内容正文:
综合01 物质结构与性质压轴80题
内容概览
1、 选择题
考向1 元素周期表与元素周期律
考向2 化学键
考向3 核外电子的排布原则
考向4 分子的空间结构
考向5 分子结构与物质的性质
考向6 晶胞的计算
考向7 晶体类型的判断
考向8 配合物与超分子
二、非选择题
一、选择题
考向1 元素周期表与元素周期律
1.(22-23高二下·山西忻州·期末)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X、Y相邻,Y是地壳中含量最高的元素,Y、Z以原子个数比为组成的化合物为淡黄色固体,W形成的单质可用于自来水消毒。下列说法错误的是
A.简单离子半径:W>X>Y>Z B.最简单氢化物的熔沸点:W>Y
C.X的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D.X、Y按原子个数比组成的化合物为无色气体
2.(22-23高二下·陕西榆林·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X的一种单质的硬度在自然界中最大,Y的单质在空气中燃烧生成淡黄色固体,W是同周期元素中非金属性最强的元素,X、Z、W原子最外层电子数之和等于17。下列叙述正确的是
A.X的氢化物可能含有18个电子
B.简单离子半径:Z<W
C.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物之间均可相互反应
D.工业上常用电解YW饱和溶液制取Y单质
3.(23-24高二下·陕西渭南·期末)1869年门捷列夫编排的元素周期表为我们学习化学提供了理论依据。H、Li、Na、K位于周期表中ⅠA族。下列说法正确的是
A.元素周期表的每个周期都是从ns能级开始,以mp能级结束
B.电负性大小:
C.第一电离能:
D.碱性强弱:
4.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,X与Z同族,Y与Z同周期,W是短周期主族元素中原子半径最大的,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是
A.Y的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸
B.原子半径:X<Z<Y
C.氢化物酸性:H2X<H2Z
D.气态氢化物的热稳定性:Y<Z
5.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列四种元素中,单质氧化性最强的是
A.原子中p能级有3个电子的元素
B.原子最外层电子排布为2s22p5的元素
C.原子核外电子排布为[Ne]3s23p5的元素
D.位于周期表中第三周期ⅢA族的元素
6.(22-23高二下·陕西渭南·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素。X是短周期原子半径最大的元素,Y的最高化合价与最低化合价的代数和为0,Z是所在周期中非金属性最强的元素,W、X、Y三种元素形成的一种化合物Q的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.W与Y位于同一主族
B.气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.化合物Q的分子中各原子均满足稳定结构
7.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号元素,W形成的常见单质可做清洁能源,X原子的最内层与最外层电子数之和是电子总数的一半,和的电子层结构相同。下列叙述正确的是
A.氢化物稳定性:
B.简单离子半径:
C.阴离子的还原性:
D.Y的含氧酸的酸性一定比的含氧酸的酸性强
8.(23-24高二下·山西运城·期末)短周期元素X、Y、Z、W 在元素周期表中的位置如图所示,已知 X、Z的原子核外电子数之和等于Y 的核外电子数,W 原子核内质子数与中子数相等。据此下列判断正确的是
A.简单氢化物的稳定性:Y>W>Z
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>Y
C.简单离子半径:Y>W>Z
D.第一电离能:Z>W>X
考向2 化学键
9.(23-24高二下·山西长治·期末)白磷的工业制取和无害化处理如图所示,下列有关说法中错误的是
A.晶体中含有一定成分的离子键
B.1个白磷分子中含有12个60度的键角
C.处理白磷时,还原产物和氧化产物的物质的量之比为5∶6
D.浓磷酸的黏度很大,主要原因是磷酸中共价键的键能较大
10.(22-23高二下·山西大同·期末)相同条件下,下列比较不正确的是
A.键角大小: B.范德华力强弱:
C.水中溶解度:乙醇<戊醇 D.酸性:氯乙酸<二氯乙酸
11.(23-24高二下·宁夏·期末)下列各说法中正确的是
A.分子中键能越高,键长越大,则分子越稳定
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C.水分子可表示为HO—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463KJ/mol,即18克H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×463KJ
12.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)有关物质结构的下列说法中正确的是
A.碘升华时破坏了共价键
B.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
C.含极性键共价化合物一定是电解质
D.HF分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
13.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列物种中既有极性键,又有非极性键的非极性分子是
A.SO2 B.CCl4 C.CO2 D.
14.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A.分子间作用力;分子间作用力;非极性键 B.分子间作用力;分子间作用力;极性键
C.分子间作用力;极性键;分子间作用力 D.分子间作用力;分子间作用力;非极性键
15.(22-23高二下·青海·期末)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列有关的说法中错误的是
A.键角:
B.键长:
C.键能:、、分子中的键能依次减小
D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键
16.(22-23高二下·山西运城·期末)下列比较正确的是
A.键长由小到大:金刚石<碳化硅<硅
B.熔点由低到高:二氧化碳<氧化镁<氯化钠
C.硬度由大到小:C60>铁>氯化钠
D.共价键的极性由强到弱:
17.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列说法正确的是
A.1个N2分子中的π键与1个CO2分子中的π键的数目之比为2∶1
B.稳定性:甲烷>乙烯
C.强度:氢键>化学键>范德华力
D.沸点:>
考向3 核外电子排布原则
18.(22-23高二下·山西吕梁·期末)下列有关化学用语表示正确的是
A.的电子式:
B.分子的空间结构模型:
C.Fe的原子结构示意图:
D.基态电子排布式:
19.(21-22高二下·山西运城·期末)下列各基态原子或离子的核外电子排布式正确的是
A. B.
C. D.
20.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列说法正确的是
①电子排布为的中性原子是基态原子
②不符合泡利原理
③基态铜原子的电子排布式:
④Ca的最高能级的电子云轮廓图:
⑤的电子排布图:
⑥Br原子的价电子排布式:
⑦25、26号元素的第二电离能25号的大
A.①②④ B.②④⑥ C.⑤⑥⑦ D.②⑥⑦
21.(23-24高二下·青海·期末)下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A.能级能量大小关系:
B.基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式:
C.处于激发态的电子排布式可能为:
D.基态的轨道表示式:
22.(21-22高二下·陕西西安·期末)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+0.5表示,与之相反的用-0.5表示,正负0.5即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ti原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为
A.-1 B.+1 C.0 D.-1或+1
23.(21-22高二下·陕西宝鸡·期末)下列说法或有关化学用语的使用正确的是
A.在基态多电子原子中,p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.基态Mn原子的外围电子排布图为
C.碳酸氢钠的电离方程式:NaHCO3=Na++H++CO
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
24.(23-24高二下·陕西榆林·期末)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
25.(22-23高二下·宁夏银川·期末)下列有关光谱的说法中不正确的是
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关
C.通过原子光谱可以发现新的元素,也可以鉴定某些元素
D.同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同
考向4 分子的空间结构
26.(23-24高二下·宁夏银川·期末)有机化学试剂氨基炔(如图所示)常用于制备磺胺类药物,抗癌药等。下列有关氨基炔说法正确的是
A.N原子杂化为sp3,C原子杂化为sp(不考虑边位原子)
B.既有酸性也有碱性
C.分子内σ键与π键数目之比为1∶1
D.分子内中所有原子共面
27.(22-23高二下·宁夏银川·期末)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点,被称为没有核污染的“N2爆弹”。中国科学家胡炳成教授团队近日成功合成全氮阴离子,是制备全氮类物质N10(其中含有和两种离子)的重要中间体。下列说法中不正确的是
A.全氮类物质属于绿色能源 B.每个中含有5个原子核
C.每个中含有26个电子 D.N10结构中含非极性共价键和离子键
28.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)分析微粒结构,下列说法正确的是
A.和的空间构型都是正四面体形,键角也相同
B.与的价层电子对情况和空间构型相同,但的极性较小
C.有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D.和中心原子的杂化方式不同,但所有原子都满足8电子结构
29.(23-24高二下·陕西渭南·期末)黑磷纳米材料可用4-甲氧基重氮苯四氟硼酸盐处理,以保护和控制其性质,该盐的结构如图所示。下列说法错误的是
A.电负性:F>O>N>C B.该盐含有离子键、共价键
C.该盐阴离子的空间结构是V形 D.该盐中不含碳碳双键
30.(23-24高二下·陕西西安·期末)下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是
A.中的离子的空间结构为正八面体形
B.C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O
C.HClO、、的中心原子价层电子对数不完全相同
D.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Zn
31.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)中科院研制的某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图,下列说法正确的是
A.五种组成元素中的四种元素均位于p区且处于同一周期
