内容正文:
高二化学3月试卷
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Br 80 Ce 140 Hg 201
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀,可用来检验Ni2+,其分子结构如下图。该分子中不存在
A. σ键 B. π键 C. 离子键 D. 配位键
2. 常温常压下呈气态的化合物,降温使其固化得到的晶体一般属于
A. 原子晶体 B. 离子晶体 C. 金属晶体 D. 分子晶体
3. 相同主族的短周期元素中,形成的单质一定属于相同类型晶体的是
A. 第IA族 B. 第IIIA族 C. 第IVA族 D. 第VIA族
4. 下列分子中,只有σ键而没有π键的是( )
A N2 B. CH4 C. CH2=CH2 D. CH≡CH
5. 某原子的轨道表示式如下,从中得到的信息错误的是( )
A. 有2个电子层
B. 有3种能量不同的电子
C. 最外层有3个电子
D. 有7种运动状态不同的电子
6. 缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价电子数达到8、H原子达到2所形成稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是
A. 、、中只有是缺电子化合物
B. 、的中心原子的杂化方式分别为、
C. 与反应时有配位键生成
D. 的键角小于
7. 在普通陶瓷中添加氧化铝,在加压条件下烧至2100 ℃左右,就可得到高致密氧化铝陶瓷,堪称“点石成金”之妙。某氧化铝陶瓷晶体中含有X、Y、Z三种元素,其晶胞如图所示,则三种元素的原子个数比为
A. 1∶3∶1 B. 2∶1∶6 C. 4∶8∶1 D. 8∶12∶1
8. HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应:,下列有关说法正确的是
A. [Zn(CN)4]2-中存在共价键和离子键
B. HCHO中碳原子以sp2的形式杂化
C. CN-中的σ键和π键数目相同
D. Zn 原子的3d能级中有空轨道
9. 配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 该配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C. 该配合物可以用于检验溶液中的Fe2+
D. 该配合物为离子化合物
10. 下列有关元素及周期表说法错误的是
A. 金属元素约占80% B. 主族元素处于周期表的s区和p区
C. Na、K、Rb第一电离能逐渐增大 D. 最外层为4s1的元素有3种
11. 已知:发生水解反应的机理如图,下列叙述正确的是
A. 的键角与白磷(P4)的键角相同
B. 脱水后加热分解得到的晶体中每个Si可参与形成12个12元环
C. 和均属于共价晶体(原子晶体)
D. 不能按照上述机理发生水解反应,原因是C的原子半径小
12. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素的原子序数依次增大、且总和为24.下列有关叙述错误的是
A. 分子中Y原子采用杂化
B. 简单离子半径:
C. 中并非所有原子均为8电子稳定结构
D. 第二周期中,第一电离能介于元素之间的元素共有2种
13. 已知某晶体的晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,摩尔质量为M g·mol-1。下列说法正确的是
A. 离A微粒距离最近且相等的B微粒的个数为6
B. 若m的坐标为(0,0,0),则p的坐标为(,1)
C. 相邻两个C微粒最近距离为a nm
D. 该晶胞的密度为×1021 g·cm-3
14. 如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。下列判断不正确的是
A. 图中对应的e、f单质晶体熔化时克服的是共价键
B. d单质对应元素电子排布式:1s22s22p63s23p2
C. b元素形成的最高价含氧酸易与水分子之间形成氢键
D. 单质a、b、f对应元素以原子个数比1∶1∶1形成的最简单分子中含2个σ键和2个π键
三、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 砷的利用是一把锋利的双刃剑,砷是制造新型半导体的材料,但砷的化合物具有较强毒性。
(1)利用反应C2H2+AsCl3CHCl=CHAsCl2可以制造毒气。
①As原子核外未成对电子数为___________。
②C2H2分子中N(π键)∶N(σ键)=___________。写出一种与AsCl3分子空间结构相同的物质:___________(填化学式)。
(2)二苯氰胂(分子结构如图1所示)是战争中的一种化学武器。二苯氰胂分子中sp杂化的碳原子个数与sp2杂化的碳原子个数之比为___________。
(3)通过反应4BI3+As44BAs+6I2,可合成具有极高导热性的半导体新材料BAs。
①BI3的空间结构为___________。
②BAs的晶胞结构如图2所示,该晶胞中As的配位数为___________。
16. 现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子的第一至第四电离能如下:
I1=738 kJ·mol-1 I2=1451 kJ·mol-1 I3=7733 kJ·mol-1 I4=10540 kJ·mol-1
