内容正文:
专题01 物质结构与性质
内容概览
考向1 原子结构与性质
考向2 分子结构与性质
考向3 晶体结构与性质
考向1 原子结构与性质
1.(23-24高二下·天津·期中)下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.是直线形分子,分子中正负电荷重心是重合的是非极性分子,A错误;
B.是三角锥形而不是平面正三角形,分子中正负电荷重心是不重合的,是极性分子,B正确;
C.SO3是平面三角形分子,S原子位于三角形中心,分子中正负电荷重心是重合的,是非极性分子,C错误;
D.SiF4是正四面体形分子,Si原子位于正四面体的中心,分子中正负电荷重心是重合的,是非极性分子,D错误;
故选B。
2.(23-24高二下·天津第一中学·期中)具有下列电子层结构的原子或离子,其对应元素一定属于同一周期的是
A.两原子核外全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为的离子
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的离子
【答案】B
【详解】A.氢原子和锂原子的核外全部都是s电子,但氢元素和锂元素不在同一周期,故A项错误;
B.3p能级上只有一个空轨道的原子为硅原子,3p能级上只有一个未成对电子的原子为氯原子或铝原子,硅元素与氯元素或铝元素都位于元素周期表第三周期,故B项正确;
C.最外层电子排布式为3s23p6的原子为氩原子,最外层电子排布式为3s23p6的离子可能为钾离子,钾元素和氩元素不在同一周期,故C项错误;
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的原子为氩原子、离子可能为钾离子或钙离子,氩元素与钾元素或钙元素不在同一周期,故D项错误;
故本题选B。
3.(23-24高二下·天津·期中)下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.最高正化合价: D.原子半径:
【答案】B
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,故A项错误;
B.元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为:F>O>N,则电负性大小顺序为:F>O>N,故B项正确;
C.氟元素的非金属性最强,只存在负化合价,不存在正化合价,故C项错误;
D.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则三种原子的原子半径大小顺序为:Na >N>O,故D项错误;
故本题选B。
4.(23-24高二下·天津红桥区·期中)下列化学用语表述不正确的是
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:
C.NH3的空间构型为:
D.基态C原子的价层电子轨道表示式:
【答案】B
【详解】A.HClO分子中O原子分别与H、Cl原子各形成1对共用电子对,使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,其电子式为,A正确;
B.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和,O是8号元素,原子核内质子数是8,则中子数为10的氧原子质量数是18,可用原子符号表示为:,B错误;
C.NH3分子中中心N原子价层电子对数是3+=4,有1对孤电子对,所以NH3呈三角锥形。由于原子半径:N>H,因此该分子可表示为,C正确;
D.C是6号元素,基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2,结合核外电子排布规律,故基态C原子的价层电子轨道表示式:,D正确;
故合理选项是B。
5.(23-24高二下·天津南开中学·期中)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,则X为C,Y为N,Z为F,W原子在同周期中原子半径最大,则W为Na。
【详解】A.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIIA族,第VA族大于第VIA族,则第一电离能:,故A错误;
B.根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:,故B正确;
C.根据同电子层结构核多径小,则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:,故C正确;
D.与水反应生成产物之一为乙炔,乙炔是非极性分子,故D正确。
综上所述,答案为A。
6.(23-24高二下·天津红桥区·期中)A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如表所示,请用化学用语回答下列问题。
A
原子核外共有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
电离能数据(单位:KJ/mol):738、1451、7733、10540、13630……
E
基态原子最外层电子排布式为:
F
基态原子的最外层p轨道上2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
其中一种氧化物是有磁性的黑色固体
(1)A的元素符号 ,B的原子结构示意图 ,G在周期表的位置 。
(2)A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示),
(3)A的一种氢化物的相对分子量为26,在此氢化物中,中心原子A的杂化轨道类型为 。
(4)D、E、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为 ,三种元素原子半径由大到小的顺序为 。(均用元素符号表示)
(5)G元素可形成、,其中较稳定的是,原因是 。
(6)已知元素A、B形成的分子中所有原子都满足8电子稳定结构,则中σ键与π键之比为 。
【答案】(1) C 第四周期,第Ⅷ族
(2)O>N>C
(3)sp杂化
(4) Cl>Mg>Al Mg>Al>Cl
(5)的价电子排布式为,为半充满结构较稳定。
(6)3∶4
【分析】A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,A原子核外有6种不同运动状态的电子,则A为C元素;C基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则C为O元素、B为N元素;D元素的第三电离能远大于第二电离能,则D为Mg元素;E基态原子最外层电子排布式为3s23p1,则E为Al元素;F基态原子的最外层p轨道上2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反,则F为Cl元素;G其中一种氧化物是有磁性的黑色固体,则G为Fe元素。
【详解】(1)根据分析,A为C元素,B为N元素,其原子结构示意图,G为Fe元素,其在周期表的位置为第四周期第Ⅷ族;
(2)同一周期从左到右,电负性逐渐增大,C、N、O三种元素电负性由大到小的顺序为O>N>C;
(3)C的一种氢化物的相对分子量为26,则该氢化物为乙炔(CHCH),乙炔为CHCH,为直线形分子,中心C原子的轨道杂化类型为sp杂化;
(4)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,元素原子各轨道为半满、全满、全空时,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,所以第一电离能Cl>Mg>Al;同周期元素,从左到右原子半径依次减小,三种元素原子半径由大到小的顺序为Mg>Al>Cl;
(5)Fe位于周期表的d区,价电子排布式为3d64s2,铁元素常见的离子有Fe2+、Fe3+,其中Fe3+价电子排布式为,为半充满结构,故较稳定;
(6)根据(CN)2中所有原子均满足8电子稳定结构,可知其结构式为NC-CN,单键都是键,三键中含有1个键和2个π键,该分子中有4个π键和3个键,所以键与π键个数之比为3:4。
考向2 分子结构与性质
7.(22-23高二下·天津第三中学·期中)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化 B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化 D. 三角锥形 杂化
【答案】C
【详解】A.AsH3中心原子的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,A错误;