B.基态N原子核外有5种运动状态不同的电子
C.简单氢化物沸点:H2O>NH3>CH4
D.该材料分子结构中碳原子采取了sp3杂化方式
32.(22-23高二下·陕西西安·期末)法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.1mol该分子中σ键的数目是13NA
B.该分子中氮原子杂化类型都相同
C.该分子中N、O、F的第一电离能大小顺序为F>N>O
D.该分子中存在手性碳原子
33.(21-22高二下·陕西西安·期末)、-CH3、CH都是重要的有机反应中间体,下列有关它们的说法正确的是
A.碳原子均采取sp2杂化
B.CH与NH3、H3O+的空间结构均为三角锥形
C.C中碳原子采取sp2杂化,所有原子不会同时共面
D.C与OH-形成的化合物中含有离子键
34.(21-22高二下·陕西西安·期末)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为
A.dsp2 B.sp3d C.sp3d2 D.sp3
35.(21-22高二下·陕西西安·期末)磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.分子中磷原子的价层电子对数为3
C.基态氢原子的电子云轮廓图为哑铃形
D.该有机物中碳原子采取、杂化
考向5 分子结构与物质的性质
36.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列说法正确的是
A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,化学性质完全相同
B.无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多,酸性越强
C.氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理
D.蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键
37.(22-23高二下·宁夏银川·期末)下列说法中不正确的是
A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B.PCl5分子是非极性分子
C.氢键键长一般定义为A-H…B的长度,而不是H…B的长度
D.的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致
38.(23-24高二下·宁夏银川·期末)二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂,常温下它是橙黄色有恶臭的液体,它的分子结构与H2O2相似,熔点为193K,沸点为411K,遇水反应,既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉淀,S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错误的是
A.S2Cl2分子是既有极性键又有非极性键的极性分子
B.S2Cl2分子中各原子均达到8电子稳定结构
C.S2Cl2在液态下不能导电
D.S2Cl2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中,现象是溶液先变红后褪色
39.(22-23高二下·陕西西安·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,Z2是氧化性最强的单质,下列说法正确的是
A.分子的极性:WZ3 < XZ3 B.氢化物的沸点:X < Y < Z
C.酸性:HXY3 < H3WY3 D.分子稳定性:X2 < Y2 < Z2
40.(22-23高二下·山西运城·期末)下列说法正确的是
A.根据“相似相溶”原理,能溶于水,不溶于
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.水加热到很高的温度都难以分解是因为水分子间存在氢键
D.烷基是推电子基团,所以甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐增强
41.(22-23高二下·山西阳泉·期末)是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于的说法不正确的是
A.该分子为极性分子
B.分子中所有原子均达到稳定结构
C.分子与分子结构相似,熔、沸点:
D.与水反应的化学方程式可能为:
42.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是
表述I
表述II
A
在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大
氯化钠为离子晶体,易溶于极性的水中,而碘单质为非极性分子,不易溶于水
B
通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高
CH4分子的相对分子质量比PbH4分子大,范德华力强
C
在形成化合物时,同一主族元素的化合价相同
同一主族元素原子的最外层电子数相同
D
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
A.A B.B C.C D.D
考向6 晶胞的计算
43.(23-24高二下·陕西·期末)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,已知晶胞参数为pnm,图乙为晶胞的俯视图。下列说法正确的是
A.晶胞中硒原子的配位数为8 B.晶胞中d点原子分数坐标为(,,)
C.硒位于第四周期第ⅣA族 D.Zn和Se的最短距离为pnm
44.(22-23高二下·陕西西安·期末)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是
A.LaH2晶体中La的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx
C.在一个LaHx晶胞中,H原子总数为32个
D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
45.(23-24高二下·宁夏银川·期末)铁有δ、γ、α三种晶体结构,以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示,下列有关说法正确的是
δ—Feγ—Feα—Fe
A.α-Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B.γ-Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有6个
C.若三种晶胞均为立方结构,且最近铁原子相切,则三种晶体的密度比为2:4:1
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不相同
46.(23-24高二下·宁夏·期末)已知金属钠和氦可形成化合物,该化合物晶胞如图所示,其结构中Na+按简单立方分布,形成Na8立方体空隙。电子对()和氦原子交替分布填充在小立方体的中心。下列说法中错误的是
A.该晶胞中的Na+数为8
B.该化合物的化学式为
C.若将氦原子放在晶胞顶点,则所有电子对()在晶胞的体心
D.该晶胞中Na+最近的He原子数目为4
47.(23-24高二下·青海·期末)如图所示是氯化铯晶体的晶胞结构示意图,已知晶胞中2个最近的的核间距为,氯化铯()的摩尔质量为,为阿伏加德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度为
A. B. C. D.
48.(21-22高二下·陕西西安·期末)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是
A.①为简单立方堆积;②、③为体心立方堆积;④为面心立方最密堆积
B.每个晶胞含有的原子数分别为:①1个,②2个,③2个,④4个
C.晶胞中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12
D.空间利用率的大小关系为:①<②<③<④
考向7 晶体类型的判断
49.(22-23高二下·山西晋中·期末)表中数据是对应物质的熔点(℃):
干冰
-107
2073
920
801
1291
190
-57
1723
据此做出的下列判断中错误的是
A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B.表中只有干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
50.(23-24高二下·青海·期末)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
51.(23-24高二下·陕西渭南·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其结构如图(注:实线代表共价键,其他Y原子之间的重复单元中的W、X未展开标注),W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A.Y位于第二周期第ⅥA族
B.X单质不存在能导电的晶体
C.形成的晶体堆积属于分子密堆积
D.Y与Z可组成阴阳离子数之比为的离子晶体
52.(23-24高二下·陕西·期末)下面有关晶体的叙述中,不正确的是
A.金刚石为立体网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
B.氯化钠晶体中,每个周围紧邻且距离相等的共有6个
C.氯化铯晶体中,每个周围紧邻8个
D.干冰晶体中,每个分子周围紧邻12个分子
53.(23-24高二下·山西忻州·期末)下面的排序不正确的是
A.晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
54.(22-23高二下·陕西榆林·期末)下列有关晶体的叙述正确且前后叙述有因果关系的是
A.晶体熔点高、硬度大;晶体可用于制造光导纤维
B.碘晶体中的I-I键能较小;晶体碘沸点低、易升华
C.在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构;金刚石和硅晶体类型相同
D.NaCl晶体中与个数比为1:1,CsCl晶体中与个数比也为1∶l,NaCl和CsCl的晶胞结构相同
考向8 配合物与超分子
55.(23-24高二下·山西阳泉·期末)配合物在材料科学、生物医学、染料制造、物质的分析等领域扮演着重要角色。镍的某种配合物的结构如图,下列有关说法错误的是
A.电负性:
B.的配位数与配体数均为4
C.的空间结构为正四面体形
D.基态的价电子轨道表示式为
56.(22-23高二下·陕西西安·期末)下列各项叙述中,正确的是
A.H2O、H2S、H2Se由于分子间作用力依次增大,熔、沸点依次升高
B.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
C.配合物Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18时,n=5
D.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
57.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列有关配合物的说法正确的是
A.该配合物的配体只有水分子
B.该配合物中提供空轨道
C.该配合物与足量溶液反应可生成沉淀
D.中心离子的配位数为5
58.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列“类比”合理的是
A.NaH与盐酸反应生成NaCl和H2,则NH5与盐酸反应生成NH4Cl和H2
B.Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O(g)反应生成Fe(OH)3和H2
C.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O,则氨水与少量AgNO3溶液反应也生成Ag2O
D.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO,则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
