成对电子
D. 碲原子核外电子的空间运动状态有52种
【答案】C
【解析】
【详解】A.碲元素价电子排布为5s25p4,在元素周期表中位于第五周期ⅥA族,A错误;
B.碲元素价电子排布为5s25p4,位于元素周期表p区,B错误;
C.碲元素价电子排布为5s25p4,5p能级有4个电子,故有两个未成对电子,C正确;
D.把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;碲元素为52号元素,基态碲原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p4,,原子核外电子的空间运动状态有27种,D错误;
故选C。
10. 一种新型锅炉水除氧剂的结构式如图所示,图中W,X,Z,Y是原子序数依次增大的短周期元素,W和Y化合成的某种化合物是一种绿色氧化剂。下列说法中正确的是
A. 基态X原子核外有三种能量不同的电子
B. W和X形成的氢化物的键角一定小于ZW3分子的键角
C. Z元素的氧化物对应的水化物一定为强酸
D. X和Y形成的某种分子中可能只有π键而没有σ键
【答案】A
【解析】
【分析】由结构可知W可以形成1个共价键,为氢;Z可以形成3个键,为第五主族;X可以形成4个键,为第四主族;Y可以形成2个键,为第六主族;W,X,Z,Y是原子序数依次增大的短周期元素,W和Z化合成某种化合物是一种绿色氧化剂,所以分别为H,C,N,O元素,以此解题。
【详解】A.基态C原子核外有1s,2s,2p三种能量不同的电子,A选项正确;
B.W和X形成的氢化物有多种,比如乙烯的键角大于NH3分子的键角,B选项错误;
C.N元素形成的为弱酸,C选项错误;
D.任何分子中如果有π键则一定有σ键,D选项错误;
故选A。
11. 已知各共价键的键能如下表所示,下列说法正确的是
共价键
H-H
F-F
H-F
H-Cl
H-I
键能E (kJ/mol)
436
157
568
432
298
A. HF熔沸点高,是因为H−F键能较大
B. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol
C. 表中看出F2能量最低
D. H2(g) +F2(g)=2HF(g) △H=+525 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.HF熔沸点高,是因为HF分子间含氢键,与键能大小无关,故A错误;
B.同主族从上往下半径逐渐增大,即Br的半径介于Cl和I之间,因此,H-Br的键能介于H-Cl和H-I之间,即432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol,故B正确;
C.键能越大,共价键越稳定,根据数据,HF能量最低,故C错误;
D.根据△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=(436+157-2×568)kJ/mol=-543 kJ/mol,H2(g) +F2(g)=2HF(g) △H=-543 kJ/mol,故D错误;
故选:B。
12. W、Q、X、Y和Z为短周期元素,W的质子总数与电子层数相等,其余元素在周期表中的位置如图所示,这4种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是
A. Y的原子半径比X的大
B. Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强
C. X、Y元素形成的简单氢化物中,X形成的更稳定
D. Q的单质可用于制造芯片,Q与Z可形成化合物QZ4
【答案】D
【解析】
【分析】W、Q、X、Y和Z为短周期元素,W的质子总数与电子层数相等,可知W为H元素,由其余元素在周期表中的位置,可知X、Y位于第二周期,Q、Z位于第三周期,这4种元素的原子最外层电子数之和为22,设X的最外层电子数为x,则x+x+1+x-1+x+2=22,解得x=5,可知X为N、Y为O、Q为Si、Z为Cl,以此来解答。
【详解】A.同周期从左向右主族元素的原子半径减小,则Y的原子半径比X的小,故A项错误;
B.非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,则Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的弱,故B项错误;
C.非金属性O大于N,则X、Y元素形成的简单氢化物中,Y形成的更稳定,故C项错误;
D.Q位于金属与非金属的交界处,且最高价为+4价,则Q的单质可用于制造芯片,Q与Z可形成化合物QZ4,故D项正确;
故本题选:D。
13. 砷(As4)与白磷(P4)的结构类似(如图所示),以下叙述正确的是
A. 二者都是共价化合物
B. 两者都易溶于水
C. 黄砷中共价键键能小于白磷
D. 分子中As原子采取sp2杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.黄砷(As4)与白磷( P4 )都是单质,不是化合物,故A项错误;
B.黄砷与白磷均为非极性分子,水分子为极性分子,根据相似相溶原理,两者都不易溶于水,故B项错误;
C.原子半径As>P,键长越大,键能越小,黄砷中共价键键能小于白磷,故C项正确;
D.分子中As原子有1对孤电子对和3个成键电子对,则As原子的杂化方式为sp3,故D项错误;
故本题选C。
14. 对下列现象或事实的解释不正确的是
现象或事实
解释
A
SO2和NH3均易溶于水
原因之一是它们都是极性分子
B
四氯化碳液流遇到毛皮摩擦过的橡胶棒不偏向
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,四氯化碳是非极性分子,不受其影响
C
气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
的价层电子排布为,3d轨道为半充满比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子可达到3d轨道半充满的比较稳定状态
