内容正文:
抚顺一中2024-2025学年度高二年级下学期期初测试
化学试卷
可能用到的原子量:C-12 O-16 Na-23 Si-28 P-31 S-32 K-39
第Ⅰ卷
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 化学处处呈现美。下列有关说法正确是
A. 分子呈现完美对称,为V形结构
B. NaCl焰色试验为黄色,与氯原子的电子跃迁有关
C. 冰雪融化时需要破坏氢键和范德华力
D. 镁条燃烧发出耀眼白光,只将化学能转化为光能
2. 总共含有6个能级的能层符号为
A. M B. N C. P D. Q
3. 工业制硝酸转化器中发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O。下列说法正确的是
A. 半径大小:r(N)<r(O) B. 电离能大小:I1(N)<I1(O)
C. 电负性大小:χ(N)<χ(O) D. 热稳定性:H2O<NH3
4. 分析下列各物质的性质,判断其固态属于共价晶体的是
A. 固态时或熔融后易导电,熔点在1000℃左右
B. 黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电
C. 选择性良好的氟化试剂,在室温下易升华
D. 无色晶体,沸点2980℃,固态不导电,熔融态能导电
5. 硒被誉为人体微量元素的“抗癌之王”。下列有关硒的说法正确的是
A. 基态硒原子价电子层有2个未成对电子
B. 基态硒原子电子排布式为
C. 基态硒的原子半径大于砷
D. 硒的最高价氧化物对应的水化物为
6. 第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成气态分子,其空间结构呈三角锥形。在气态和液态时的结构如图所示,下列关于分子的说法不正确的是
A. 分子中5个的键能不完全相同 B. 的键角有90°、120°、180°
C. 受热后会分解生成 D. 中每个原子都达到8电子稳定结构
7. 许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力,能形成种类繁多的配合物,下列说法正确的是
A. 配合物的外界为
B. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C. 配合物的配体为和
D. 配合物中的化合价为
8. 根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A. 元素Q元素可能为稀有气体 B. R和S均可能与U在同一主族
C. U元素可能在元素周期表的s区 D. 原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
9. “类推”是一种常用的学习方法,但有时会产生错误的结论,下列类推结论中正确的是
A. 族元素单质沸点顺序是:;则族元素单质沸点顺序也是:
B. 第二周期元素氢化物的稳定性顺序是:;则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是:
C. 晶体中有负离子,必有正离子;则晶体中有正离子,必有负离子
D. 干冰分子晶体,则也是分子晶体
10. 中国承诺2030年前,的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。其中由和制备合成气(CO、),再由合成气制备的反应转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol石墨和1mol金刚石中所含C-C的数目相同
B. 等物质的量的和,的质子数比多
C. 制备合成气的反应中,若生成1 mol CO,理论上反应I和Ⅱ共转移电子数为
D. 反应Ⅲ的化学方程式为,原子利用率为100%,符合绿色化学理念
11. 、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中和位于同一主族,由这五种元素组成的一种化合物的结构如下图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 和的空间结构相同
C. 简单氢化物的沸点: D. 第一电离能:
12. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
正戊烷的沸点高于新戊烷
正戊烷分子极性大于新戊烷,范德华力强
B
金刚石的熔点高于
金刚石为共价晶体,为分子晶体
C
三氟乙酸的大于三氯乙酸的
电负性大于,三氟乙酸键极性强
D
在水中的溶解度大于CO
为非极性分子,为极性分子
A. A B. B C. C D. D
13. 下列说法正确的是(NA为阿伏伽德罗常数)
A. 124 g P4含有P—P键的个数为4NA
B. 12 g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA
C. 28 g晶体硅中含有Si—Si键的个数为4NA
D. 78g Na2O2晶体中含离子的个数为4NA
14. 软硬酸碱理论认为,常见的硬酸有、、等,软酸有、、等;硬碱有、等,软碱有、等;酸碱结合的原则为:“硬酸优先与硬碱结合,软酸优先与软碱结合,软和硬结合一般不稳定”。该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。下列叙述正确的是
A. 稳定性比较:
B. 稳定性比较:
C. 反应难以向右进行
D. 含的红色溶液中加入适量后溶液褪色,说明碱的“硬度”:
15. 我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。下列有关说法错误的是
A. 反应产物中有两种非极性分子
B. 1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为1:1