59.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)Cu(I)是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu(I)结合形成如图所示的配离子。下列有关说法不正确的是
A.Cu(I)的配位数为4
B.该配离子中碳、氮原子的杂化方式均有2种
C.该配离子中含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对
60.(23-24高二下·山西·期末)可与丁二酮肟反应生成M,M的结构如图所示。下列有关说法正确的是
A.提供孤电子对形成配位键
B.的配位数为4
C.M分子中只含有极性键
D.丁二酮肟的结构简式为
二、非选择题
61.(21-22高二下·山西运城·期末)铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为 。
(2)基态Cu原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为 。
(3)在气体分析中,常用CuCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应如下:。是一种配合物。其结构简式如图1所示。
①中氧原子的杂化轨道类型为 。
②该配合物中,CO作配体时配位原子是C而不是O的原因是 。
(4)Cu与O形成的一种晶体的晶胞结构如图2所示,体心Z原子的坐标为(,,)。则P与M两个位置的R原子的坐标分别是 、 。
62.(22-23高二下·青海·期末)研究表明新冠病毒在铜表面存活时间最短,仅为4小时,铜被称为细菌病毒的“杀手”。回答下列问题:
(1)铜的晶胞结构如下图所示,铜原子的配位数为 ,基态铜原子价层电子排布式为 。
(2)与铜同周期,N能层电子数与铜相同,熔点最低的金属是 ,
(3)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),碱式硫酸铜中非金属元素电负性由大到小的顺序是 ,的空间构型为 。
(4)氨缩脲( )分子中氮原子的杂化类型为 ,σ 键与π键的数目之比为 。氨缩脲与胆矾溶液反应得到如图所示的紫色物质,1 mol紫色物质中含配位键的数目为 。
(5)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1 ,0)。
①原子B的坐标参数为
②)若该晶体密度为dg·cm-3,则铜镍原子间最短距离为
63.(21-22高二下·宁夏银川·期末)根据所学物质结构知识,请回答下列问题:
(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红I在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构,则其在水中的溶解度会 (填“增大”或“减小”),原因是 。
(2)已知Ti3+可形成配位数为6,颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的。则绿色晶体配合物的化学式为 ,该晶体中含有的微粒间作用是 。(填字母)
A离子键、极性键、配位键、氢键、范德华力
B离子键、极性键、非极性键、配位键、范德华力
(3)胆矾CuSO4•5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4•H2O,其结构示意图如图,有关它的说法正确的是 (填字母)。
A.该胆矾晶体中中心离子的配位数为6
B.该结构中水分子间的键角不完全相同
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(4)往硫酸铜溶液中逐渐滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解,得到含有[Cu(NH3)4]2+配离子的深蓝色溶液。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。向制得的深蓝色溶液中加入 ,(填字母)将得到深蓝色晶体。
A.浓氨水B.稀氨水C.无水乙醇D.CCl4
64.(23-24高二下·宁夏银川·期末)
(1)Fe3+的电子排布式是
(2)下列物质中既有离子键又有共价键的是________。
A.MgO B.NaOH C.CaCl2 D.CO2
(3)关于下列分子的说法不正确的是________。
A.既有σ键又有π键
B.O—H键的极性强于C—H键的极性
C.是极性分子
D.该物质的分子之间不能形成氢键,但它可以与水分子形成氢键
(4)下列说法正确的是________。
A.HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子
B.NH3和CH4的空间构型相似
C.BF3与都是平面型分子
D.CO2和H2O都是直线型分子
(5)下列有关性质的比较,正确的是________。
A.第一电离能:O>N
B.水溶性:CH3CH2OH>CH3OCH3
C.沸点:H2S>H2O
D.晶格能:NaCl>MgO
65.(23-24高二下·宁夏银川·期末)吡啶(C5H5N)是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物,可以看做苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物,故又称氮苯。吡啶呈碱性,也是配合物中的常见配体。其分子结构如下图:
(1)基态N原子的核外电子运动状态有 种,基态C原子的核外电子空间运动状态有 种。
(2)基态氮原子中,能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向,其电子云轮廓图的形状为 。
(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用“”表示,与之相反的用“”表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(4)已知吡啶为极性分子,苯为非极性分子。吡啶在水中的溶解度远大于在苯中的溶解度,可能原因是:
① 。
② 。
(5)吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,从元素电负性的角度分析,其中碱性最弱的是 。
66.(23-24高二下·宁夏银川·期末)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂,通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
(1)上述氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素有 (填元素符号)。
(2)基态Cr原子的价电子轨道表示式为 ;第四周期ds区元素中,与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为 。
(3)我国科研人员研制出了M-LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂,使得合成氨工业的温度,压强分别降到了350℃、1MPa,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①Mn在元素周期表中的位置 ,基态Fe3+的价电子排布式为 。
②第三电离能I3(Fe) I3(Mn)(填“>”或“<”),原因是 。
(4)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。GaX3的熔沸点如下表所示。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
①100℃,GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是 (填化学式),沸点依次升高的原因是 。
②GaCl3、GaBr3、GaI3的晶体类型为 ,GaF3的熔点约1000℃,其晶体类型为 。
67.(23-24高二下·宁夏银川·期末)W、X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
核外只有一个未成对电子,且电子有三种空间运动状态
Y
s轨道电子数比p轨道多一个,且第一电离能大于同周期相邻元素
Z
+3价基态离子最高能级处于半满状态
M
其单质为人类最早应用的金属
N
与X同主族,其电子云有9种伸展方向
回答下列问题:
(1)写出基态M原子的价电子排布式 。
(2)写出X元素的名称 ,其最高能级的电子云轮廓为 。
(3)下列状态的Z中,电离最外层的一个电子所需能量最大的是_______(填编号)。
A. B.
C. D.
(4)YW3可与M2+形成一种常见的配合物离子,该配合物离子中YW3的键角与气态分子YW3的键角相比,前者 后者(填“>”、“<”或“=”),原因是 。
(5)N的某种氧化物N2O3的晶体结构如图所示,O2-以六方最密方式堆积,N3+在其八面体空隙中(注:未全部标出,如:N3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。
①该晶胞中O2-的配位数为 。
②已知氧离子半径为r cm,晶胞的高为h cm,NA代表阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。
68.(23-24高二下·宁夏银川·期末)过氧乙酸又名过醋酸(C2H4O3),是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂,其制法为CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O。
(1)H2O2为 分子(填“极性”或“非极性”)。写出一种与H2O2具有相同电子数分子 。
(2)过氧乙酸分子中C原子的杂化方式有 。
(3)平面环状结构的吡咯()在一定条件下可与过氧乙酸发生开环反应。吡咯分子中 手性碳原子(填“有”或“无”)。已知大π键可以用表示,其中m表示参与形成大键的原子数,n代表大键中的电子数,则吡咯中大键可以表示为 。
(4)造纸中,用NaBH4与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。
①两种硼氢化物的熔点如表所示:
硼氢化物
NaBH4
Al(BH4)3
熔点/℃
600
-64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
②硼氢化钠晶胞结构如图所示,若A为坐标原点(0,0,0),则B的坐标为 。已知:硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示)
69.(23-24高二下·青海·期末)Ⅰ.我国科研工作者发现并制备了一系列主要由、、、等元素组成的导电材料。回答下列问题:
(1)O、P、S三种元素中,电负性最小的元素名称是 ;键角: (填“>”、“<”或“=”)。
(2)肼()分子中孤电子对与键的数目之比为 ,肼的相对分子质量与甲醇相同,但沸点远高于甲醇的原因是 。
(3)正硝酸钠()是一种重要的化工原料。阴离子的空间结构为 ,其中心原子杂化方式为 杂化。
(4)基态硒原子的价层电子排布式为 ;晶体的熔点为350℃,加热易升华,固态属于 晶体。
Ⅱ.甲硅烷可用于制备多种新型无机非金属材料。
(5)①热稳定性: (填“>”“<”或“=”)。原因是 。
②中H一Si一H的键角大于中H一N一H的键角,其键角差异的原因是 。
(6)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为 。
②已知碳化硅的晶胞边长为,阿伏加德罗常数为,晶胞中相邻两个碳原子的最短距离为 nm,碳化硅晶体的密度为 (列出计算式)。
70.(22-23高二下·宁夏银川·期末)结合所学知识,回答下列问题:
(1)某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,则该元素在元素周期表中的位置为 ,处于元素周期表的 区,核外电子共有 种运动状态;核外电子占据的能量最高的原子轨道的形状为 。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为 ,HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)下列Mg原子的核外电子排布式中,能量最高的是 ,能量最低的是 (填序号)。
a. b.
c. d.