D原子价电子层的p轨道半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)写出BA3的电子式:________。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有________个取向,原子轨道呈________形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画的电子排布图违背了______________________________________。
(4)比较B和D的电负性_________>_______(填元素符号)
(5)G位于________族________区,该元素的核外电子排布式为________________________。
(6)检验F元素的方法是____________,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:_____。
17. 我国是世界稀土资源大国,稀土元素是镧系、钪()、钇(Y)共17种元素的总称,它们位于元素周期表中同一副族。
(1)基态原子的价层电子排布式为___________,未成对电子数为___________。
(2)是生产铈的中间化合物,它可由氟碳酸铈()精矿制得,其流程如图所示。
①中,的化合价为___________。
②氧化焙烧生成二氧化铈(),其在酸浸时发生反应的离子方程式为___________。
③的空间结构为___________,中心原子的杂化方式为___________,分子或离子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为___________。
(3)常温常压下是铈最稳定的化合物,广泛用于玻璃、原子能、电子管等工业。晶胞的结构如图所示,为立方萤石型,则铈离子的配位数为___________。已知该晶胞的棱长,则其密度为___________(列出计算式即可)。
18. 氮元素是重要的非金属元素,可形成多种铵盐、氮化物、叠氮化物及配合物等。
(1)基态氮原子价电子的轨道表示式(价电子排布图)为___________;第二周期元素原子中第一电离能大于氮原子的有___________种,NH4NO3中阴离子的空间结构为___________。
(2)C、N、O、S四种元素中,电负性最大的是___________。1 mol [Co(NH3)6]Cl2中含有σ键的数目为___________;已知NF3比NH3的沸点低得多,试解释原因:___________。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车的安全气囊,结构如图甲所示,一个中键合电子(形成化学键的电子)总数为___________。叠氮酸(HN3)结构如图乙所示,分子中2号N原子的杂化方式为___________。
(4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Fe3+配合物的结构如图丙所示,1 mol该螯合物中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。
(5)某含氮的化合物晶胞结构如图丁所示,Br-作简单立方堆积,两个立方体共用的面中心存在一个Hg2+,NH3位于立方体的体心,相邻的Br-的距离均为a pm,该物质的化学式为___________,该晶体的密度为___________(设阿伏加德罗常数的值为NA)g·cm-3。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$
高二化学3月试卷
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Br 80 Ce 140 Hg 201
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀,可用来检验Ni2+,其分子结构如下图。该分子中不存在
A. σ键 B. π键 C. 离子键 D. 配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子内两原子间的一条实线表示 1个σ键,二条实线中有一条表示σ键,A不合题意;
B.分子内原子间的二条实线中,有一条表示π键,B不合题意;
C.离子键是阴、阳离子间形成的化学键,丁二酮肟镍分子内不存在阴、阳离子,所以不存在离子键,C符合题意;
D.分子内用箭头表示的化学键为配位键,D不合题意;
故选C。
2. 常温常压下呈气态的化合物,降温使其固化得到的晶体一般属于
A. 原子晶体 B. 离子晶体 C. 金属晶体 D. 分子晶体
【答案】D
【解析】
【详解】原子晶体、离子晶体的熔沸点较高,在常温常压下不可能呈气态,同样金属晶体在常温下一般也不会是气态。常温下为气态的物质的沸点较低,降温即可使其固化得到晶体,说明其熔点较低,符合该特征的晶体为分子晶体,答案选D。
3. 相同主族的短周期元素中,形成的单质一定属于相同类型晶体的是
A. 第IA族 B. 第IIIA族 C. 第IVA族 D. 第VIA族
【答案】D
【解析】
【详解】A、第IA族的氢气是分子晶体,其它碱金属是金属晶体,形成的单质晶体类型不相同,选项A错误;
B、第IIIA族硼是原子晶体,其它是金属晶体,形成的单质晶体类型不相同,选项B错误;
C、C、Si、Ge等都属于第IVA族元素,属于原子晶体,铅是金属晶体,形成的单质晶体类型不相同,选项C错误;