C. K2S晶体中阴离子周围最近的阳离子有4个
D. 若K2S晶体的晶胞边长为a nm,则该晶体的密度为g·cm-3
第Ⅱ卷
二、非选择题(共55分)
16. 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题:
(1)元素As与N同主族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”),其判断理由是_______。
(2)Fe成为阳离子时首先失去_______轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为_______。
(3)比较离子半径:F-_______O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
①在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是_______,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。
②NH4H2PO4中,电负性最高元素是_______,P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。
17. 铜是人类最早使用的金属之一,最近科学家发现Cu元素有很强的杀菌作用,还可代替Al布线在硅芯片上。用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)生产粗铜,其反应原理如下:
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为___________。Cu2O的熔点 ___________Cu2S的熔点(填写“<”、“>”或“=”)。
(2)反应①、②中生成的气体SO2,分子的空间结构为___________。
(3)Cu2+能与NH3形成配位数为4的配合物,向CuSO4溶液中加入氨水,最终形成配合物[Cu(NH3)4]SO4.请判断:[Cu(NH3)4]SO4.中存在的化学键的类型有___________(填序号)。
a.离子键 b.金属键 c.配位键 d.非极性共价键 e.极性共价键
(4)如图是铜的一种氮化物晶体的晶胞结构。该化合物的化学式为___________,每个N原子周围与它最近且等距离的Cu原子有___________个,每个Cu原子周围与它最近且等距离的N原子有___________个。
18. Ⅰ.铁和硒都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用,回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下:
①基态Se原子的核外简化电子排布式为___________。
②该新药分子中有___________种不同化学环境的C原子。
③比较键角大小:气态SeO3分子___________SeO离子(填“大于”“小于”或“等于”),原因是___________。
Ⅱ.富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
(2)富马酸分子中键与键的数目比为___________。
(3)富马酸亚铁中除氢外各元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
Ⅲ.我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:
(4)氮原子价层电子的轨道表示式为___________。
(5)经X射线衍射测得化合物R的结构,其局部结构如图(a)所示。
①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为___________ (填标号)。
A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数
C.立体结构 D.共价键类型
② R中阴离子N中的σ键总数为___________个。分子中的大π键可用符号Ⅱ表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则N中的大π键应表示为___________。
③图(a)中虚线代表氢键,其表示式为(NH)N—H…Cl、___________、___________。
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抚顺一中2024-2025学年度高二年级下学期期初测试
化学试卷
可能用到的原子量:C-12 O-16 Na-23 Si-28 P-31 S-32 K-39
第Ⅰ卷
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 化学处处呈现美。下列有关说法正确的是
A. 分子呈现完美对称,为V形结构
B. NaCl焰色试验为黄色,与氯原子的电子跃迁有关
C. 冰雪融化时需要破坏氢键和范德华力
D. 镁条燃烧发出耀眼的白光,只将化学能转化为光能
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中中心原子碳原子价层电子对为,为sp杂化,呈直线形结构,呈现完美对称, 故A错误;
B.焰色试验为黄色,Na+离子的核外电子从能量高的状态跃迁到能量较低的状态,以光的形式将能量释放出来,故B错误;
C.水分子间存在范德华力和氢键,冰雪融化时,需要破坏范德华力和氢键,故C正确;
D.Mg在空气中燃烧时发出耀眼的白光,化学能一部分转化为光能,一部分转化为热能,故D错误;
故答案选C。
2. 总共含有6个能级的能层符号为
A. M B. N C. P D. Q
【答案】C
【解析】