(4)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲晶体中,环上的氮原子的杂化轨道类型有 ,羰基碳原子的杂化轨道类型为 。
(5)利用VSEPR模型推断离子的立体构型。
PO ;H3O+ 。(用文字描述)
71.(23-24高二下·山西忻州·期末)运用物质结构的相关知识回答下列问题:
(1)分子中碳原子的杂化方式为 ,分子中键和键的个数比为 。
(2)生活中常用的手消毒凝胶,其主要有效成分是三氯羟基二苯醚和乙醇,其中三氯羟基二苯醚是一种广谱抗菌剂,高效、安全。三氯羟基二苯醚的结构简式如图所示。
①组成三氯羟基二苯醚的四种元素H、C、O、Cl的电负性从大到小旳顺序为 ;基态氯原子的价电子排布图为 ,其最高能级的原子轨道电子云轮廓图形状为 。
②三氯羟基二苯醚的熔点:55~57℃,沸点:120℃,不溶于水,易溶于碱液和有机溶剂,三氯羟基二苯醚属于 晶体。
③乙醇与甲醚()的分子式相同,但二者的沸点分别为78.4℃、-24.8℃,乙醇沸点高于甲醚的原因是 。
(3)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,其晶胞如图1所示(图2为晶胞中的一部分)。
该晶体中锑钾两原子的个数比为 ;与Sb原子距离最近的Sb原子有 个。
72.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)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)如图是铜的一种氧化物晶体的晶胞结构。该化合物的化学式为 ,每个O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O原子有 个。
(5)若该晶胞边长为anm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶胞密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
73.(23-24高二下·宁夏银川·期末)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)
74.(23-24高二下·宁夏银川·期末)按下列要求填空。
(1)基态某原子的最外层电子排布式是,推断该元素位于第五周期第 族,该元素的最高正化合价为 ,在元素周期表中属于 区。
(2)基态某原子的价层电子排布式为,推断该元素位于第五周期第 族,在元素周期表中属于 区。
(3)比较大小(填“>”或“<”)。
①键长:
②键能:
③键角:
④键的极性:
⑤沸点: CO
⑥酸性:HCOOH
(4)HCN中心原子“C”的杂化类型为 ,VSEPR模型为 ,分子空间构型为 。
75.(23-24高二下·宁夏银川·期末)C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价电子的轨道表示式为 。
(2)碳元素是组成有机化合物的基本元素,有机物分子M的结构如下图所示。M中采取sp2杂化的C原子数目为 个,C与O之间形成σ键的数目为 个。
(3)第四周期与基态Ge原子具有相同未成对电子数的有 (填元素符号);晶体硅的熔点比碳化硅的熔点 (填“高”或“低”)。
(4)在碱溶液中Sn(Ⅱ)的存在形式为[Sn(OH)3]-,[Sn(OH)3]-中存在的化学键类型有 (填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键
(5)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图),其中A处原子的分数坐标为(0,0,0),则B处原子的分数坐标为 。已知灰锡的密度为ρ g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,根据硬球接触模型,则Sn原子半径r(Sn)= pm(用代数式表示)。
76.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)回答下列问题:
(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,基态Cr原子的价电子排布式为 ,CrO2Cl2是 分子(选填“极性”或“非极性”)。
(2)HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成,乙炔钠中C原子的杂化类型为 ;乙炔钠中存在 (填字母序号)。
A.金属键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.配位键 F.离子键 G.范德华力
(3)分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物有两种不同的颜色,其中橙黄色较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质在水中的溶解度小,如图所示的结构示意图中呈亮黄色的是 (填“A”或“B”)。
(4)芦笋中的天冬酰胺具有提高身体免疫力的功效,结构如图所示。其组成元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(5)某离子晶体的晶胞结构如图所示:
设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为 pm。
77.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)青蒿素是治疗疟疾的有效药物,白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体,含4个青蒿素分子)及分子结构如图所示。
(1)提取青蒿素:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚提取,效果更好。
①乙醚沸点低于乙醇,原因是 。
②用乙醚提取效果更好,原因是 。
(2)确定结构
能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出分子空间结构的一种方法是_______。
A.质谱法 B.X射线衍射 C.核磁共振氢谱 D.红外光谱
(3)修饰结构,提高疗效:一定条件下,用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化方式为 。
②中有 σ键,的空间结构为 。
③比较水溶性:双氢青蒿素 (填“”)青蒿素。
78.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)按要求回答问题
(1)前36号元素中未成对电子数最多的元素的价电子排布式: 。
(2)冰的密度小于水的原因: 。
(3)第三周期元素第一电离能大于P的元素。(写元素符号): 。
(4)F和Xe在一定条件下可生成如图晶体结构,则该晶体化学式为: 。
(5)AlF3熔点高于AlCl3的原因: 。
(6)含0.5mol的[CO(NH3)4Cl2]Cl的溶液中滴加足量硝酸银,生成沉淀的物质的量为: 。
(7)铜晶胞结构如图,已知参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则铜的密度为: 。
79.(23-24高二下·山西阳泉·期末)硫酸四氨合铜晶体是一种重要的染料及农药中间体,小组同学拟用CuSO4溶液为原料来制备。回答下列问题:
(1)制备晶体:向盛有溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,可以观察到的实验现象为 ,写出难溶物与氨反应的离子方程式: 。再加入乙醇后,析出深蓝色的晶体。
(2)配位原子是 (填元素符号),1mol中含有σ键数目为 。
(3)比较与分子中的键角大小: (填>或<);原因: 。
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①晶体的化学式为 。
②该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有 个。
80.(23-24高二下·山西阳泉·期末)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。试回答下列问题。
(1)a、b、c、d四种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)元素b形成的简单氢化物的VSEPR模型为 。
(3)基态q原子简化的核外电子排布式为 ,有 种空间运动状态不同的电子。
(4)写出元素p在周期表中的位置: ,属于 区元素。
(5)基态m2+价层电子轨道表达式为 。
(6)表中所列的第四周期元素中与j最外层电子数相同的元素是 (填元素符号)。
(7)元素f的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,用原子结构的知识解释发光的原因: 。
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综合01 物质结构与性质压轴80题
内容概览
1、 选择题
考向1 元素周期表与元素周期律
考向2 化学键
考向3 核外电子的排布原则
考向4 分子的空间结构
考向5 分子结构与物质的性质
考向6 晶胞的计算
考向7 晶体类型的判断
考向8 配合物与超分子
二、非选择题
一、选择题
考向1 元素周期表与元素周期律
1.(22-23高二下·山西忻州·期末)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X、Y相邻,Y是地壳中含量最高的元素,Y、Z以原子个数比为组成的化合物为淡黄色固体,W形成的单质可用于自来水消毒。下列说法错误的是
A.简单离子半径:W>X>Y>Z B.最简单氢化物的熔沸点:W>Y
C.X的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D.X、Y按原子个数比组成的化合物为无色气体
【答案】B
【详解】A.简单离子半径:Cl->N3->O2->Na+,A正确;
B.H2O分子间形成氢键,因此最简单氢化物的熔沸点:H2O>HCl,B错误;
C.N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3为强酸,C正确;
D.N、O按原子个数比组成的化合物NO是无色气体,D正确;
故选B。
2.(22-23高二下·陕西榆林·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X的一种单质的硬度在自然界中最大,Y的单质在空气中燃烧生成淡黄色固体,W是同周期元素中非金属性最强的元素,X、Z、W原子最外层电子数之和等于17。下列叙述正确的是