D、第VIA族形成的都是分子晶体,形成的单质晶体类型相同,选项D正确;
答案选D
【点睛】明确晶体类型的划分、元素在周期表中的位置即可解答,熟练掌握常见原子晶体及其结构,易错点是选项C。
4. 下列分子中,只有σ键而没有π键的是( )
A. N2 B. CH4 C. CH2=CH2 D. CH≡CH
【答案】B
【解析】
【分析】在共价键中单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键,据此答题。
【详解】A.N2分子中有一个三键,因此有1个σ键和2个π键,A错误;
B.CH4分子中有4个单键,因此全部为σ键,B正确;
C.CH2=CH2分子中有1个双键,因此有1个σ键和1个π键,C错误;
D.CH≡CH分子中有一个三键,因此有1个σ键和2个π键,D错误;
故选B。
5. 某原子的轨道表示式如下,从中得到的信息错误的是( )
A. 有2个电子层
B. 有3种能量不同的电子
C. 最外层有3个电子
D. 有7种运动状态不同的电子
【答案】C
【解析】
【分析】从该原子的轨道式上,可以知道该原子核外电子数为7,该原子为氮原子。
【详解】A.该原子有两个电子层分别为K、L层,A正确;
B.核外电子的能级为1s、2s、2p能级,同一能级上的电子能量相同,电子在各能级的能量关系:1s<2s<2p,故有3种能量不同的电子,B正确;
C.该原子最外层有5个电子,C错误;
D.该原子核外有7个电子,故有7种不同运动状态的电子,D正确;
答案选C。
6. 缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是
A. 、、中只有是缺电子化合物
B. 、的中心原子的杂化方式分别为、
C. 与反应时有配位键生成
D. 的键角小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.的电子式为,符合路易斯结构,的电子式为,B原子价电子数为6,不符合路易斯结构,的电子式为,符合路易斯结构,只有是缺电子化合物,故A项正确;
B.的中心原子B的价电子对数为,则B的杂化方式为;的中心原子B的价电子对数为,则B的杂化方式为,故B项正确;
C.与反应时,中N原子上有孤电子对,中B有空轨道,可生成配位键,故C项正确;
D.和的中心原子均为杂化,的中心原子上无孤电子对,的中心原子上有一对孤电子对,根据价电子对互斥理论,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则的键角大于,故D项错误;
故选D。
7. 在普通陶瓷中添加氧化铝,在加压条件下烧至2100 ℃左右,就可得到高致密氧化铝陶瓷,堪称“点石成金”之妙。某氧化铝陶瓷晶体中含有X、Y、Z三种元素,其晶胞如图所示,则三种元素的原子个数比为
A. 1∶3∶1 B. 2∶1∶6 C. 4∶8∶1 D. 8∶12∶1
【答案】A
【解析】
【详解】X位于顶点,个数为8×=1,Y位于棱上,个数为12×=3,Z位于晶胞内部,个数为1,因此X、Y、Z原子个数比为1∶3∶1,选项A正确;故答案为A。
8. HCHO与[Zn(CN)4]2-在水溶液中发生反应:,下列有关说法正确的是
A. [Zn(CN)4]2-中存在共价键和离子键
B. HCHO中碳原子以sp2的形式杂化
C. CN-中的σ键和π键数目相同
D. Zn 原子的3d能级中有空轨道
【答案】B
【解析】
【详解】A.[Zn(CN)4]2-中存在共价键和配位键,没有离子键,故A错误。
B.HCHO中心原子C的价层电子对数=3+=3是平面三角形分子,碳原子以sp2的形式杂化,故B正确;
C.CN-中C、N原子间形成三键,一个三键中含有1个σ键和2个π键,故C错误;
D.Zn原子的价层电子排布式为3d104s2,3d能级没有空轨道,故D错误;
答案选B。
9. 配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 该配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C. 该配合物可以用于检验溶液中的Fe2+
D. 该配合物为离子化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A. 配合物Na3[Fe(CN)6]由Na+和[Fe(CN)6]3−构成,内界[Fe(CN)6]3−和外界Na+间形成离子键,内界[Fe(CN)6]3−中存在配位键,配体CN−中存在极性键,但不存在非极性键,故A错误;
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为Fe3+,配体为CN−,配位数为6,故B正确;
C. Fe2+可与[Fe(CN)6]3−反应生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2,故该配合物可以用于检验溶液中的Fe2+,故C正确;
D. 配合物Na3[Fe(CN)6]由Na+和[Fe(CN)6]3−构成,为离子化合物,故D正确;
故选A。
10. 下列有关元素及周期表说法错误的是
A. 金属元素约占80% B. 主族元素处于周期表的s区和p区
C. Na、K、Rb第一电离能逐渐增大 D. 最外层为4s1的元素有3种
【答案】C
【解析】
【详解】A.在元素周期表中的100多种元素中,有22种非金属元素,则金属元素约占80%,A说法正确;
B.主族元素由短周期和长周期元素组成,位于周期表的s区和p区,B说法正确;
C.Na、K、Rb为同周期元素,原子半径依次增大,失电子能力增强,则第一电离能逐渐减小,C说法错误;