【详解】每一能层所含的能级数目=能层序数,所以总共含有6个能级的能层是第6能层,第6能层符号为P;
故选C。
3. 工业制硝酸转化器中发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O。下列说法正确的是
A. 半径大小:r(N)<r(O) B. 电离能大小:I1(N)<I1(O)
C. 电负性大小:χ(N)<χ(O) D. 热稳定性:H2O<NH3
【答案】C
【解析】
【详解】A.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;半径大小:r(N)>r(O),A错误;
B.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,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,故N、O的第一电离能大小:N>O,B错误;
C.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;电负性大小:χ(N)<χ(O),C正确;
D.氧原子半径小于氮原子,形成的氢氧键键能大于氮氢键,故热稳定性:H2O>NH3,D错误;
故选C。
4. 分析下列各物质的性质,判断其固态属于共价晶体的是
A. 固态时或熔融后易导电,熔点在1000℃左右
B. 黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电
C. 选择性良好的氟化试剂,在室温下易升华
D. 无色晶体,沸点2980℃,固态不导电,熔融态能导电
【答案】B
【解析】
【详解】A.固态时或熔融后易导电,熔点在1000℃左右,应该为金属晶体,故A不选;
B.黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电,应为共价晶体,故B选;
C.在室温下易升华,应为分子晶体,故C不选;
D.固态不导电,熔融态能导电,应为离子晶体,故D不选;
答案选B。
5. 硒被誉为人体微量元素的“抗癌之王”。下列有关硒的说法正确的是
A. 基态硒原子价电子层有2个未成对电子
B. 基态硒原子电子排布式为
C. 基态硒的原子半径大于砷
D. 硒最高价氧化物对应的水化物为
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态原子核外有34个电子, 电子排布式为,价电子层有2个未成对电子,A正确;
B.基态原子核外有34个电子, 电子排布式为,B错误;
C.同一周期从左到右原子半径逐渐减小,基态硒的原子半径小于砷,C错误;
D.硒原子最外层6个电子,最高价为+6价,最高价氧化物对应的水化物为,D错误;
故答案为:A。
6. 第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成气态分子,其空间结构呈三角锥形。在气态和液态时的结构如图所示,下列关于分子的说法不正确的是
A. 分子中5个的键能不完全相同 B. 的键角有90°、120°、180°
C 受热后会分解生成 D. 中每个原子都达到8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.键长越短,键能越大,分子中的键长不同,所以键能不完全相同,故A正确;
B.上下两个Cl原子与R原子形成的键的键角为180°,中间为平面三角形,构成平面三角形的键角为120°,上下两个Cl原子与R原子形成的键与平面形成的夹角为90°,所以的键角有90°、120°、180°,故B正确;
C.,则受热后会分解生成,故C正确;
D.R原子最外层有5个电子,形成5对共用电子对,所以中R原子的最外层电子数为10,不满足8电子稳定结构,故D错误;
故选D。
7. 许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力,能形成种类繁多的配合物,下列说法正确的是
A. 配合物的外界为
B. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C. 配合物的配体为和
D. 配合物中的化合价为
【答案】A
【解析】
【详解】A. 配合物[Ag(NH3)2]OH的外界为,A正确;
B. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,提供空轨道,分子中的N原子提供孤对电子,B错误;
C. 配合物[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O的配体为,C错误;
D. 配合物K3[Fe(CN)6]中,为+1价,为-1价,则的化合价为+3,D错误。
答案为:A。
8. 根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A. 元素Q元素可能为稀有气体 B. R和S均可能与U在同一主族
C. U元素可能在元素周期表的s区 D. 原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.Q的第一电离能较大,说明Q结构稳定,Q元素可能为稀有气体,故A正确;
B.R、U的第一电离能与第二电离能相差较大,可知R、U都是ⅠA族元素,R、U在同一主族;S的第二电离能与第三电离能相差较大,S是ⅡA族元素,故B错误;
C.U元素的第一电离能与第二电离能相差较大,U是ⅠA族元素,在元素周期表的s区,故C正确;
D.T的第三电离能与第四电离能相差较大,T是ⅢA族元素,原子的价电子排布为ns2np1,故D正确;
选B。
9. “类推”是一种常用的学习方法,但有时会产生错误的结论,下列类推结论中正确的是
A. 族元素单质的沸点顺序是:;则族元素单质沸点顺序也是:
B. 第二周期元素氢化物的稳定性顺序是:;则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是:
C. 晶体中有负离子,必有正离子;则晶体中有正离子,必有负离子
D. 干冰是分子晶体,则也是分子晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属的阳离子半径越小,金属键越强,沸点越高,IA 族元素的金属离子半径Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+,故金属Li的金属键最强,沸点最高,单质沸点顺序是: Cs<Rb<K<Na<Li,A错误;
B.元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,第三周期元素非金属性Cl>S>P,氢化物的稳定性顺序也是: HCl>H2S>PH3,B正确;
C.晶体呈电中性,有负离子必然有正离子;但是有正离子不一定有负离子,如金属晶体,只有金属阳离子和自由电子,无负离子,C错误;
D.SiO2 是原子晶体,D错误;
故选B。
10. 中国承诺2030年前,的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。其中由和制备合成气(CO、),再由合成气制备的反应转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol石墨和1mol金刚石中所含C-C的数目相同
B. 等物质的量的和,的质子数比多
C. 制备合成气的反应中,若生成1 mol CO,理论上反应I和Ⅱ共转移电子数为
D. 反应Ⅲ的化学方程式为,原子利用率为100%,符合绿色化学理念
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨中每个碳原子与3个碳原子相连,则每个碳原子拥有1.5个C-C键;金刚石中每个碳原子与4个碳原子相连,则每个碳原子拥有2个C-C键,所以1mol石墨和1mol金刚石中所含C-C的数目分别为1.5NA、2NA,两者所含C-C的数目不相同,A错误;
B.CH3OH的分子式比CH4多1个O原子,则1个CH3OH比1个CH4多8个质子,但具体物质的量未知,则无法计算多的质子数,B错误;
C.反应Ⅱ:,则生成1molCO需要0.5molC,反应转移电子数为NA;反应I:,则生成0.5molC转移电子数为2NA,所以生成1molCO,理论上反应I和Ⅱ共转移电子数为3NA,C错误;
D.反应Ⅲ为化合反应,反应物全部转化为生成物,原子利用率为100%,符合绿色化学理念,D正确;
故选D。
11. 、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中和位于同一主族,由这五种元素组成的一种化合物的结构如下图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 和的空间结构相同
C. 简单氢化物的沸点: D. 第一电离能:
【答案】A
【解析】
【分析】根据化合物的结构,结合、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,和同主族,形成4个共价键,则是元素;原子序数大于且形成三个共价键,则是元素;和位于同一主族且和均形成两个共价键,则是元素,是元素,只能形成1个共价键,则是元素。
【详解】A.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;是S元素,是元素,是元素,则三种原子半径:,A正确;
B.是,C为sp2杂化,其空间结构是平面三角形,是,S为sp3杂化且存在1对孤电子对,其空间结构是三角锥形,空间结构不相同,B错误;
C.、、分别是、、三种元素,、分子间可形成氢键,且水常温下是液态沸点最高,甲烷沸点最低,则简单氢化物的沸点:CH4<<,C错误;
D.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,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,故第一电离能大小:N>O>C ,D错误;
故选A
12. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
正戊烷的沸点高于新戊烷
正戊烷分子极性大于新戊烷,范德华力强
B
金刚石的熔点高于
金刚石为共价晶体,为分子晶体
C
三氟乙酸的大于三氯乙酸的
电负性大于,三氟乙酸键极性强
D
在水中的溶解度大于CO
为非极性分子,为极性分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,A正确;
B.金刚石为共价晶体,熔化需要破坏共价键,熔点较高,为分子晶体,熔化需要破坏分子间作用力,熔点较低,金刚石的熔点高于,B正确;
C.由于电负性F>H,C-F键极性大于C-H键,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,C正确;
D.氯气在水中的溶解度通常会比一氧化碳高,这主要是由于氯气分子的较大尺寸和其在水中生成盐酸的反应导致的,D错误;
故选D。
13. 下列说法正确的是(NA为阿伏伽德罗常数)
A. 124 g P4含有P—P键的个数为4NA
B. 12 g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA
C. 28 g晶体硅中含有Si—Si键的个数为4NA
D. 78g Na2O2晶体中含离子的个数为4NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.n(P4)===1mol,1个P4分子含有6个P—P键,因此124gP4含有的P—P键的物质的量为6mol,P—P键的个数为6NA,A错误;