A.X的氢化物可能含有18个电子
B.简单离子半径:Z<W
C.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物之间均可相互反应
D.工业上常用电解YW饱和溶液制取Y单质
【答案】A
【详解】A.为18电子的分子,A项正确;
B.简单离子半径:,即,B项错误;
C.与之间不能发生化学反应,C项错误;
D.工业上常用电解熔融NaCl制取Na单质,D项错误;
故选:A。
3.(23-24高二下·陕西渭南·期末)1869年门捷列夫编排的元素周期表为我们学习化学提供了理论依据。H、Li、Na、K位于周期表中ⅠA族。下列说法正确的是
A.元素周期表的每个周期都是从ns能级开始,以mp能级结束
B.电负性大小:
C.第一电离能:
D.碱性强弱:
【答案】B
【详解】A.元素周期表的第一周期都是从1s能级开始,以1s能级结束,A错误;
B.同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;电负性大小:,B正确;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;第一电离能:,C错误;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性强弱:,D错误;
故选B。
4.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,X与Z同族,Y与Z同周期,W是短周期主族元素中原子半径最大的,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是
A.Y的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸
B.原子半径:X<Z<Y
C.氢化物酸性:H2X<H2Z
D.气态氢化物的热稳定性:Y<Z
【答案】C
【详解】A.由分析知,Y的最高价氧化物对应的水化物为HClO4,为一元强酸,A错误;
B.由分析知,原子半径为X<Y<Z,B错误;
C.由分析知,氢化物分别为H2O和H2S,酸性为H2O<H2S,C正确;
D.由分析知,非金属性越强,气态氢化物越稳定,气态氢化物实物热稳定性:Z<Y,D错误;
故选C。
5.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列四种元素中,单质氧化性最强的是
A.原子中p能级有3个电子的元素
B.原子最外层电子排布为2s22p5的元素
C.原子核外电子排布为[Ne]3s23p5的元素
D.位于周期表中第三周期ⅢA族的元素
【答案】B
【详解】原子中p能级有3个电子即1s22s22p3的元素是N,原子最外层电子排布为2s22p5的元素是F,原子核外电子排布为[Ne]3s23p5的元素是Cl,位于周期表中第三周期ⅢA族的元素是Al,根据同一周期从左往右元素电负性依次增大,同一主族从上往下元素电负性依次减弱,上述四种元素的电负性大小顺序为:F>Cl>N>Al,元素电负性越大其单质的氧化性就越强,故四种元素中,单质氧化性最强的是F,故答案为:B。
6.(22-23高二下·陕西渭南·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素。X是短周期原子半径最大的元素,Y的最高化合价与最低化合价的代数和为0,Z是所在周期中非金属性最强的元素,W、X、Y三种元素形成的一种化合物Q的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.W与Y位于同一主族
B.气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.化合物Q的分子中各原子均满足稳定结构
【答案】D
【详解】A.由分析可知,W为O,Y为Si,故W与Y不位于同一主族,A错误;
B.由分析可知,Y为Si,Z为Cl,同一周期从左往右元素的非金属性依次增强,即非金属性Cl>Si,故气态氢化物的稳定性HCl大于SiH4即Y<Z,B错误;
C.由分析可知,Z为Cl,Z的氧化物对应的水化物有HClO、HClO2、HClO3、HClO4等,其中HClO、HClO2为弱酸,HClO4为强酸,C错误;
D.由分析可知,W、X、Y三种元素分别为O、Na、Si,故化合物Q的分子中各原子均满足稳定结构,D正确;
故答案为:D。
7.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前20号元素,W形成的常见单质可做清洁能源,X原子的最内层与最外层电子数之和是电子总数的一半,和的电子层结构相同。下列叙述正确的是
A.氢化物稳定性:
B.简单离子半径:
C.阴离子的还原性:
D.Y的含氧酸的酸性一定比的含氧酸的酸性强
【答案】B
【详解】A.S的非金属性弱于Cl,则氢化物的稳定性H2S<HCl,A错误;
B.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径S2->Cl->K+>H+,B正确;
C.Cl的非金属性强于H,Cl比H更容易得电子,则Cl-比H-更难失电子,还原性Cl-<H-,C错误;
D.Cl的含氧酸的酸性不一定比S的含氧酸的酸性强,如HClO的酸性弱于H2SO4,D错误;
故答案选B。
8.(23-24高二下·山西运城·期末)短周期元素X、Y、Z、W 在元素周期表中的位置如图所示,已知 X、Z的原子核外电子数之和等于Y 的核外电子数,W 原子核内质子数与中子数相等。据此下列判断正确的是
A.简单氢化物的稳定性:Y>W>Z
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>Y
C.简单离子半径:Y>W>Z
D.第一电离能:Z>W>X
【答案】C
【详解】A. 同周期原子序数越大非金属性越强、同主族原子序数越小非金属性越强、则非金属性Z>W>Y,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则简单氢化物的稳定性:Z>W>Y,A错误;
B. Z即F元素非金属性最强,不存在最高价氧化物对应水化物,B错误;
C. 具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小、元素位于同主族时,核电荷数越大,电子层数越多,离子半径越大,则简单离子半径:Y>W>Z,C正确;
D. 同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但X即氮元素电子排布有半充满结构,第一电离能较高,高于W即O元素而低于Z即F元素,第一电离能:Z>X>W,D错误;
答案选C。
考向2 化学键
9.(23-24高二下·山西长治·期末)白磷的工业制取和无害化处理如图所示,下列有关说法中错误的是
A.晶体中含有一定成分的离子键
B.1个白磷分子中含有12个60度的键角
C.处理白磷时,还原产物和氧化产物的物质的量之比为5∶6
D.浓磷酸的黏度很大,主要原因是磷酸中共价键的键能较大
【答案】D
【详解】A.SiO2晶体中含有一定成分的离子键,离子键成分占比33%,A正确;
B.由白磷结构可知,白磷分子中4个P原子形成4个面,每个面有3个60度键角,共12个60度的键角,B正确;
C.处理白磷时发生反应,则还原产物(Cu3P)和氧化产物(H3PO4)的物质的量之比为20:24=5:6,C正确;
D.浓磷酸的黏度很大,主要是磷酸分子间的作用力大,与分子内的共价键无关,则原因是因为磷酸分子间形成氢键,D错误;
故答案选D。
10.(22-23高二下·山西大同·期末)相同条件下,下列比较不正确的是
A.键角大小: B.范德华力强弱:
C.水中溶解度:乙醇<戊醇 D.酸性:氯乙酸<二氯乙酸
【答案】C
【详解】A.中心N原子价层电子对数均为3,中N原子含1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的斥力,因此中键角小于,故A正确;
B.为组成和结构相似的分子晶体,随相对分子质量的增加,范德华力增强,相对分子质量,范德华力强弱:,故B正确;
C.对于一元醇,烃基占比越大,在水中的溶解度越小,所以在水中溶解性:乙醇>戊醇,故C错误;
D.Cl原子为吸引电子的基团,能使-OH上的氢活泼性增强,则二氯乙酸更易电离出氢离子,酸性:氯乙酸<二氯乙酸,故D正确;
故选:C。
11.(23-24高二下·宁夏·期末)下列各说法中正确的是
A.分子中键能越高,键长越大,则分子越稳定
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C.水分子可表示为HO—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463KJ/mol,即18克H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×463KJ
【答案】B
【详解】A. 分子中键长越短,键能越高,则分子越稳定,键长越大,键能越低,则分子越不稳定,A不正确;
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金属的和非金属,所以形成的化学键是离子键,B正确;
C.水分子的结构是V型,键角是105°,C不正确;
D. H-O键的键能为463 kJ•mol-1,18gH2O即1molH2O分解成2molH和1molO时消耗的能量为2×463kJ,故D错误,故D不正确;
答案选B。
12.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)有关物质结构的下列说法中正确的是
A.碘升华时破坏了共价键
B.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
C.含极性键共价化合物一定是电解质
D.HF分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
【答案】B
【详解】A.碘升华属于物理变化,破坏的是分子间作用力,没有破坏共价键,故A错误;
B.氯化钠固体溶于水时会发生电离,所以氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏,故B正确;
C.电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,含极性键共价化合物不一定是电解质,例如氨气等是非电解质,故C错误;
D.分子间作用力影响物质的熔沸点等,与物质的稳定性无关,HF共价键的键能大于HCl,所以HF比HCl更稳定,故D错误;
故选B。
13.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)下列物种中既有极性键,又有非极性键的非极性分子是
A.SO2 B.CCl4 C.CO2 D.