B.H3O+的中心原子的价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,B错误;
C.H2Se中心原子的价层电子对数=2+(6-2×1)=4,为sp3,有两对孤电子对,立体构型为V形,C正确;
D.中心原子的价层电子对数=3+(4+2-3×2)=3,为sp2,没有孤电子对,立体构型为平面三角形,D错误;
故答案为:C。
8.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列关于键和键的说法中,错误的是
A.键的电子云图形是轴对称的,键的电子云图形是镜面对称的
B.键是原子轨道“头碰头”式重叠,键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C.两个p轨道不能形成键,只能形成键
D.H只能形成键,O可以形成键和键
【答案】C
【详解】A.σ键的电子云图形以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键的电子云图形不变,为轴对称,π键电子云由两块组成,分别位于由原子核构成平面的两侧,为镜面对称,A正确;
B.σ键电子云重叠程度较大,以头碰头方式重叠,π键电子云重叠程度较小,以肩并肩方式重叠,B正确;
C.两个p轨道可以以头碰头方式形成σ键,也可以以肩并肩方式形成π键,C错误;
D.H原子只有1个电子,位于1s轨道上,电子云形状为球形,和其他原子形成共价键时,只能以头碰头方式重叠,即只能形成σ键,O原子p轨道上的价电子,可以以头碰头方式形成σ键,也可以以肩并肩方式形成π键,D正确;
故答案选C。
9.(22-23高二下·天津河西区·期中)的分子结构如图所示,下列有关说法正确的是
A.既有键又有键 B.既有极性键又有非极性键
C.既能溶于水又能溶于 D.氧原子杂化轨道类型属于杂化
【答案】B
【详解】A.分子的结构式为H-O-O-H,只含有键,故A错误;
B.分子的结构式为H-O-O-H,O-H键为极性键、O-O键为非极性键,故B正确;
C.是极性分子,不能溶于,故C错误;
D.氧原子价电子对数为4,杂化轨道类型属于杂化,故D错误;
选B。
10.(23-24高二上·北京师范大学第二附属中学·月考)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.中价电子对个数==4,VSEPR模型是正四面体,由于参与成键的原子数是3个,所以的空间构型是三角锥形,故A不选;
B.中价电子对个数==4,VSEPR模型是正四面体,由于参与成键的原子数是4个,所以的空间构型是正四面体形,故B选;
C.中价电子对个数==3,VSEPR模型是平面三角形,由于参与成键的原子数是2个,所以的空间构型是V形,故C不选;
D.中价电子对个数==4,VSEPR模型是正四面体形,由于参与成键的原子数是3个,所以的空间构型是三角锥形,故D不选;
正确答案是B。
11.(23-24高二下·天津北辰区·期中)用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,也可推测键角大小,下列判断正确的是
A.COCl2(光气)是平面三角形分子 B.BeCl2是V形分子
C.CS2键角等于120° D.键角小于
【答案】A
【解析】根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型,分子中孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,据此分析解答。
【详解】A.COCl2中价层电子对个数=2+1+×(4-2×1-1×2)=3,无孤电子对,为平面三角形结构,故A正确;
B.BeCl2中价层电子对个数=2+×(2-2×1)=2,为直线形结构,故B错误;
C.CS2中价层电子对个数=2+×(4-2×2)=2,为直线型结构,键角等于180°,故C错误;
D.中价层电子对个数=4+×(3+1-1×4)=4,无孤电子对,为正四面体结构,所以键角等于,故D错误;故答案选A。
12.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列物质中,既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是( )
A.CCl4 B.CO2 C.NH4Cl D.C2H4
【答案】D
【详解】A. CCl4中只有极性共价键,A不符合题意;
B. CO2中只有极性共价键,B不符合题意;
C. NH4Cl中含有离子键和极性共价键,C不符合题意;
D. C2H4中既含有极性共价键,又含有非极性共价键,D符合题意;
答案选D。
13.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列关于氢键X-H…Y的说法中,正确的是
A.氢键是共价键的一种
B.同一分子内也可能形成氢键
C.只有O、F元素能形成氢键
D.氢键键长一般定义为H…Y的长度
【答案】B
【详解】A.氢键是较强的分子间作用力,不是共价键,故A错误;
B.氢键分为分子间氢键和分子内氢键,所以同一分子内也可能形成氢键,如邻苯二甲醛可以形成分子内氢键,故B正确;
C.非金属性强、原子半径小的非金属原子N、O、F能与氢原子形成氢键,故C错误;
D.氢键键长为X—H…Y的长度,故D错误;
故选B。
14.(23-24高二下·天津红桥区·期中)回答下列问题:
(1)在分子中,F―B―F的键角是 。
(2)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 。
(3)的空间构型是 ,的空间构型为 ,写出与结构相同的一种阴离子的化学式 。
(4)已知Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断分子中Sn―Br键的键角 120°(填“>”“<”或“=”)。
(5)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ;和能以任意比例互溶的原因是(回答两点原因) 、 。
【答案】(1)120°
(2)
(3) V形 平面三角形
(4)<
(5) sp3 二者都为极性分子,符合相似相溶原理 能形成分子间氢键
【详解】(1)在分子中,B原子的价层电子对数为3,发生sp2杂化,且B原子的最外层无孤电子对,则BF3呈平面正三角形结构,F―B―F的键角是120°。
(2)
羰基硫(COS)与的结构相似,CO2的电子式为,则羰基硫(COS)分子的电子式为。
(3)的中心N原子的价层电子对数为3,N原子发生sp2杂化,且N原子的最外层有1个孤电子对,则空间构型是V形;的中心N原子的价层电子对数为3,N原子发生sp2杂化,但N原子的最外层没有孤电子对,空间构型为平面三角形,与结构相同的一种阴离子的化学式为。
(4)已知Sn是50号元素,其价层电子对数为5s25p2,在分子中,Sn发生sp2杂化,分子呈平面三角形,但Sn原子的最外层有1个孤电子对,对成键电子有排斥作用,所以Sn―Br键的键角<120°。
(5)H2O2分子的氧原子有2个键和两个孤电子对,价层电子对数为4,杂化轨道类型为:sp3;H2O2为书页形结构,H2O为V形结构,二者都是极性分子,且O的非金属性强、原子半径小,能形成分子间的氢键,所以H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是:二者都为极性分子,符合相似相溶原理、能形成分子间氢键。
考向3 晶体结构与性质
15.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是
A.和 B.和 C.和 D.和
【答案】C
【详解】A. CO2形成的晶体为分子晶体,SiO2形成的晶体为原子晶体,晶体类型不相同,故A错误;
B.NaCl形成的晶体为离子晶体,HCl形成的晶体为分子晶体,晶体类型不相同,故B错误;
C.CO2形成的晶体为分子晶体,CS2形成的晶体为分子晶体,晶体类型相同,故C正确;
D.CCl4形成的晶体为分子晶体,MgCl2形成的晶体为离子晶体,晶体类型不相同,故D错误;
故选C。
16.(23-24高二下·天津南开中学·期中)一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数,晶胞棱边夹角均为)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。下列有关说法不正确的是
A.该氧化物的化学式为
B.Li原子的配位数为8
C.O原子之间的最短距离为
D.若p原子的分数坐标为,则q原子的分数坐标为
【答案】B
【详解】A.该晶胞中,含Li+个数为8,含O2−个数为,则氧化物的化学式为Li2O,故A正确;
B.在晶胞中,Li+与邻近的4个O2−构成正四面体,则与Li原子的配位数为4,故B错误;
C.从图中可以看出,O原子之间的最短距离为面对角线长度的一半,即为,故C正确;