B.12g石墨中含有碳原子物质的量n==1mol,在石墨晶体中一个碳原子形成3个C—C键,每个C—C键由2个碳原子构成,因此12g石墨中含有C—C键的物质的量为1mol×3×=1.5mol,C—C键的个数为1.5NA,B正确;
C.n(Si)==1mol,硅晶体中每个硅原子与其周围四个硅原子形成四个共价键,但是每个共价键是两个硅原子共用的,所以1molSi含有2mol共价键;28g晶体硅的物质的量是1mol,含有Si—Si键的个数为2NA,C错误;
D.78g Na2O2的物质的量为=1mol,晶体中含有1mol和2molNa+,含离子的个数为3NA,D错误;
故选B。
14. 软硬酸碱理论认为,常见的硬酸有、、等,软酸有、、等;硬碱有、等,软碱有、等;酸碱结合的原则为:“硬酸优先与硬碱结合,软酸优先与软碱结合,软和硬结合一般不稳定”。该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。下列叙述正确的是
A. 稳定性比较:
B. 稳定性比较:
C. 反应难以向右进行
D. 含的红色溶液中加入适量后溶液褪色,说明碱的“硬度”:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是软配软,是硬配软,稳定性比较:,A错误;
B.软配硬,是软配软,稳定性比较:,B错误;
C.按照软硬酸碱理论和更稳定,所以反应可以发生,C错误;
D.是硬酸,代替,说明更硬,D正确。
故选D。
15. 我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。下列有关说法错误的是
A. 反应产物中有两种非极性分子
B. 1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为1:1
C. K2S晶体中阴离子周围最近的阳离子有4个
D. 若K2S晶体的晶胞边长为a nm,则该晶体的密度为g·cm-3
【答案】C
【解析】
【分析】在K2S晶胞中,K+分别位于8个小立方体的体心,与周围的4个S2-相连,则K+周围距离最近的S2-有4个。晶胞中所含K+的数目为8,所含S2-的数目为=4。
【详解】A.反应产物中,K2S为离子化合物,CO2、N2为共价化合物,其中CO2是由极性键形成的非极性分子,N2是由非极性键形成的非极性分子,所以有两种非极性分子,A正确;
B.CO2的结构式为O=C=O,N2的结构式为N≡N,分子中都含有2个π键,则1mol CO2和1mol N2含有的π键数目之比为2:2=1:1,B正确;
C.K2S晶体中,K+周围距离最近的S2-有4个,则S2-周围最近的K+有8个,C错误;
D.若K2S晶体的晶胞边长为a nm,则该晶体的密度为=g·cm-3,D正确;
故选C。
第Ⅱ卷
二、非选择题(共55分)
16. 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题:
(1)元素As与N同主族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”),其判断理由是_______。
(2)Fe成为阳离子时首先失去_______轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为_______。
(3)比较离子半径:F-_______O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。
①在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是_______,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。
②NH4H2PO4中,电负性最高的元素是_______,P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。
【答案】 ①. 三角锥形 ②. 低 ③. NH3分子间存在氢键 ④. 4s ⑤. 4f5 ⑥. 小于 ⑦. Mg ⑧. 相反 ⑨. O ⑩. sp3 ⑪. σ
【解析】
【详解】(1)等电子体结构相似,AsH3和NH3为等电子体,二者结构相似,氨气分子为三角锥形,判断AsH3空间构型为三角锥形;NH3分子间形成氢键、AsH3分子间不能形成氢键,所以熔沸点:NH3>AsH3,即AsH3沸点比NH3的低;
(2) Fe失去电子生成阳离子时电子从外到内依次失去,Fe原子最外层电子位于4s轨道,所以成为阳离子时首先失去4s轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,失去6s上两个电子和4f上1个电子形成Sm3+,所以其价层电子排布式为4f5;
(3)F-和O2-电子层结构相同,核电荷数F>O,则离子半径F- 小于O2-;
(4)①根据对角线规则,周期表中与Li的化学性质最相似的邻族元素为Mg,Mg元素M层有两个2s轨道电子,同一轨道中两个电子自旋方向相反;
②非金属性越强电负性越大,N、H、P、O中O元素的非金属性最强,电负性最高;P原子价层电子对数为=4,所以为sp3杂化,其杂化轨道与O的2p轨道头碰头形成σ键。
17. 铜是人类最早使用的金属之一,最近科学家发现Cu元素有很强的杀菌作用,还可代替Al布线在硅芯片上。用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)生产粗铜,其反应原理如下:
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为___________。Cu2O的熔点 ___________Cu2S的熔点(填写“<”、“>”或“=”)。
(2)反应①、②中生成的气体SO2,分子的空间结构为___________。