【答案】D
【详解】A.SO2为“V”形分子,是含有极性键的极性分子,A错误;
B.CCl4分子空间构型正四面体型,是含有极性键的非极性分子,B错误;
C.CO2是直线型分子,是含有极性键的非极性分子,C错误;
D.是直线型,是含有极性键和非极性键的非极性分子,D正确;
故选D。
14.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A.分子间作用力;分子间作用力;非极性键 B.分子间作用力;分子间作用力;极性键
C.分子间作用力;极性键;分子间作用力 D.分子间作用力;分子间作用力;非极性键
【答案】B
【详解】固态水中和液态水中含有氢键,当雪花→水→水蒸气主要是分子间的作用力、分子间作用力被破坏,但属于物理变化,共价键没有破坏;水蒸气→氧气和氢气,为化学变化,破坏的是极性共价键,故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是分子间的作用力、分子间作用力、极性键;
故选B。
15.(22-23高二下·青海·期末)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列有关的说法中错误的是
A.键角:
B.键长:
C.键能:、、分子中的键能依次减小
D.乙烯分子中碳碳键的键能:σ键>π键
【答案】A
【详解】A.是直线形分子,键角为180°;是正四面体形,键角为109°28′;H2O是V形结构,键角为105°;为三角锥型,键角为107.3°,则键角:,故A错误;
B.同周期元素,从左往右原子半径依次减小,则半径:Si>P>S>Cl,键长:,故B正确;
C.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则半径:O<S<Se,键长:<<,键长越大,键能越小,则、、分子中的键能依次减小,故C正确;
D.乙烯是平面型结构,含有碳碳双键,所以乙烯分子碳碳双键中有1个σ键和1个π键,原子轨道现成共价键时,σ键为p轨道头碰头的形式现成,π键为p轨道肩并肩,因此σ键键长会小于π键,所以键能大于π键,故D正确;
故选A。
16.(22-23高二下·山西运城·期末)下列比较正确的是
A.键长由小到大:金刚石<碳化硅<硅
B.熔点由低到高:二氧化碳<氧化镁<氯化钠
C.硬度由大到小:C60>铁>氯化钠
D.共价键的极性由强到弱:
【答案】A
【详解】A.原子半径C<Si,则化学键的键长由小到大:金刚石<碳化硅<硅,选项A正确;
B.氯化钠和氧化镁是离子晶体且晶格能氧化镁大于氯化钠,二氧化碳是分子晶体,则熔、沸点由高到低:氧化镁>氯化钠>二氧化碳,选项B错误;
C.铁是金属晶体,氯化钠是离子晶体,C60是分子晶体,则硬度由大到小:氯化钠>铁>C60,选项C错误;
D.非金属性I<Br<Cl,则共价键的极性由弱到强:H—I<H—Br<H—Cl,选项D错误;
答案选A。
17.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列说法正确的是
A.1个N2分子中的π键与1个CO2分子中的π键的数目之比为2∶1
B.稳定性:甲烷>乙烯
C.强度:氢键>化学键>范德华力
D.沸点:>
【答案】B
【详解】A.N2的结构式为,1个N2分子中含有一个σ键和两个π键,CO2的结构式为,1个CO2分子中含有两个σ键和两个π键,故二者分子中π键数目之比为1∶1,A项错误。
B.乙烯分子中的π键易断裂,而甲烷分子中只含有σ键,故甲烷分子稳定,B项正确。
C.作用力的强度:化学键>氢键>范德华力,C项错误。
D.存在分子内氢键,存在分子间氢键,含有分子间氢键的物质熔、沸点较高,故的沸点较高,D项错误。
故选B。
考向3 核外电子排布原则
18.(22-23高二下·山西吕梁·期末)下列有关化学用语表示正确的是
A.的电子式:
B.分子的空间结构模型:
C.Fe的原子结构示意图:
D.基态电子排布式:
【答案】C
【详解】A.由钙离子和过氧根离子构成,其电子式为,故A错误;
B.二氧化硫中硫原子为sp3杂化,分子构型为V形,故B错误;
C.铁为26号元素,其结构示意图为,故C正确;
D.钙离子为钙原子失去2个电子后形成的离子,基态电子排布式:,故D错误;
故选C。
19.(21-22高二下·山西运城·期末)下列各基态原子或离子的核外电子排布式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.不遵循能量最低原理,正确的排布为:1s2,故A错误;
B.基态12Mg原子最外层2个电子,失去最外层2个电子变为12Mg2+,核外电子排布为:1s22s22p6,故B错误;
C.基态16S原子最外层6个电子,得到2个电子达到8电子稳定结构,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6,故C正确;
D.1s22s22p63s23p63d44s2违背洪特规则特例,正确的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,故D错误;
故选:C。
20.(23-24高二下·陕西渭南·期末)下列说法正确的是
①电子排布为的中性原子是基态原子
②不符合泡利原理
③基态铜原子的电子排布式:
④Ca的最高能级的电子云轮廓图:
⑤的电子排布图:
⑥Br原子的价电子排布式:
⑦25、26号元素的第二电离能25号的大
A.①②④ B.②④⑥ C.⑤⑥⑦ D.②⑥⑦
【答案】B
【详解】①该元素原子序数为24,当3d轨道半充满稳定,所以基态原子的电子排布式应该为,①错误;
②2s电子应该自旋相反,不符合泡利原理,②正确;
③铜是29号元素,基态铜原子的核外电子排布式为,③错误;
④Ca的最高能级为4s轨道,为球形,④正确;
⑤中2p轨道上的电子的自旋方向相同,违背泡利原理,⑤错误;
⑥Br是35号元素,其价电子排布式为,⑥正确;
⑦25、26 号元素分别为 Mn、Fe,第二电离能 Mn+转化为 Mn2+时,电子排布式由 3d64s1失去 4s上的一个电子生成较稳定的 3d5半充满状态,需要的能量较少;而Fe+到Fe2+时,由3d64s1转变为不稳定的3d6,需要的能量相对要多,因此26号元素Fe第二电离能较大,⑦错误;因此②④⑥正确;故选B。
21.(23-24高二下·青海·期末)下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A.能级能量大小关系:
B.基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式:
C.处于激发态的电子排布式可能为:
D.基态的轨道表示式:
【答案】C
【详解】A.由构造原理可知,4f的能力低于5d,故A错误;
B.铜元素的原子序数为29,基态原子的价层电子排布式为3d104s1,故B错误;
C.钙元素的原子序数为20,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,则激发态的电子排布式可能为,故C正确;
D.钠元素的原子序数为11,基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6,轨道表示式为,故D错误;
故选C。
22.(21-22高二下·陕西西安·期末)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+0.5表示,与之相反的用-0.5表示,正负0.5即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ti原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为
A.-1 B.+1 C.0 D.-1或+1
【答案】D
【详解】基态钛原子的价电子排布式为3d24s2,3d2是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子,4s轨道填了自旋方向相反的2个电子,则其价电子自旋磁量子数的代数和为2(+)=+1或2(-)=-1,故答案为:+1或−1;
故选D。
23.(21-22高二下·陕西宝鸡·期末)下列说法或有关化学用语的使用正确的是
A.在基态多电子原子中,p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.基态Mn原子的外围电子排布图为
C.碳酸氢钠的电离方程式:NaHCO3=Na++H++CO
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
【答案】B
【详解】A.在基态多电子原子中,同一能层中的p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量,即,但是当s轨道电子所处能层高于p轨道电子所处的能层,此时p轨道电子能量低于s轨道的电子,如, A错误;
B.基态Mn原子的核外电子排布式为,外围电子排布式为,,外围电子排布图为,B正确;
C.碳酸氢钠正确的电离方程式为,C错误;
D.结合洪特特例可知,基态铜原子的核外电子排布式为,所以外围电子排布式为,D错误;
故合理选项为B。
24.(23-24高二下·陕西榆林·期末)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.表达式中,2s电子有2个,最高能量电子所在的轨道为2px,但只有1个电子;
B.表达式中,最高能量电子所在的轨道为2s,低于2px轨道的能量;
C.表达式中,最高能量电子所在的轨道为2s,低于2px轨道的能量,原子处于基态,能量最低;
D.表达式中,2s电子有1个,最高能量电子所在的轨道为2px,且有2个电子;
综合以上分析,表达式中,电子的能量最高,故选D。
25.(22-23高二下·宁夏银川·期末)下列有关光谱的说法中不正确的是
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关
C.通过原子光谱可以发现新的元素,也可以鉴定某些元素
D.同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同
【答案】B
【详解】A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发生光谱,故A正确;
B.焰色反应、激光、霓虹灯光时原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色,与电子跃迁有关,物理成像与电子跃迁释放能量无关,故B错误;
C.不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,在历史上,许多元素是通过原子光谱发现的,如铯和铷,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,故C正确;
D.同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同,故D正确;
故选:B。
考向4 分子的空间结构