D.若p原子的分数坐标为,则q原子在x、y、z轴上的分数坐标分别为,从而得出q原子的分数坐标为,故D正确;
故答案选B。
17.(23-24高二下·天津·期中)下列关于晶体的叙述中,错误的是
A.晶体中配位数为4,配位数为8
B.碘晶胞中,每个分子紧邻12个分子
C.金刚石晶体中,碳原子与碳碳键数目比为1∶2
D.12 g石墨晶体中含有3 mol σ键
【答案】D
【详解】A.根据晶胞结构,晶体中周围相邻的O2-有4个,配位数为4;周围相邻的有8个,配位数为8,故A正确;
B.碘晶胞中,I2分子位于晶胞的顶点和面心,每个分子紧邻12个分子,故B正确;
C.金刚石晶体中,每个碳原子连有4个碳碳键,根据均摊法,每个碳原子占有2个碳碳键,碳原子与碳碳键数目比为1∶2,故C正确;
D.石墨晶体中,每个碳原子占有1.5个σ键,故12 g石墨晶体中含有1.5mol σ键,故D错误;
答案选D。
18.(23-24高二下·天津红桥区·期中)下列关于物质熔、沸点的比较正确的是
A.HF、HCl、HBr的沸点依次升高
B.Rb、K、Na、Li的沸点依次降低
C.CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低
D.晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高
【答案】D
【详解】A.HCl、HBr都是由分子构成的分子晶体,二者的结构相似,物质相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高,但HF分子之间除存在范德华力外,还存在分子间氢键,增加了分子之间的作用力,导致其熔沸点比HBr高,故物质的沸点:HCl<HBr<HF,A错误;
B.Rb、K、Na、Li都是碱金属,元素的原子序数越大,原子半径就越大,其金属键就越弱,物质的熔沸点就越低,所以Rb、K、Na、Li的沸点依次的沸点依次升高,B错误;
C.CCl4属于分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,因此其熔点较低,在室温下呈液态;MgCl2属于离子晶体,离子之间以离子键结合,离子键是比较强的作用力,断裂消耗较大的能量,因此其熔点较高,在室温下呈固态;Si3N4是共价晶体,原子之间以强烈的共价键结合,由于共价键是一种强烈的相互作用,断裂需要消耗很高能量,因此其熔点比MgCl2高,故熔点:CCl4<MgCl2<Si3N4,C错误;
D.晶体硅、碳化硅、金刚石都是共价晶体,共价键的键长越短,其键能就越大,断裂该共价键消耗的能量就越多,物质的熔点就越高。由于键长:Si-Si>Si-C>C-C,所以熔点:晶体硅<碳化硅<金刚石,D正确;
故合理选项是D。
19.(23-24高二下·天津北辰区·期中)MgO、Cu和干冰的晶胞示意图如下:
请回答下列问题:
(1)以上晶体中粒子之间主要以范德华力结合的晶体是 ;
(2)在MgO晶体中,与相邻且最近的个数为 ;
(3)每个Cu晶胞中平均有 个Cu原子;
(4)GaN晶体结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。如下图所示。
晶胞中与同一个N原子相连的Ga原子构成的空间构型为 ;
(5)若GaN晶胞边长为,为阿伏伽德罗常数,GaN的密度为 。
【答案】(1)干冰
(2)12
(3)4
(4)正四面体
(5)
【详解】(1)晶体中粒子之间主要以范德华力结合的为分子晶体,图中只有干冰为分子晶体,故为干冰;
(2)镁离子位于顶点和面心,以任一顶点的镁离子为例,距离最近的镁离子为面心的三个镁离子,而其顶点属于8个晶胞,每个面心的镁离子重复一次,故一个镁离子周围紧邻的镁离子有12个;
(3)Cu晶胞中,每个晶体中Cu个数为,故每个Cu晶胞中平均占有4个Cu;
(4)由题目信息和晶胞图可知,与同一个N原子相连的Ga原子构成的空间构型为正四面体型,N位于正四面体的中心;
(5)若为阿伏加德罗常数的值,GaN晶胞边长是apm,晶胞中有4个Ga和4个N,则GaN晶体的密度为 。
20.(23-24高二下·天津红桥区·期中)和的分子空间结构和相应的键角如图所示。
下列说法不正确的是
A.N、O、P都是周期表中的p区元素
B.相对分子质量大于,故沸点:
C.的键角小于是因为孤电子对之间的斥力更大
D.上述分子中P、N、O的轨道杂化类型均为
【答案】B
【详解】A.第ⅢA族到第ⅦA族、0族均为p区元素,N和P是第ⅤA族元素,O是第ⅥA族元素,因此N、O、P都是周期表中的p区元素,A正确;
B.氢键强于范德华力,分子间存在氢键,沸点比PH3高,B错误;
C.孤电子对的斥力大于成键电子对,和的价层电子对互斥模型均为四面体形,分子中O的孤电子对数为2,分子中N的孤电子对数为1,因此的键角小于,即的键角小于是因为弧电子对之间的斥力更大,C正确;
D.由图可知和的层电子对互斥模型均为四面体形,因此P、N、O的轨道杂化类型均为,D正确;
答案选B。
21.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型:
B.键电子云轮廓图:
C.的空间结构示意图为
D.氨气分子中氮原子的杂化轨道表示式:
【答案】D
【详解】A.中S原子价电子对数为4, VSEPR模型正四面体,故A错误;
B.为键电子云轮廓图,故B错误;
C.中S原子价电子对数为3,有1个孤电子对,空间结构V形,故C错误;
D.氨气气分子中氮原子采用sp3杂化,有1个孤电子对,杂化轨道表示式:,故D正确;
选D。
22.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)下列物质性质的差异与化学键强弱无关的是
A.沸点:SiH4>CH4 B.热稳定性:HF>HCl
C.硬度:金刚石>单晶硅 D.熔点:NaCl>KCl
【答案】A
【详解】A.SiH4和CH4都为分子晶体,范德华力越大沸点越高与化学键无关,A项符合题意;
B.HF和HCl都为分子晶体,其热稳定性与共价键键能有关,B项不符合题意;
C.金刚石和单晶硅都为共价晶体,共价晶体共价键越稳定硬度越大,C项不符合题意;
D.NaCl和KCl都为离子晶体,离子键键能越大熔点越高,D项不符合题意;
故选A。
23.(23-24高二下·天津南开中学·期中)下列有关化学用语表示正确的是
A.氯气的共价键电子云轮廓图: B.二氧化硅的分子式为
C.的模型为 D.顺丁烯的结构简式:
【答案】A
【详解】A.氯气分子中氯原子与氯原子形成p-p键,共价键电子云轮廓图为,故A正确;
B.二氧化硅为共价晶体,其化学式为,不由分子构成,故B错误;
C.在NH3中N为中心原子,σ键个数为3,孤电子对==1,价层电子对为3+1=4,所以杂化方式为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,故C错误;
D.顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧,其结构简式为,故D错误;
答案选A。
24.(23-24高二下·天津南开中学·期中)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A.分子呈正四面体,键角为
B.NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关
C.Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D.是由极性键构成的极性分子
【答案】D
【详解】A.分子呈正四面体,磷原子在正四面体的四个顶点处,键角为,A错误;
B.NaCl焰色试验为黄色,与Na电子跃迁有关,B错误;
C.Cu基态原子核外电子排布不符合构造原理,考虑了半满规则和全满规则,价电子排布式为3d104s1,这样能量更低更稳定,C错误;
D. 的构型是V形,因此是由极性键构成的极性分子,D正确;
故选D。
25.(23-24高二下·天津北辰区·期中)已知O3的空间构型为V型,分子中正电中心和负电中心不重合,则下列关于O3和O2在水中的溶解度的叙述中,正确的是
A.O3在水中的溶解度和O2的一样 B.O3在水中的溶解度比O2的小
C.O3在水中的溶解度比O2的大 D.无法比较
【答案】C
【详解】O2分子是直线型结构,分子中正电中心和负电中心重合,为非极性分子,O3分子的空间构型为V型,分子中正电中心和负电中心不重合,为极性分子,由相似相溶原理可知,极性分子O3在极性分子水中的溶解度比非极性分子O2要大,故选C。
26.(23-24高二下·天津南开中学·期中)共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:,下列说法不正确的是
A.的结构式为 B.为非极性分子
C.该反应中的配位能力大于氯 D.比更难与发生反应
【答案】D
【详解】A.由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,故A正确;