D
宁德首届烟花中,五颜六色的烟花
电子由基态跃迁到激发态的过程中,以光能的形式释放能量
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于SO2和NH3都是极性分子,根据 “相似相溶”原理,二者均易溶于水,故A项正确;
B.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,四氯化碳是非极性分子,不受其影响,故四氯化碳液流遇到毛皮摩擦过的橡胶棒不偏向,故B项正确;
C.全满、半满电子填充相对较为稳定。Mn2+的价层电子排布为3d5,3d轨道为半充满比较稳定;Fe2+的价层电子排布为3d6,再失去一个电子可达到3d轨道半充满的比较稳定状态,故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难,故C项正确;
D.电子由基态跃迁到激发态的过程中,会吸收能量;电子由激发态跃迁到基态的过程中,会以光能的形式释放能量,出现特定颜色的光,故D项错误;
故本题选D。
15. 关于[Co(NH3)4Cl2]Cl的说法中正确的是
A. 1 mol [Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NA
B. 中心原子的化合价为+3价
C. 钴离子提供孤电子对,NH3提供接受孤对电子的空轨道
D. 含1 mol[Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液,产生3 mol白色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.有六个配位键,4个有12个,共有18个,1含有σ键的数目为18,A项错误;
B.根据化合物化合价代数和为零,中心原子价态为+3,B项正确;
C.钴离子提供接受孤对电子的空轨道,提供孤电子对,C项错误;
D.1的水溶液中加入足量溶液,产生1白色沉淀,D项错误;
故选B。
二、非选择题
16. 下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素
(1)f的离子结构示意图为_______。g的基态原子有_______种能量不同的电子,其能量最高的电子所占据的原子轨道的形状是_______形。
(2)j元素的简化电子排布式为_______。在周期表中的位置(周期和族)_______。
(3)表中所示元素电负性最大的是_______(填元素符号);b、d、e的单核离子半径最小的是_______(填离子符号);d和i的最高价氧化物的水化物碱性较强的是_______(填化学式)。
(4)a、b、c的第一电离能从大到小排序为_______(填元素符号)。
(5)g的两种氧化物的分子空间构型分别为_______、_______。
【答案】(1) ①. ②. 5 ③. 哑铃或纺锤
(2) ①. [Ar]3d54s1 ②. 第四周期VIB族
(3) ①. F ②. Mg2+ ③. KOH
(4)F>N>O (5) ①. V形(SO2) ②. 平面正三角形(SO3)
【解析】
【分析】元素在周期表中位置,可知a为N、b为O、c为F、d为Na、e为Mg、f为Al、g为S、h为Ar、i为K、j为Cr。
【小问1详解】
f的离子为Al3+,原子核外有10电子,离子结构示意图为;g元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,有5个能级,即有5种能量不同的电子;其中能量最高的电子占据3p能级,原子轨道的形状是哑铃形或纺锤形,故答案为::;5;哑铃或纺锤;
【小问2详解】
j处于周期表中第四周期第VIB族,为Cr元素,简化电子排布式为:[Ar]3d54s1;j处于周期表中第四周期第VIB族,为Cr元素,属于d区元素,故答案为:[Ar]3d54s1;第四周期VIB族;
【小问3详解】
同周期自左至右,元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则电负性最大的是F;b、d、e的单核离子分别为O2-、Na+、Mg2+,三者电子层结构相同且核电荷数越大离子半径反而越小,故离子半径最小的是Mg2+;d为钠元素,i为钾元素,金属性:K>Na,故碱性:KOH>NaOH,故答案为:F;O2->Na+>Mg2+;KOH;
【小问4详解】
同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级轨道为半充满稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能为:F>N>O,故答案为:F>N>O;
【小问5详解】
g的两种氧化物分别为SO2、SO3,SO2中心原子原子孤电子对数:,价层电子对数2+1=3,其空间构型为V形;SO3中心原子孤电子对数,价层电子对数3+0=3,其空间构型为平面正三角形,故答案为:V形(SO2);平面正三角形(SO3)。
17. 铜、钛、钴及其化合物在生产中有重要作用,回答下列问题
(1)钛元素基态原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为_______,Ti3+未成对电子数为_______个。
(2)是一种储氢材料,可由和反应制得。等电子体的相似性质被广泛运用,请写出与成等电子体的分子和阳离子(各一个)_______、_______。
(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_______。
(4)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是钴重要化合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中的Co3+配位数为_______,其中提供孤电子对的原子是_______。阳离子的立体构型是_______(填序号)。
A.八面体 B.正四面体 C.三角锥形 D.三角双锥
【答案】(1) ①. ②. 1
(2) ①. CH4 ②.