26.(23-24高二下·宁夏银川·期末)有机化学试剂氨基炔(如图所示)常用于制备磺胺类药物,抗癌药等。下列有关氨基炔说法正确的是
A.N原子杂化为sp3,C原子杂化为sp(不考虑边位原子)
B.既有酸性也有碱性
C.分子内σ键与π键数目之比为1∶1
D.分子内中所有原子共面
【答案】A
【详解】A.氨基上的N原子价层电子对个数是4、C原子价层电子对个数是2,所以氨基上的N原子采用sp3杂化、碳原子采用sp杂化,故A正确;
B.含有氨基,具有碱性,可与酸反应,但与碱不反应,故B错误;
C.分子内σ键与π键数目之比为4:2=2:1,故C错误;
D.分子中含有N-C键,为δ键,可旋转,由键角知,分子不共平面,故D错误。
故选:A。
27.(22-23高二下·宁夏银川·期末)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点,被称为没有核污染的“N2爆弹”。中国科学家胡炳成教授团队近日成功合成全氮阴离子,是制备全氮类物质N10(其中含有和两种离子)的重要中间体。下列说法中不正确的是
A.全氮类物质属于绿色能源 B.每个中含有5个原子核
C.每个中含有26个电子 D.N10结构中含非极性共价键和离子键
【答案】C
【详解】A.全氮类物质爆轰产物无污染等优点,所以属于绿色能源,故A正确;
B.每个中含有5个原子,所以每个中含有5个原子核,故B正确;
C.每个中含有质子数=5×7=35,但该离子中含有36个电子,故C错误;
D.N10是由和构成的,阴阳离子之间存在离子键,每个离子中N和N原子之间存在非极性键,故D正确;
故选:C。
28.(23-24高二下·陕西咸阳·期末)分析微粒结构,下列说法正确的是
A.和的空间构型都是正四面体形,键角也相同
B.与的价层电子对情况和空间构型相同,但的极性较小
C.有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D.和中心原子的杂化方式不同,但所有原子都满足8电子结构
【答案】B
【详解】A.CH4和P4的空间构型都是正四面体形,但甲烷分子键角为,白磷分子键角为60º,故A错误;
B.OF2与H2O的价层电子对数都是4,空间构型都是Ⅴ型,O和F的电负性差值小,所以OF2的极性较小,故B正确;
C.SO3空间构型是平面三角形,硫原子杂化方式是sp2,从图可知三聚分子固体中硫原子是sp3,故C错误;
D.PCl3中心原子的杂化方式为sp3杂化,BCl3中心原子的杂化方式为sp2杂化,PCl3所有原子满足8电子结构,但BCl3中的B不满足8电子结构,故D错误;
故答案为:B。
29.(23-24高二下·陕西渭南·期末)黑磷纳米材料可用4-甲氧基重氮苯四氟硼酸盐处理,以保护和控制其性质,该盐的结构如图所示。下列说法错误的是
A.电负性:F>O>N>C B.该盐含有离子键、共价键
C.该盐阴离子的空间结构是V形 D.该盐中不含碳碳双键
【答案】C
【详解】A.同周期主族元素,从左至右,电负性增强,电负性:F>O>N>C,A正确;
B.根据结构,该盐含有离子键、共价键,B正确;
C.该盐阴离子的空间结构是正四面体形,C错误;
D.该盐中含有苯环,没有碳碳双键,D正确;
故选C。
30.(23-24高二下·陕西西安·期末)下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是
A.中的离子的空间结构为正八面体形
B.C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O
C.HClO、、的中心原子价层电子对数不完全相同
D.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Zn
【答案】C
【详解】A.离子中心原子是As,得到一个电子价电子是6,与6个F形成共价键,σ键数为6个,孤电子对是0,空间构型是正八面体形,A正确;
B.电负性是吸引键合电子的能力,非金属性越强电负性越大,非金属性是H<C<O,电负性是H<C<O,B正确;
C.HClO、、的中心原子价层电子对数相同,均为4,C错误;
D.锌的4s能级全充满更稳定,第一电离能大,故Ga 的第一电离能低于 Zn,D正确;
故选C。
31.(22-23高二下·陕西宝鸡·期末)中科院研制的某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图,下列说法正确的是
A.五种组成元素中的四种元素均位于p区且处于同一周期
B.基态N原子核外有5种运动状态不同的电子
C.简单氢化物沸点:H2O>NH3>CH4
D.该材料分子结构中碳原子采取了sp3杂化方式
【答案】C
【详解】A.五种组成元素中的 C、N、O 三种元素均位于p 区且处于第二周期,铝在第三周期,氢在第周期,A错误;
B.N是7号元素,基态 N 原子核外有 7 种运动状态不同的电子, B 错误;
C.水分子形成的氢键强于氨分子,甲烷分子间不能形成氢键,简单氢化物沸点:H2O>NH3>CH4,C正确;
D.该材料分子结构中含有键和键,碳原子分别采取了 sp3、sp2杂化方式,D错误;
故选C。
32.(22-23高二下·陕西西安·期末)法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.1mol该分子中σ键的数目是13NA
B.该分子中氮原子杂化类型都相同
C.该分子中N、O、F的第一电离能大小顺序为F>N>O
D.该分子中存在手性碳原子
【答案】C
【详解】A.该分子中含有σ键15个,1mol该分子中σ键的数目是15NA,选项A错误;
B.该分子中所有-NH2中N原子为sp3杂化,环中成双键的N为sp2杂化,选项B错误;
C.同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势,但ⅡA族和VA族的元素达到全满或半满状态,所以N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,选项C正确;
D.手性碳原子一定是饱和碳原子,所连接的四个基团要是不同的,该有机物中没有饱和的碳原子,选项D错误;
答案选C。
33.(21-22高二下·陕西西安·期末)、-CH3、CH都是重要的有机反应中间体,下列有关它们的说法正确的是
A.碳原子均采取sp2杂化
B.CH与NH3、H3O+的空间结构均为三角锥形
C.C中碳原子采取sp2杂化,所有原子不会同时共面
D.C与OH-形成的化合物中含有离子键
【答案】B
【详解】A.、-CH3、CH中碳原子和氢原子均以单键形式成键,中碳原子均采取sp2杂化,-CH3、CH中碳原子均采取sp3杂化,A项错误;
B.CH、NH3、H3O+的空间结构为三角锥形,B项正确;
C.中价层电子对数是3,碳原子为sp2杂化,其空间构型是平面三角形,所以原子均共面,C项错误;
D.C与OH-形成的化合物中不含离子键,D项错误;
故答案先B。
34.(21-22高二下·陕西西安·期末)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为
A.dsp2 B.sp3d C.sp3d2 D.sp3
【答案】B
【详解】Si原子核外有14个电子,最外层为M能层,含有4个电子,价电子排布式为3s23p2;在SiCl4中Si原子与4个Cl原子形成4个Si-Clσ键,且Si原子上无孤电子对,则Si原子为sp3杂化;中间体SiCl4(H2O)中Si分别与Cl、O形成5个共价键,故Si原子应为杂化sp3d杂化,合理选项是B。
35.(21-22高二下·陕西西安·期末)磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.分子中磷原子的价层电子对数为3
C.基态氢原子的电子云轮廓图为哑铃形
D.该有机物中碳原子采取、杂化
【答案】D
【详解】A.同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,氮元素原子2p能级为半充满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能: N>O>C,故A错误;
B.H3PO4的P原子没有孤电子对,磷原子的价层电子对数为4,故B错误;
C.基态氢原子核外只有1s电子,电子云轮廓图为球形,故C错误;
D.环上碳原子价层电子对数为3,其它饱和碳原子价层电子对数为4,碳原子分别采取sp2、sp3杂化,故D正确;
故答案选 D。
考向5 分子结构与物质的性质
36.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列说法正确的是
A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,化学性质完全相同
B.无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多,酸性越强
C.氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理
D.蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键
【答案】D
【详解】A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,二者结构不同,化学性质不同,故A错误;
B.无机含氧酸分子中非羟基氧原子个数越多,酸性越强,故B错误;
C.氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,与相似相溶原理无关,故C错误;
D.蛋白质分子中存在O-H、N-H键,所以蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键,故D正确;
选D。
37.(22-23高二下·宁夏银川·期末)下列说法中不正确的是
A.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B.PCl5分子是非极性分子
C.氢键键长一般定义为A-H…B的长度,而不是H…B的长度
D.的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致
【答案】A
【详解】A.稀有气体单质是单原子分子,分子中无化学键,故A错误;
B.PCl5分子为三角双锥构型,键的偶极矩互相抵消,使分子的正电重心和负电重心重合,分子的偶极矩为零,因此,PCl5为非极性分子,故B正确;
C.氢键键长一般定义为A-H…B的长度,即A到B的长度,而不是H…B的长度,故C正确;
D.的中心原子Cl原子的成键电子对数为4, 中Cl原子孤对电子对数为 (7+1-4×2) =0,因为无孤电子对,所以 的 VSEPR 模型与离子的空间立体构型一致,均为正四面体,故D正确;
答案选A。