B.由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子,故B正确;
C.由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;
D.溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误;
故选D。
27.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)下列有关元素性质的比较中正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.电负性: D.最高正化合价:
【答案】B
【详解】A.同周期从左往右,原子半径依次减小即P>S>Cl,A错误;
B.同周期从左往右第一电离能增大,但由于ⅤA族为半满稳定难失电子所以同周期ⅤA>ⅥA,所以第一电离能F>N>O>Li,B正确;
C.金属性越强电负性越小,即电负性F>H>Na,C错误;
D.F没有最高正价,而S为ⅥA族最高正价为+6价,而P为ⅤA族最高正价为+5价,D错误;
故选B。
28.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)下列表示不正确的是
A.次氯酸的电子式
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式
D.离子核外有个电子,原子质子数可表示为
【答案】A
【详解】A.次氯酸中中心原子为O,O最外层电子为6需要共用2对电子达饱和,所以电子式为,A项错误;
B.丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3,其球棍模型如图 ,B项正确;
C.乙烯中存在C=C不能省略,其结构简式为CH2=CH2,C项正确;
D.R失去2个电子得到R2+,所以R的电子为a+2,D项正确;
故选A。
29.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)常见的晶体有如下类型:①分子晶体;②离子晶体;③原子晶体;④金属晶体。短周期非金属元素所形成的单质或化合物中,固态时的晶体类型可能是
A.①③ B.①③④ C.①②③ D.①②④
【答案】C
【详解】常见短周期非金属元素有:H、C、N、O、F、S、Si、P、Cl等,H常与其它元素形成分子晶体,C、Si的单质属于原子晶体,Cl-与铵根离子间易形成离子化合物,答案选C。
30.(22-23高二下·天津第三中学·期中)几种离子晶体的晶胞如图所示,则下列说法正确的是
A.熔沸点:NaCl<CsCl
B.在NaCl晶胞中,距离Na+最近且等距的Na+数目为6
C.若ZnS的晶胞边长为apm,则Zn2+与S2-之间最近距离为apm
D.上述三种晶胞中,其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl
【答案】D
【详解】A.NaCl 和CsCl都是离子晶体,Na+半径小于Cs+半径,半径越小,离子间的离子键越强,熔沸点越高,因此熔沸点:NaCl>CsCl,A错误;
B.由图可知,在NaCl晶胞中,距离Na+最近且等距的Na+数且为12,B错误;
C.ZnS的晶胞边长为a pm,Zn2+与S2-之间的最近距离为体对角线的,因此为apm,C错误;
D.ZnS中阳离子配位数为4,NaCl中阳离子配位数为6,CsCl中阳离子配位数为8,因此阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl,D正确;
故选D。
31.(22-23高二下·天津第三中学·期中)配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法错误的是
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键
B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C.1 mol配合物中σ键数目为10NA
D.该配合物为离子化合物,1 mol该配合物含有阴、阳离子的总数为3NA
【答案】C
【详解】A.配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]是离子化合物,Na+与[Fe(CN)5(NO)]-以离子键结合;在络离子[Fe(CN)5(NO)]-中配位体与中心Fe3+之间以配位键结合,在配位体CN-及NO中存在极性键,故该化合物中存在离子键、配位键、极性键,A正确;
B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位体有5个CN-和1个NO,故其配位数为6,B正确;
C.共价单键都是σ键;共价三键中一个是σ键,2个是π键;在该配位化合物中,配位体与中心Fe3+形成6个配位键;在配位体CN-中存在一个σ键,在NO中存在一个σ键,故1 mol配合物中σ键物质的量是(6+1×5+1)mol=12 mol,故含有的σ键数目为12NA,C错误;
D.化合物为离子化合物,易电离,完全电离成2个Na+和1个[Fe(CN)5(NO)]-,所以1mol配合物完全电离成2 mol Na+和1 mol [Fe(CN)5(NO)]-,电离共得到3NA的离子,D正确;
故合理选项是C。
32.(22-23高二下·天津第三中学·期中)Ga和As均位于元素周期表第四周期,砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等,其晶胞结构如图所示,其中原子1的坐标为(0,0,0),原子2的坐标为(1,1,1)。下列有关说法中错误的是
A.原子3的坐标为
B.根据元素周期律,原子半径
C.GaAs的熔点为1238℃,硬度大,晶体类型为共价晶体
D.若晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,则GaAs晶体的密度为
【答案】A
【详解】A.由图可知,原子3在x、y、z轴上的投影分别为,坐标为,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径,B正确;
C.GaAs的熔点为1238℃,硬度大,熔点高硬度大,故晶体类型为共价晶体,C正确;
D.据“均摊法”,晶胞中含个As、4个Ga,1个晶胞中含有4个GaAs,则晶体密度为,D正确;
故选A。
33.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)请回答以下问题:
(1)基态碳原子的价电子排布不能表示为,原因是违背 。
(2)下列有关乙烷(C2H6)和乙烯(C2H4)的描述正确的是_______(填字母)。
A.分子中均含有键和键 B.分子中的所有原子均处于同一平面上
C.分子中的碳碳键键长:乙烯>乙烷 D.乙烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2
(3)分子中Cl-C-Cl的键角 (填“>”、“<”或“=”)甲醛分子中H-C-H的键角。
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是 。
(5)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体;该晶体的熔点比SiO2晶体 (填“高”或“低”)
(6)如图是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】(1)洪特规则
(2)D
(3)小于
(4)乙烯与CH2=CHCl均属分子晶体且结构相似,但后者的相对分子质量更大,范德华力更大
(5) 共价 高
(6)
【详解】(1)基态碳原子的价电子排布表示为,不能表示为,原因是违背洪特规则;
(2)A.乙烷分子中只含有键,故A错误;
B.乙烷分子中C的杂化为sp3,不可能所有原子均处于同一平面上,故B错误;
C.乙烯分子中含有碳碳双键,乙烷分子中含有碳碳单键,分子中的碳碳键键长:乙烯<乙烷,故C错误;
D.乙烯中含有碳碳双键,乙烯为平面结构,碳原子的杂化轨道类型为sp2,故D正确;
选D。
(3)氯原子的电负性强于氢原子的,对电子的吸引能力更强,所以甲醛分子中的H-C-H键角更大;
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是乙烯与CH2=CHCl均属分子晶体且结构相似,但后者的相对分子质量更大,范德华力更大。
(5)根据图示,该CO2晶体属于原子晶体;SiO2晶体的共价晶体,硅原子半径大于C原子,所以该CO2晶体的熔点比SiO2晶体高;
(6)根据碳化硅的晶胞结构。晶胞中C原子数为4,Si原子数为,若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为g/cm3。