(3)5 (4) ①. 6 ②. N、O ③. A
【解析】
【小问1详解】
①钛是22号元素,核外电子排布为[Ar]3d24s2,钛元素基态原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为:,故答案为:;
②Ti3+核外电子排布式为[Ar]3d1,其未成对电子数是1,故答案为:1;
【小问2详解】
价电子总数和原子总数相同的分子、离子或基团互称为等电子体。含有5个原子,价电子总数为8,所以与互为等电子体的分子为CH4,故答案为:CH4;
②与互为等电子体的阳离子是,故答案为:;
【小问3详解】
中画红圈的C、N、O原子价层电子对数均为4,因此分子中采取sp3杂化方式的原子个数为5,故答案为:5;
【小问4详解】
①在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,配体为NH3、H2O,配位数为6,故答案为:6;
②配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,配体为NH3、H2O,提供孤电子对的原子N和O,故答案为:N、O;
③配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,其阳离子的成键电子对数为6,孤电子对数为0,其立体构型为八面体,故答案为:A。
18. 芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒,铬,锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,元素基态原子核外未成对电子数最多的是_______(填元素名称)。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型分别为_______和_______。
(3)和的参数对比见下表。
化学式
键长/nm
键角
沸点/℃
1.34
92.3°
-60.75
1.47
91.0°
-41.50
①的分子空间结构为_______。
②的键角大于的原因可能为_______。
(4)均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
电离能/
717
759
1509
1561
3248
2957
锰元素位于第四周期第VIIB族。比较两元素的可知,气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难,原因是_______。
【答案】(1)氮 (2) ①. sp2 ②. sp3
(3) ①. V形 ②. 由于 H−S键键长比H−Se键长短,两氢原子距离更近,斥力更强(或由于S的电负性比大,使共用电子对间的排斥力变大)
(4)由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多,而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少
【解析】
【小问1详解】
根据天冬酰胺结构可判断所含元素为碳、氢、氧、氮; C 、 H 、 N 、 O 的价电子排布式分别为:2s22p2 、1s1、2s22p3、 2s22p4,未成对电子分别为:2、1、3、2,所以氮元素未成对电子最多,故答案为:氮;
【小问2详解】
根据题干给的天冬酰胺结构可以看出,碳原子形成的化学键的类型有单键和双键,碳原子以sp3和sp2 杂化,故答案为:sp3和sp2 ;
【小问3详解】
①H2Se价层电子对个数是4且含有2个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断:该分子空间构型为V形,故答案为:V形;
②从数据看,由于 H−S键键长比H−Se键长短,两氢原子距离更近,斥力更强,因而 H2S的键角更大(或由于S的电负性比大,使共用电子对间的排斥力变大,因而 H2S的键角更大,故答案为:由于 H−S键键长比H−Se键长短,两氢原子距离更近,斥力更强(或由于S的电负性比大,使共用电子对间的排斥力变大);
【小问4详解】
Mn元素为25号元素,核外电子排布式为[Ar]3d54s2,由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,故答案为:由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多,而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少。
19. 有前四周期A、B、C、D、E五种元素,其相关信息如表:
元素
相关信息
A
A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B是电负性最大的元素
C
C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子
D
D是主族元素且与E同周期,其最外能层上有2个运动状态不同的电子
E
E的+1价离子的3d轨道全充满
请回答下列问题:
(1)CA3分子的电子式_______;在元素E的硫酸盐溶液中逐渐通入CA3,可以观察到的实验现象是_______;CA3是_______分子(填“极性”或者“非极性”),CA3极易溶于水的原因:①与水形成氢键、②_______。
(2)C与A还可形成CA5,CA5是由CA与A-组成的离子化合物,可与水反应产生无色气体,且所得溶液显碱性,则与水反应的化学方程式_______。
(3)A、C、E三种元素可形成[E(CA3)4]2+,其中存在的化学键类型有_______ (填序号);
①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键
1mol该离子中含有_______个σ键。
【答案】(1) ①. ②. 先生成蓝色沉淀,继续通入NH3,蓝色沉淀逐渐溶解得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液 ③. 极性 ④. 氨气是极性分子易溶于极性溶剂水
(2)NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑
(3) ①. ①③ ②. 16NA
【解析】
【分析】A原子的1s轨道上只有1个电子,应为H元素,B是电负性最大的元素,为F元素;C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子,为N元素;E的+1价离子的3d轨道全充满,为Cu元素,D是主族元素且与E同周期,其最外能层上有2个运动状态不同的电子,则位于第四周期,最外层电子数为2,为Ca元素,
【小问1详解】
①NH3分子的电子式为:,故答案为:;
②在硫酸铜溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色沉淀氢氧化铜,继续通入NH3,蓝色沉淀逐渐溶解得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液,故答案为:先生成蓝色沉淀,继续通入NH3,蓝色沉淀逐渐溶解得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液;
③氨气是极性分子,故答案为:极性;
④氨气极易溶于水的原因:根据相似相溶原理,NH3是极性分子,易溶于极性溶剂水,
NH3与水形成分子间氢键,故答案为:氨气是极性分子易溶于极性溶剂水;
【小问2详解】
NH5与水反应的化学方程式为NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑,故答案为:NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑;
【小问3详解】
①[Cu(NH3)4]2+中铜与氮原子之间形成4个配位键,氨分子内形成三个N-H极性共价键,共16个σ键,故答案为:①③;
②由①可知,1个[Cu(NH3)4]2+中共16个σ键,则1mol该离子含16NA个σ键,故答案为:16NA。
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