D.最外层为4s1的元素有K、Cr、Cu,共3种,D说法正确;
答案为C。
11. 已知:发生水解反应的机理如图,下列叙述正确的是
A. 的键角与白磷(P4)的键角相同
B. 脱水后加热分解得到的晶体中每个Si可参与形成12个12元环
C. 和均属于共价晶体(原子晶体)
D. 不能按照上述机理发生水解反应,原因是C的原子半径小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.是和甲烷相似的结构,正四面体中心与顶点夹角为,为中空的正四面体结构,键角为60°,故A错误;
B.脱水后加热分解得到二氧化硅,一个Si被12个12元环共用,故B正确;
C.属于分子晶体,由分子构成,是共价晶体(原子晶体),故C错误;
D.不能按照上述机理发生水解反应,是因为C原子只有两个电子层,没有d轨道,难以形成杂化,故D错误;
选B。
12. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素的原子序数依次增大、且总和为24.下列有关叙述错误的是
A. 分子中Y原子采用杂化
B. 简单离子半径:
C. 中并非所有原子均为8电子稳定结构
D. 第二周期中,第一电离能介于元素之间的元素共有2种
【答案】D
【解析】
【分析】元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24,平均原子序数等于6,其中W的原子序数最小,又由图示结构可知,W形成单键,可推测出W为氢元素,X形成四个单键,Y形成三个单键,可初步推测是C和N两种元素,Z容易失去1个电子,且原子序数大于 6,可推测出Z是钠元素,但是这样四种元素原子序数相加就是25,又考虑到括号内得了一个电子,且W元素的原子只有一个,可认为是X得了1个电子之后,形成了4个单键,那么X元素就不是C元素了,而是序数小1的B元素了,这样四种元素的原子序数相加就是24了。于是四种元素依次为H、B、N、Na,据此分析解答。
【详解】A.分子由推测出的元素可知为NH3,而NH3中N原子采用杂化,故A正确;
B.Y离子为氮元素离子,Z为钠离子,它们核外电子排布相同,核电核数越大,半径越小,所以简单离子半径:;故B正确;
C.为BCl3,B是5号元素,最外层电子数为3,所以BCl3中并非所有原子均为8电子稳定结构,故C正确;
D.第二周期中,Be的2S轨道是全满的,导致Be比相邻的两种元素第一电离能都大,Be>B,而N元素的2p轨道是半满的,导致N元素的第一电离能也比相邻的大,N>O,这样第二周期第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O 三种元素,故D错误;
答案选 D 。
13. 已知某晶体的晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,摩尔质量为M g·mol-1。下列说法正确的是
A. 离A微粒距离最近且相等的B微粒的个数为6
B. 若m的坐标为(0,0,0),则p的坐标为(,1)
C. 相邻两个C微粒最近距离为a nm
D. 该晶胞的密度为×1021 g·cm-3
【答案】D
【解析】
【详解】A.离A微粒距离最近且相等的B都在体心处,个数为8个,A错误;
B.p点在右侧面心上,x轴坐标为1,p点的坐标应为(1,),B错误;
C.相邻两个C微粒的最近距离为面心对角线的一半,即,C错误;
D.根据均摊法,1个晶胞中有1个A微粒、1个B微粒、3个C微粒,根据公式知,该晶胞的密度为×1021 g·cm-3,D正确;
故选D。
14. 如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。下列判断不正确的是
A. 图中对应的e、f单质晶体熔化时克服的是共价键
B. d单质对应元素的电子排布式:1s22s22p63s23p2
C. b元素形成的最高价含氧酸易与水分子之间形成氢键
D. 单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的最简单分子中含2个σ键和2个π键
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中,Na、Cu为金属晶体,均是热和电的良导体,C、Si的单质为原子晶体,且C单质的熔沸点大于Si原子晶体的熔沸点,H、N对应的单质为分子晶体,其中氢气的熔点最低,由图熔点的高低顺序可以知道a为H,b为N,c为Na,d为Cu,e为Si,f为C。
A.e为Si,f为C,对应的单质为原子晶体,存在共价键,A正确;
B. d为Cu,对应元素原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,B错误;
C.b为N,最高价含氧酸为HNO3,HNO3中含有O-H键,易与水分子之间形成氢键,C正确;
D.单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子为HCN,结构式为,分子中含有2个σ键和2个π键,D正确。
故答案选B。
三、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 砷的利用是一把锋利的双刃剑,砷是制造新型半导体的材料,但砷的化合物具有较强毒性。
(1)利用反应C2H2+AsCl3CHCl=CHAsCl2可以制造毒气。
①As原子核外未成对电子数为___________。
②C2H2分子中N(π键)∶N(σ键)=___________。写出一种与AsCl3分子空间结构相同的物质:___________(填化学式)。