34.(23-24高二下·天津耀华中学·期中)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素,称为铁系元素,相关化合物在生产生活中应用广泛。
(1)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。金属羰基化合物的配位原子为 (填元素名称),其更容易进行配位的原因是 。CO与N2结构相似,其中CO分子内σ键和π键的个数比为 。
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物。已知CO3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象。则第一种配合物的结构式可表示为 ,第二种配合物的结构式可表示为 。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,则产生的现象是 。
提示:TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2
(3)NiO晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示:
NiO晶胞中,每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。晶胞参数为apm,NA代表阿伏伽德罗常数的值。则NiO晶体的密度为 g·cm—3(只列出计算式)。
【答案】(1) 碳 碳电负性小于氧,对电子对的束缚作用低,易于提供孤对电子 1:2
(2) [CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
(3) 12
【详解】(1)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。由于碳和 都有孤对电子,但碳的电负性比氧的电负性小,对电子的吸引力弱,给电子能力强,因此金属羰基化合物的配位原子为碳,其更容易进行配位的原因是碳电负性小于氧,对电子对的束缚作用低,易于提供孤对电子。氮气有1个σ键,2个π键, CO与N2结构相似,其中CO分子内σ键和π键的个数比为1:2;故答案为:碳;碳电负性小于氧,对电子对的束缚作用低,易于提供孤对电子;1:2。
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物。已知CO3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,说明硫酸根在外界,则该配合物的结构式可表示为[CoBr(NH3)5]SO4,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象,说明硫酸根在内界,则该配合物的结构式可表示为[Co(SO4)(NH3)5]Br。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,由于溴离子再外界,因此会生成溴化银沉淀,则产生的现象是生成淡黄色沉淀;故答案为:[CoBr(NH3)5]SO4;[Co(SO4)(NH3)5]Br;生成淡黄色沉淀。
(3)NiO晶胞中,以顶点的氧分子,最近的在面心上,一个面有4个氧原子离顶点氧最近,总共有3个面,因此每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有12个。根据图中晶胞结构得到氧离子个数为,则晶胞中有4个NiO,晶胞参数为apm,NA代表阿伏伽德罗常数的值。则NiO晶体的密度为g·cm−3;故答案为:12;。
35.(22-23高二下·天津第三中学·期中)A-H元素在元素周期表中的位置如图所示,回答下列问题:
(1)G是地壳中含量第5的元素,在地壳中全部以化合态存在,其化合物的焰色试验为砖红色,这与G原子核外电子发生跃迁 (填“吸收”或“释放”)能量有关。
(2)第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有 种。
(3)H被称为“人类的第三金属”,与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有 种。
(4)D的某种氢化物(D2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:2D2H4+D2O4=3D2+4H2O,D2H4的电子式是 ,D2的结构式是 ,若该反应中有4 mol电子转移,则形成的键有 mol。
(5)F元素能形成多种含氧酸及盐,其中NaFO2是常用的消毒剂,其酸根离子的中心原子价层电子对数为 ,空间构型为 。
(6)NiO晶体与NaCl晶体结构相似。
①设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个Ni2+间距为a pm,NiO的摩尔质量为M g/mol,则NiO晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
②晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如图所示的缺陷:当一个Ni2+空缺,会有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6:91。若该晶体的化学式为,则x= 。
【答案】(1)释放
(2)3
(3)3
(4) N≡N 3
(5) 4 V形
(6) 0.97
【分析】由元素在周期表的位置可知,A为H元素、B为Li元素、C为B元素、D为N元素、E为Al元素、F为Cl元素、G为Ca元素、H为Ti元素;
【详解】(1)焰色反应为砖红色,这与G原子核外电子发生跃迁释放能量有关,故答案为:释放;
(2)同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p电子半满为较稳定结构,其第一电离能大于相邻元素,则第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有铍、碳、氧元素,共3种,故答案为:3;
(3)Ti的价电子排布为3d2 4s2,未成对电子数为2,与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有Ni、Ge、Se,共3种,故答案为:3;
(4)D2H4为N2H4,其电子式是 ;氮气的结构式为N≡N;氮气含2个π键,由2N2H4+H2O4=3N2+4H2O可知,转移8mol电子时,生成6mol键,则该反应中有4mol电子转移,则形成的键有3mol,故答案为: ;N≡N;3;
(5)的中心原子的价电子对数为2+=4,含2对孤对电子,空间结构为V形,答案为4;V形;
(6)①NiO晶体与NaCl晶体结构相似,1个晶胞中含有4个Ni2+,4个O2-,距离最近的两个Ni2+间距为apm,因为距离最近的两个Ni2+位于顶点和面心,为面对角线的一半,则晶胞边长为apm,为a 10-10cm,则1个晶胞体积为(a 10-10cm)3,1个晶胞质量为g,密度==g/cm3,故答案为:;
②样品中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6 : 91,则含Ni3+为,含Ni2+为:,根据晶体呈电中性,,解得x=0.97,故答案为: 0.97。
36.(22-23高二下·天津第三中学·期中)按要求回答下列问题:
(1)Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素,探究其结构有重要意义。
①Fe、Co、Ni在元素周期表中的位置为 ,请写出基态镍原子的核外电子排布式 。
②按照核外电子排布,可把元素周期表划分为5个区,Co在元素周期表中属于 区。
③用X射线衍射测定,得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为 。每个晶胞B中含Fe原子数为 。
(2)[Co(NH3)5Cl] Cl2是Co3+的一种重要配合物。
①1mol [Co(NH3)5Cl] Cl2与足量的硝酸银溶液反应产生 molAgCl沉淀。
②Co3+的价层电子轨道表示式是 。
③1mol[Co(NH3)5Cl]2+中含有的键的数目为 。
(3)第ⅤA族元素及其化合物的结构和性质如下:
①NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式,下同),键角由大到小的顺序为 。
②某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图,该物质熔沸点高、硬度大与金刚石类似:
i.氮化硼属 晶体;该种氮化硼的熔点 SiC (填“>”或“<”或“=”)。