(3)Cu2+能与NH3形成配位数为4的配合物,向CuSO4溶液中加入氨水,最终形成配合物[Cu(NH3)4]SO4.请判断:[Cu(NH3)4]SO4.中存在的化学键的类型有___________(填序号)。
a.离子键 b.金属键 c.配位键 d.非极性共价键 e.极性共价键
(4)如图是铜的一种氮化物晶体的晶胞结构。该化合物的化学式为___________,每个N原子周围与它最近且等距离的Cu原子有___________个,每个Cu原子周围与它最近且等距离的N原子有___________个。
【答案】(1) ①. 3d104s1 ②. >
(2)V形 (3)ace
(4) ①. Cu2N ②. 4 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
Cu位于第四周期ⅤⅡB族,是29号元素,基态铜原子价电子排布式为;Cu2O与Cu2S都是离子晶体,半径小于,中离子键强于中离子键,故的晶格能更大,熔点更高,故答案为:;>;
【小问2详解】
中S的价层电子对数为=3,采用sp2杂化,含有1对孤电子对,空间构型为V形,故答案为:V形;
【小问3详解】
中与之间是离子键,中与之间形成配位键,、中有N-H和S-O极性共价键,不存在金属键,故答案为:ace;
【小问4详解】
由晶胞结构可知Cu位于晶胞体内,个数为4,N位于晶胞顶点和体心,个数为,该物质的化学式为,每个N原子周围与它最近且等距离的Cu原子有4个,每个Cu原子周围与它最近且等距离的N原子有 2个,故答案为:;4;2。
18. Ⅰ.铁和硒都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用,回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下:
①基态Se原子的核外简化电子排布式为___________。
②该新药分子中有___________种不同化学环境的C原子。
③比较键角大小:气态SeO3分子___________SeO离子(填“大于”“小于”或“等于”),原因是___________。
Ⅱ.富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
(2)富马酸分子中键与键的数目比为___________。
(3)富马酸亚铁中除氢外各元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
Ⅲ.我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:
(4)氮原子价层电子的轨道表示式为___________。
(5)经X射线衍射测得化合物R的结构,其局部结构如图(a)所示。
①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为___________ (填标号)。
A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数
C.立体结构 D.共价键类型
② R中阴离子N中的σ键总数为___________个。分子中的大π键可用符号Ⅱ表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则N中的大π键应表示为___________。
③图(a)中虚线代表氢键,其表示式为(NH)N—H…Cl、___________、___________。
【答案】(1) ①. [Ar]3d104s24p4 ②. 8 ③. 大于 ④. SeO3的中心原子杂化轨道为sp2,SeO的中心原子杂化轨道为sp3 (或SeO3的空间构型为平面三角形,SeO的空间构型为三角锥形)
(2)11:3 (3)O>C>Fe
(4) (5) ①. ABD ②. 5 ③. Π ④. (H3O+)O—H…N(N) ⑤. (NH)N—H…N(N)
【解析】
【小问1详解】
①硒元素的原子序数为34,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4;
②由结构简式可知,乙烷硒啉的分子结构具有对称性,则有8种不同化学环境的C原子,注意,此处问的不是氢原子,故答案为:8;
③SeO3中硒原子的孤对电子对数为:=0,价层电子对数为:3+0=3,分子的空间构型为平面三角形,键角为120°,中硒原子的,孤对电子对数为=1,价层电子对数为3+1=4,离子的空间构型为三角锥形,键角小于120°;
【小问2详解】
由球棍模型可知,富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH,分子中的单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中σ键和π键的数目比为11∶3;
【小问3详解】
同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以第一电离能大小顺序是O>C>Fe;
【小问4详解】
氮原子价层电子排布式为2s22p3,根据洪特规则可知轨道表示式为;
【小问5详解】
①从结构角度分析,R中两种阳离子分别是H3O+和,H3O+中σ键数为3,孤电子对数为1,价层电子对数=3+1=4,中σ键数为4,孤电子对数为0,价层电子对数=4+0=4,两者的中心原子(O、N)均为sp3杂化,空间构型分别为三角锥形和正四面体形,H3O+中均为共价键,中还含有一个配位键,则两者的相同之处为ABD,故答案为:ABD;
②R中阴离子中的σ键总数为5个N-Nσ键;已知为平面结构且含有大π键,每个N原子形成了2个共价键,每个N原子拿出1个电子,另整个离子得到1个电子,最终形成5原子、6电子的大π键,可以表示为;
③图中虚线代表氢键,其表示式为()N-H•••Cl、()N-H•••N()、(H3O+)O—H…N()。
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