(2)二苯氰胂(分子结构如图1所示)是战争中的一种化学武器。二苯氰胂分子中sp杂化的碳原子个数与sp2杂化的碳原子个数之比为___________。
(3)通过反应4BI3+As44BAs+6I2,可合成具有极高导热性的半导体新材料BAs。
①BI3的空间结构为___________。
②BAs的晶胞结构如图2所示,该晶胞中As的配位数为___________。
【答案】(1) ①. 3 ②. 2∶3 ③. NH3
(2)1∶12 (3) ①. 平面三角形 ②. 4
【解析】
【小问1详解】
①As为33号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子核外未成对电子数为3。
②C2H2分子中含有 2 个 C−H 键、一个 碳碳三键,一个碳碳三键中含有一个 σ 键和二个 π 键,C−H 键都是 σ 键,所以C2H2分子中π键与σ键数目之比 2:(2+1)=2:3;AsCl3分子中As原子价层电子对数为,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构,与AsCl3分子空间结构相同的物质可以为氨分子:NH3;
【小问2详解】
二苯氰胂分子中-CN中碳为sp杂化、苯环中碳为sp2杂化,两者的碳原子个数之比为1:12;
【小问3详解】
①BI3中B形成3个共价键,且无孤电子对,空间结构为平面三角形。
②BAs的晶胞中As位于4个B构成的四面体中,配位数为4。
16. 现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子的第一至第四电离能如下:
I1=738 kJ·mol-1 I2=1451 kJ·mol-1 I3=7733 kJ·mol-1 I4=10540 kJ·mol-1
D原子价电子层的p轨道半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)写出BA3的电子式:________。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有________个取向,原子轨道呈________形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画电子排布图违背了______________________________________。
(4)比较B和D的电负性_________>_______(填元素符号)
(5)G位于________族________区,该元素的核外电子排布式为________________________。
(6)检验F元素的方法是____________,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:_____。
【答案】 ①. ②. 3 ③. 哑铃 ④. 泡利原理 ⑤. N ⑥. P ⑦. 第ⅦB ⑧. d ⑨. 1s22s22p63s23p63d54s2 ⑩. 焰色反应 ⑪. 当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
【解析】
【分析】ABCDE为短周期的主族元素,原子序数依次增大,元素A的核外电子数和电子层数相等说明A 为氢元素,B为氮元素,C为镁,D原子核外电子所有的p轨道全满或半满,说明是磷,E为第三周期的第ⅦA族,即氯元素,FG为第四周期的元素,F是前四周期中电负性最小的元素,即为钾,G为周期表中的第七列,则为锰。
【详解】(1)BA3为氨气,电子式为;
(2)B为氮元素,能量最高的电子为2p电子,其电子云在空间里有3个方向,p轨道是哑铃型的;
(3)由泡利原理可知,电子在同一轨道内的自旋方向相反,C基态原子的核外电子排布图中3s上的两个电子自旋方向相同,则违反了泡利原理;
(4)同一主族的元素,从上向下,电负性依次减弱,所以电负性顺序为:N>P;
(5)锰元素在第四周期第ⅦB,最后填充的电子为d电子,在d区,电子排布为:1s22s22p63s23p63d54s2;
(6)F为钾,检验钾元素应利用焰色反应,原因是当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,电子浓较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将以光的形式释放能量。
17. 我国是世界稀土资源大国,稀土元素是镧系、钪()、钇(Y)共17种元素的总称,它们位于元素周期表中同一副族。
(1)基态原子的价层电子排布式为___________,未成对电子数为___________。
(2)是生产铈的中间化合物,它可由氟碳酸铈()精矿制得,其流程如图所示。
①中,的化合价为___________。
②氧化焙烧生成二氧化铈(),其在酸浸时发生反应的离子方程式为___________。
③的空间结构为___________,中心原子的杂化方式为___________,分子或离子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为___________。
(3)常温常压下是铈最稳定的化合物,广泛用于玻璃、原子能、电子管等工业。晶胞的结构如图所示,为立方萤石型,则铈离子的配位数为___________。已知该晶胞的棱长,则其密度为___________(列出计算式即可)。
【答案】(1) ①. 3d14s2 ②. 1
(2) ①. +3 ②. ③. 平面三角形 ④. sp2 ⑤.