ii.已知氮化硼晶胞的边长为a nm,则晶胞密度为 g·cm-3 (用含有a、NA的代数式表示)。
【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d84s2 d 8 4
(2) 2 21NA
(3) NH3>AsH3>PH3 NH3>PH3>AsH3 共价 >
【详解】(1)①元素Fe为26号元素,Co为27号元素,Ni为30号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d74s2;
②钴元素为过渡元素,位于元素周期表d区;
③由图可知,晶胞A中Fe的配位数为8,所以每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据原子均摊法,每个晶胞B中含Fe原子数为;
(2)①配合物的外界完全解离,1mol [Co(NH3)5Cl] Cl2完全解离出2molCl-,与足量AgNO3溶液反应得到2molAgCl沉淀;
②钴元素的原子序数为27,三价钴离子的价电子排布式为3d6,价层电子轨道表示式为;
③配离子中配位键属于σ键,氨分子中氮氢键属于σ键,则1mol配离子中σ键的数目为1mol×10×NAmol-1=21NA;
(3)①氨分子能形成分子间氢键,而磷化氢、砷化氢不能形成分子间氢键,则氨分子的沸点高于磷化氢、砷化氢,磷化氢、砷化氢是结构相似的分子晶体,砷化氢的相对分子质量大于磷化氢,分子间作用力大于磷化氢,沸点高于磷化氢,所以三种氢化物的沸点大小顺序为NH3>AsH3>PH3;同主族元素,从上到下原子半径依次增大、电负性依次减小,氢化物分子中成键电子对的斥力依次减小,键角依次减小,所以三种氢化物分子中键角的大小顺序为NH3>PH3>AsH3,故答案为:NH3>AsH3>PH3;NH3>PH3>AsH3;
②氮化硼晶体为熔沸点高、硬度大的共价晶体,由于氮原子的原子半径小于碳原子、硼原子的原子半径小于硅原子,所以氮化硼晶体中氮硼键的共价键强于碳化硅中碳硅键,熔点高于碳化硅,晶胞中位于顶点和面心的氮原子个数为,位于体内的硼原子个数为4,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=10-21a3d,解得d=,故答案为:共价;>;。
37.(22-23高二下·天津第三中学·期中)A、B、C、D、E五种元素,位于元素周期表的前四周期,它们的核电荷数依次增大,有如下信息:
元素
信息
A
最外层电子数等于电子层数,常温下其单质为气体
B
基态原子的L层p轨道上有2个电子
C
基态原子核外有3个未成对电子
D
主族元素,其单质晶体可用做电脑芯片主要材料,可形成多种共价晶体
E
基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1,M层处于全充满状态,E为过渡金属元素,单质通常呈紫红色
请回答下列问题:
(1)B与C相比,电负性较大的是 (填元素符号)。
(2)B可与A形成B2A4化合物,其含有的π键和σ键的个数比为 ;C可与A形成CA3化合物,CA3电子式为 ,该分子空间构型为 ,是 (填“极性”或“非极性”)分子。其中C原子的杂化轨道类型为 。
(3)E原子的价电子排布式为 。
(4)B的最高价氧化物与D的最高价氧化物的沸点相差较大的原因是 。
(5)向4mL 0.1mol/L E的常见硫酸盐溶液中滴加几滴1 mol/L氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管的现象是 ,再向试管中滴加乙醇的现象是 ,写出整个实验过程中发生反应的各步离子方程式 , , 。
【答案】(1)N
(2) 1∶5 三角锥 极性 sp3
(3)3d104s1
(4)碳元素的最高价氧化物为CO2,其为分子晶体;Si元素的最高价氧化物为SiO2,其为共价晶体
(5) 沉淀溶解,溶液变为深蓝色 析出深蓝色沉淀 Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2 Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- [Cu(NH3)4]2+++H2O [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
【分析】A、B、C、D、E五种元素,位于元素周期表的前四周期,它们的核电荷数依次增大,其中最外层电子数等于电子层数且常温下其单质为气体,则A为H元素;B元素的基态原子的L层p轨道上有2个电子,其价电子排布式为2s22p2,则B为C元素;D是主族元素,其单质晶体可用做电脑芯片主要材料,则D为Si元素;C元素基态原子核外有3个未成对电子,原子序数小于Si,则其价电子排布式为2s22p3,故C为N元素;E为过渡金属元素,其基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1,M层处于全充满状态,则原子核外电子数为2+8+18+1 = 29,故E为Cu元素;
综上,由分析可知,A为H元素、B为C元素、C为N元素、D为Si元素、E为Cu元素;
【详解】(1)同周期主族元素自左而右电负性增大,故电负性:N> C,答案为N;
(2)
化合物B2A4是C2H4,其结构简式为CH2=CH2,单键为键,双键含有1个键、1个键,分子含有的键和键的个数比为1:5;化合物CA3是NH3,其电子式为;N原子价层电子对数为4,有1对孤电子对,该分子空间构型为三角锥形,其中N原子的杂化轨道类型为sp3杂化;
(3)E是Cu元素,核外电子数为29,处于第四周期第ⅠB族,原子的价电子排布式为3d104s1,故答案为3d104s1;
(4)B的最高价氧化物为CO2,D的最高价氧化物是SiO2,CO2属于分子晶体,SiO2属于共价晶体,导致二者沸点相差较大,故答案为CO2属于分子晶体,SiO2属于共价晶体,导致二者沸点相差较大;
(5)向4mL 0.1mol/L E的常见硫酸盐溶液中滴加几滴1 mol/L氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管的现象是沉淀溶解,溶液变为深蓝色,再向试管中滴加乙醇的现象是析出深蓝色沉淀,整个实验过程中发生反应的各步离子方程式为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-、[Cu(NH3)4]2+++H2O [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓。
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专题01 物质结构与性质
内容概览
考向1 原子结构与性质
考向2 分子结构与性质
考向3 晶体结构与性质
考向1 原子结构与性质
1.(23-24高二下·天津·期中)下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·天津第一中学·期中)具有下列电子层结构的原子或离子,其对应元素一定属于同一周期的是
A.两原子核外全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为的离子
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的离子
3.(23-24高二下·天津·期中)下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.最高正化合价: D.原子半径:
4.(23-24高二下·天津红桥区·期中)下列化学用语表述不正确的是
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:
C.NH3的空间构型为:
D.基态C原子的价层电子轨道表示式:
5.(23-24高二下·天津南开中学·期中)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期,且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子,W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.电负性:
C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:
D.与水反应生成产物之一是非极性分子
6.(23-24高二下·天津红桥区·期中)A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如表所示,请用化学用语回答下列问题。
A
原子核外共有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
电离能数据(单位:KJ/mol):738、1451、7733、10540、13630……
E
基态原子最外层电子排布式为:
F
基态原子的最外层p轨道上2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
其中一种氧化物是有磁性的黑色固体
(1)A的元素符号 ,B的原子结构示意图 ,G在周期表的位置 。
(2)A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示),
(3)A的一种氢化物的相对分子量为26,在此氢化物中,中心原子A的杂化轨道类型为 。
(4)D、E、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为 ,三种元素原子半径由大到小的顺序为 。(均用元素符号表示)
(5)G元素可形成、,其中较稳定的是,原因是 。
(6)已知元素A、B形成的分子中所有原子都满足8电子稳定结构,则中σ键与π键之比为 。
考向2 分子结构与性质
7.(22-23高二下·天津第三中学·期中)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化 B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化 D. 三角锥形 杂化
8.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列关于键和键的说法中,错误的是
A.键的电子云图形是轴对称的,键的电子云图形是镜面对称的
B.键是原子轨道“头碰头”式重叠,键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C.两个p轨道不能形成键,只能形成键
D.H只能形成键,O可以形成键和键
9.(22-23高二下·天津河西区·期中)的分子结构如图所示,下列有关说法正确的是
A.既有键又有键 B.既有极性键又有非极性键
C.既能溶于水又能溶于 D.氧原子杂化轨道类型属于杂化
10.(23-24高二上·北京师范大学第二附属中学·月考)下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是
A. B. C. D.
11.(23-24高二下·天津北辰区·期中)用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,也可推测键角大小,下列判断正确的是
A.COCl2(光气)是平面三角形分子 B.BeCl2是V形分子
C.CS2键角等于120° D.键角小于
12.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列物质中,既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是( )
A.CCl4 B.CO2 C.NH4Cl D.C2H4
13.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列关于氢键X-H…Y的说法中,正确的是
A.氢键是共价键的一种
B.同一分子内也可能形成氢键
C.只有O、F元素能形成氢键
D.氢键键长一般定义为H…Y的长度
14.(23-24高二下·天津红桥区·期中)回答下列问题:
(1)在分子中,F―B―F的键角是 。
(2)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 。
(3)的空间构型是 ,的空间构型为 ,写出与结构相同的一种阴离子的化学式 。
(4)已知Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断分子中Sn―Br键的键角 120°(填“>”“<”或“=”)。
(5)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ;和能以任意比例互溶的原因是(回答两点原因) 、 。
考向3 晶体结构与性质
15.(23-24高二下·天津北辰区·期中)下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是
A.和 B.和 C.和 D.和
16.(23-24高二下·天津南开中学·期中)一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数,晶胞棱边夹角均为)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。下列有关说法不正确的是
A.该氧化物的化学式为
B.Li原子的配位数为8
C.O原子之间的最短距离为
D.若p原子的分数坐标为,则q原子的分数坐标为
17.(23-24高二下·天津·期中)下列关于晶体的叙述中,错误的是
A.晶体中配位数为4,配位数为8
B.碘晶胞中,每个分子紧邻12个分子
C.金刚石晶体中,碳原子与碳碳键数目比为1∶2
D.12 g石墨晶体中含有3 mol σ键
18.(23-24高二下·天津红桥区·期中)下列关于物质熔、沸点的比较正确的是
A.HF、HCl、HBr的沸点依次升高
B.Rb、K、Na、Li的沸点依次降低
C.CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低
D.晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高
19.(23-24高二下·天津北辰区·期中)MgO、Cu和干冰的晶胞示意图如下:
请回答下列问题:
(1)以上晶体中粒子之间主要以范德华力结合的晶体是 ;
(2)在MgO晶体中,与相邻且最近的个数为 ;
(3)每个Cu晶胞中平均有 个Cu原子;
(4)GaN晶体结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。如下图所示。
晶胞中与同一个N原子相连的Ga原子构成的空间构型为 ;
(5)若GaN晶胞边长为,为阿伏伽德罗常数,GaN的密度为 。
20.(23-24高二下·天津红桥区·期中)和的分子空间结构和相应的键角如图所示。
下列说法不正确的是
A.N、O、P都是周期表中的p区元素
B.相对分子质量大于,故沸点:
C.的键角小于是因为孤电子对之间的斥力更大
D.上述分子中P、N、O的轨道杂化类型均为
21.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型:
B.键电子云轮廓图:
C.的空间结构示意图为
D.氨气分子中氮原子的杂化轨道表示式:
22.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)下列物质性质的差异与化学键强弱无关的是
A.沸点:SiH4>CH4 B.热稳定性:HF>HCl
C.硬度:金刚石>单晶硅 D.熔点:NaCl>KCl
23.(23-24高二下·天津南开中学·期中)下列有关化学用语表示正确的是
A.氯气的共价键电子云轮廓图: B.二氧化硅的分子式为
C.的模型为 D.顺丁烯的结构简式:
24.(23-24高二下·天津南开中学·期中)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A.分子呈正四面体,键角为
B.NaCl焰色试验为黄色,与Cl电子跃迁有关
C.Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D.是由极性键构成的极性分子
25.(23-24高二下·天津北辰区·期中)已知O3的空间构型为V型,分子中正电中心和负电中心不重合,则下列关于O3和O2在水中的溶解度的叙述中,正确的是
A.O3在水中的溶解度和O2的一样 B.O3在水中的溶解度比O2的小
C.O3在水中的溶解度比O2的大 D.无法比较
26.(23-24高二下·天津南开中学·期中)共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:,下列说法不正确的是
A.的结构式为 B.为非极性分子
C.该反应中的配位能力大于氯 D.比更难与发生反应
27.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)下列有关元素性质的比较中正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.电负性: D.最高正化合价:
28.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)下列表示不正确的是
A.次氯酸的电子式
B.丁烷的球棍模型
C.乙烯的结构简式
D.离子核外有个电子,原子质子数可表示为
29.(22-23高二下·天津第四十七中学·期中)常见的晶体有如下类型:①分子晶体;②离子晶体;③原子晶体;④金属晶体。短周期非金属元素所形成的单质或化合物中,固态时的晶体类型可能是
A.①③ B.①③④ C.①②③ D.①②④
30.(22-23高二下·天津第三中学·期中)几种离子晶体的晶胞如图所示,则下列说法正确的是
A.熔沸点:NaCl<CsCl
B.在NaCl晶胞中,距离Na+最近且等距的Na+数目为6
C.若ZnS的晶胞边长为apm,则Zn2+与S2-之间最近距离为apm
D.上述三种晶胞中,其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl
31.(22-23高二下·天津第三中学·期中)配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法错误的是
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键
B.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C.1 mol配合物中σ键数目为10NA
D.该配合物为离子化合物,1 mol该配合物含有阴、阳离子的总数为3NA
32.(22-23高二下·天津第三中学·期中)Ga和As均位于元素周期表第四周期,砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等,其晶胞结构如图所示,其中原子1的坐标为(0,0,0),原子2的坐标为(1,1,1)。下列有关说法中错误的是
A.原子3的坐标为
B.根据元素周期律,原子半径
C.GaAs的熔点为1238℃,硬度大,晶体类型为共价晶体
D.若晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,则GaAs晶体的密度为
33.(23-24高二下·天津滨海新区塘沽第一中学·期中)请回答以下问题:
(1)基态碳原子的价电子排布不能表示为,原因是违背 。
(2)下列有关乙烷(C2H6)和乙烯(C2H4)的描述正确的是_______(填字母)。
A.分子中均含有键和键 B.分子中的所有原子均处于同一平面上
C.分子中的碳碳键键长:乙烯>乙烷 D.乙烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2
(3)分子中Cl-C-Cl的键角 (填“>”、“<”或“=”)甲醛分子中H-C-H的键角。
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是 。
(5)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体;该晶体的熔点比SiO2晶体 (填“高”或“低”)
(6)如图是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
34.(23-24高二下·天津耀华中学·期中)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素,称为铁系元素,相关化合物在生产生活中应用广泛。
(1)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。金属羰基化合物的配位原子为 (填元素名称),其更容易进行配位的原因是 。CO与N2结构相似,其中CO分子内σ键和π键的个数比为 。
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物。已知CO3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象。则第一种配合物的结构式可表示为 ,第二种配合物的结构式可表示为 。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,则产生的现象是 。
提示:TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2
(3)NiO晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示:
NiO晶胞中,每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。晶胞参数为apm,NA代表阿伏伽德罗常数的值。则NiO晶体的密度为 g·cm—3(只列出计算式)。
35.(22-23高二下·天津第三中学·期中)A-H元素在元素周期表中的位置如图所示,回答下列问题:
(1)G是地壳中含量第5的元素,在地壳中全部以化合态存在,其化合物的焰色试验为砖红色,这与G原子核外电子发生跃迁 (填“吸收”或“释放”)能量有关。
(2)第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有 种。
(3)H被称为“人类的第三金属”,与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有 种。
(4)D的某种氢化物(D2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:2D2H4+D2O4=3D2+4H2O,D2H4的电子式是 ,D2的结构式是 ,若该反应中有4 mol电子转移,则形成的键有 mol。
(5)F元素能形成多种含氧酸及盐,其中NaFO2是常用的消毒剂,其酸根离子的中心原子价层电子对数为 ,空间构型为 。
(6)NiO晶体与NaCl晶体结构相似。
①设阿伏加德罗常数的值为NA,距离最近的两个Ni2+间距为a pm,NiO的摩尔质量为M g/mol,则NiO晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
②晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如图所示的缺陷:当一个Ni2+空缺,会有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6:91。若该晶体的化学式为,则x= 。
36.(22-23高二下·天津第三中学·期中)按要求回答下列问题:
(1)Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素,探究其结构有重要意义。
①Fe、Co、Ni在元素周期表中的位置为 ,请写出基态镍原子的核外电子排布式 。
②按照核外电子排布,可把元素周期表划分为5个区,Co在元素周期表中属于 区。
③用X射线衍射测定,得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为 。每个晶胞B中含Fe原子数为 。
(2)[Co(NH3)5Cl] Cl2是Co3+的一种重要配合物。
①1mol [Co(NH3)5Cl] Cl2与足量的硝酸银溶液反应产生 molAgCl沉淀。
②Co3+的价层电子轨道表示式是 。
③1mol[Co(NH3)5Cl]2+中含有的键的数目为 。
(3)第ⅤA族元素及其化合物的结构和性质如下:
①NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式,下同),键角由大到小的顺序为 。
②某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图,该物质熔沸点高、硬度大与金刚石类似:
i.氮化硼属 晶体;该种氮化硼的熔点 SiC (填“>”或“<”或“=”)。
ii.已知氮化硼晶胞的边长为a nm,则晶胞密度为 g·cm-3 (用含有a、NA的代数式表示)。
37.(22-23高二下·天津第三中学·期中)A、B、C、D、E五种元素,位于元素周期表的前四周期,它们的核电荷数依次增大,有如下信息:
元素
信息
A
最外层电子数等于电子层数,常温下其单质为气体
B
基态原子的L层p轨道上有2个电子
C
基态原子核外有3个未成对电子
D
主族元素,其单质晶体可用做电脑芯片主要材料,可形成多种共价晶体
E
基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1,M层处于全充满状态,E为过渡金属元素,单质通常呈紫红色
请回答下列问题:
(1)B与C相比,电负性较大的是 (填元素符号)。
(2)B可与A形成B2A4化合物,其含有的π键和σ键的个数比为 ;C可与A形成CA3化合物,CA3电子式为 ,该分子空间构型为 ,是 (填“极性”或“非极性”)分子。其中C原子的杂化轨道类型为 。
(3)E原子的价电子排布式为 。
(4)B的最高价氧化物与D的最高价氧化物的沸点相差较大的原因是 。
(5)向4mL 0.1mol/L E的常见硫酸盐溶液中滴加几滴1 mol/L氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管的现象是 ,再向试管中滴加乙醇的现象是 ,写出整个实验过程中发生反应的各步离子方程式 , , 。
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