(3) ① 8 ②.
【解析】
【小问1详解】
Sc是21号元素,基态原子的价层电子排布式为3d14s2,未成对电子数为1。
【小问2详解】
①中碳酸根为-2价、F为-1价,则的化合价为+3。
②氧化焙烧生成二氧化铈(),在酸浸时被双氧水还原为Ce3+,发生反应的离子方程式为 。
③中C原子价电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,中心原子的杂化方式为sp2 ;中的大键应表示为。
【小问3详解】
晶胞的结构如图所示,根据均摊原则,晶胞中黑球数为4、白球数为8,根据化学式,黑球表示Ce、白球表示O,则铈离子的配位数为8。已知该晶胞的棱长,则其密度为。
18. 氮元素是重要的非金属元素,可形成多种铵盐、氮化物、叠氮化物及配合物等。
(1)基态氮原子价电子的轨道表示式(价电子排布图)为___________;第二周期元素原子中第一电离能大于氮原子的有___________种,NH4NO3中阴离子的空间结构为___________。
(2)C、N、O、S四种元素中,电负性最大的是___________。1 mol [Co(NH3)6]Cl2中含有σ键的数目为___________;已知NF3比NH3的沸点低得多,试解释原因:___________。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊,结构如图甲所示,一个中键合电子(形成化学键的电子)总数为___________。叠氮酸(HN3)结构如图乙所示,分子中2号N原子的杂化方式为___________。
(4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Fe3+配合物的结构如图丙所示,1 mol该螯合物中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。
(5)某含氮的化合物晶胞结构如图丁所示,Br-作简单立方堆积,两个立方体共用的面中心存在一个Hg2+,NH3位于立方体的体心,相邻的Br-的距离均为a pm,该物质的化学式为___________,该晶体的密度为___________(设阿伏加德罗常数的值为NA)g·cm-3。
【答案】(1) ①. ②. 2 ③. 平面三角形
(2) ①. O ②. 24NA ③. NH3分子间存在氢键
(3) ①. 12 ②. sp
(4)3 (5) ①. HgBr2·2NH3[或Hg (NH3)2Br2,或HgBr2(NH3)2] ②.
【解析】
【小问1详解】
氮为7号元素,据泡利原理和洪特规则可写出N的价层电子排布图为。同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大(ⅡA、ⅤA)反常,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第二周期元素原子中第一电离能大于氮原子的有F和Ne两种,中N原子的价层电子对数为,因此构型为平面三角形。
【小问2详解】
同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;C、N、O、S四种元素中,电负性最大的是O。1 mol [Co(NH3)6]Cl2中内界中为共价键,6molNH3配体与Co形成6molσ键,6molNH3中共18molσ键,共24NA个键;NF3比NH3的沸点小得多是因为NH3分子间存在氢键,使其熔沸点升高。
【小问3详解】
根据的结构可知,两个π键共有8个电子,三个N原子间σ键的电子数为4个,因此参与成键的电子总数为12。根据图乙可知,②号N原子形成两个σ键,剩余3个电子参与π键的形成,π键电子对不占用杂化轨道,因此为sp杂化。
【小问4详解】
根据定义,螯合作用应该是单个配体中提供多个配位原子,由图,符合定义的只有3个,另外3个Cl原子不是通过螯合作用形成的配位键,因此lmol该螯合物中通过螯合作用形成的配位键有3mol。
【小问5详解】
据“均摊法”,晶胞中含个Br-、2个NH3、1个Hg2+,则化学式HgBr2·2NH3[或Hg (NH3)2Br2,或HgBr2(NH3)2],晶体密度为。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$$