38.(23-24高二下·宁夏银川·期末)二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂,常温下它是橙黄色有恶臭的液体,它的分子结构与H2O2相似,熔点为193K,沸点为411K,遇水反应,既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉淀,S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错误的是
A.S2Cl2分子是既有极性键又有非极性键的极性分子
B.S2Cl2分子中各原子均达到8电子稳定结构
C.S2Cl2在液态下不能导电
D.S2Cl2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中,现象是溶液先变红后褪色
【答案】D
【详解】A.S2Cl2的分子结构与H2O2相似,既有极性键又有非极性键的极性分子,故A正确;
B.S2Cl2的电子式为 ,分子中各原子均达到8电子稳定结构,故B正确;
C.S2Cl2为分子晶体,在液态下不能电离出自由移动的离子,则不能导电,故C正确;
D.与水发生2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,气体通入石蕊试液中,溶液变红,故D错误。
故选:D。
39.(22-23高二下·陕西西安·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,Z2是氧化性最强的单质,下列说法正确的是
A.分子的极性:WZ3 < XZ3 B.氢化物的沸点:X < Y < Z
C.酸性:HXY3 < H3WY3 D.分子稳定性:X2 < Y2 < Z2
【答案】A
【详解】A.三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,分子的空间构型为正三角形,则三氟化硼是结构对称的非极性分子,三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1,分子的空间构型为三角锥形,则三氟化氮是结构不对称的极性分子,所以三氟化硼的极性小于三氟化氮,故A正确;
B.水分子形成的分子间氢键多于氨分子和氟化氢,则水分子的分子间作用力大于氨分子和氟化氢,沸点高于氨分子和氟化氢,故B错误;
C.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硝酸的酸性强于硼酸,故C错误;
D.氮气分子是含有氮氮三键的双原子分子,氮氮三键的键能大于氧氧双键和氟氟键,所以氮气分子的稳定性强于氧气和氟气,故D错误;
故选A。
40.(22-23高二下·山西运城·期末)下列说法正确的是
A.根据“相似相溶”原理,能溶于水,不溶于
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.水加热到很高的温度都难以分解是因为水分子间存在氢键
D.烷基是推电子基团,所以甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐增强
【答案】A
【详解】A.过氧化氢和水均为极性分子,四氯化碳是非极性分子,根据相似相溶原理,过氧化氢能溶于水而难溶于四氯化碳,故A正确;
B.由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低,故B错误;
C.H-O键的键能较大,故水加热到很高的温度都难以分解,与氢键无关,故C错误;
D.烷基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,这一效应使羧基中的氧氢键极性减小,导致氢离子更难电离,所以甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱,故D错误;
故选A。
41.(22-23高二下·山西阳泉·期末)是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于的说法不正确的是
A.该分子为极性分子
B.分子中所有原子均达到稳定结构
C.分子与分子结构相似,熔、沸点:
D.与水反应的化学方程式可能为:
【答案】C
【详解】A.分子分子结构中正电中心与负电中心不重合,为极性分子,故不选;
B.根据分子结构知其每个原子共用2个电子,每个原子共用1个电子,均达到稳定结构,故B不选。
C.分子与分子结构相似,均为分子晶体,熔沸点主要与分子间作用力有关,相对分子质量越大,熔、沸点越高,熔、沸点:,故选C。
D.根据题中信息与水反应产生酸性悬浊液,知有单质生成,根据氧化还原反应可推知反应为:,故D不选;
选C。
42.(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是
表述I
表述II
A
在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大
氯化钠为离子晶体,易溶于极性的水中,而碘单质为非极性分子,不易溶于水
B
通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高
CH4分子的相对分子质量比PbH4分子大,范德华力强
C
在形成化合物时,同一主族元素的化合价相同
同一主族元素原子的最外层电子数相同
D
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.碘为非极性分子,而水为极性分子,根据“相似相溶”经验规律,则碘不易溶于水,而氯化钠为离子晶体,易溶于水,存在因果关系,故A符合题意;
B.CH4分子比PbH4分子稳定性高的原因是C与H间的键能大于Pb与H之间的键能,故B不符合题意;
C.同一主族元素的最外层电子数相同,但形成化合物时化合价不一定相同,如F无正价,但Cl的最高正价为+7价,故C不符合题意;
D.P4O10溶于水后生成磷酸、能导电,C6H12O6溶于水后不导电是因为C6H12O6为非电解质,故D不符合题意;
故选:A。
考向6 晶胞的计算
43.(23-24高二下·陕西·期末)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,已知晶胞参数为pnm,图乙为晶胞的俯视图。下列说法正确的是
A.晶胞中硒原子的配位数为8 B.晶胞中d点原子分数坐标为(,,)
C.硒位于第四周期第ⅣA族 D.Zn和Se的最短距离为pnm
【答案】D
【详解】A.根据均摊法,晶胞中Zn的个数为4,Se的个数为4,Se在顶点,与Zn构成的立体结构为正四面体,与其距离最近的Zn原子的个数为4,故A错误;
B.将晶胞均分为8个小立方体,原子d应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心,d的分数坐标为,故B错误;
C.Se位于周期表中第四周期VIA族,属于p区,故C错误;
D.图中相邻的Zn与Se之间的距离为体对角线的,则相邻的Se和Zn之间的距离为,D正确;
故答案为:D。
44.(22-23高二下·陕西西安·期末)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是
A.LaH2晶体中La的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx
C.在一个LaHx晶胞中,H原子总数为32个
D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【详解】A.由LaH2的晶胞结构可知,La位于顶点和面心,晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子,若以顶点La研究,与之最近的H原子有8个,则La的配位数为8,A正确;
B.由晶胞结构可知,每个H结合4个H形成类似CH4的结构,H和H之间的最短距离变小,则晶体中H和H的最短距离: LaH2>LaHx,B正确;
C.由题干信息可知,1个LaHx晶胞中含有58=40个H原子,C错误;
D.1个LaHx晶胞中含有58=40个H原子,含H质量,晶胞的体积质量为,则单位体积中含氢质量的计算式为: ,D正确;
故选C。
45.(23-24高二下·宁夏银川·期末)铁有δ、γ、α三种晶体结构,以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示,下列有关说法正确的是
δ—Feγ—Feα—Fe
A.α-Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B.γ-Fe晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子有6个
C.若三种晶胞均为立方结构,且最近铁原子相切,则三种晶体的密度比为2:4:1
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型不相同
【答案】D
【详解】A.α-Fe晶体晶胞类型为体心立方,与位于体心的Fe原子距离最近的Fe原子位于顶点,共有6个,故A错误;
B.γ-Fe晶体晶胞类型为面心立方,位于顶点的Fe原子,被晶胞的3个平面共有,每个平面与其距离相等且最近的铁原子数目为4,则共有34=12个,故B错误;
C.由图可知,α-Fe晶胞中铁原子数为8=1个,γ-Fe晶胞中铁原子数为8+6=4个,δ-Fe晶胞中铁原子数为8+1=2个,但是没有给出各个晶胞的边长,不能比较密度,故C错误;
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却得到δ-Fe晶体,缓慢冷却得到α-Fe晶体,晶体类型不相同,故D正确;
答案选D。
46.(23-24高二下·宁夏·期末)已知金属钠和氦可形成化合物,该化合物晶胞如图所示,其结构中Na+按简单立方分布,形成Na8立方体空隙。电子对()和氦原子交替分布填充在小立方体的中心。下列说法中错误的是
A.该晶胞中的Na+数为8
B.该化合物的化学式为
C.若将氦原子放在晶胞顶点,则所有电子对()在晶胞的体心
D.该晶胞中Na+最近的He原子数目为4
【答案】C
【详解】A.晶体是晶胞“无隙并置”而成,一般为平行六面体,钠离子按简单立方排布,形成Na8立方体空隙,将小立方体扩展得到晶胞为,钠离子位于顶点、面心、体心、棱中心,晶胞中钠离子数目,A项不符合题意;
B.晶胞中的电子对、He原子处于小立方体的中心,不均摊,可知晶胞中有4对电子、4个He原子,结合晶胞结构知晶胞占有的钠离子数目为8,则Na、He、电子对数占比为8:4:4=2:1:1,故化学式为,B项不符合题意;
C.将大立方体中的8个小立方体的中心作为新的顶点,也可以连接成1个小立方体,将这个小立方体扩展,如图所示:,所以电子对处于体心、棱心,C项符合题意;
D.晶胞中的电子对、He原子处于小立方体的中心,不均摊,可知晶胞中有4对电子、4个He原子,与晶胞体心Na最近的He原子数目为4,D项不符合题意;
故选C
47.(23-24高二下·青海·期末)如图所示是氯化铯晶体的晶胞结构示意图,已知晶胞中2个最近的的核间距为,氯化铯()的摩尔质量为,为阿伏加德罗常数的值,则氯化铯晶体的密度为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】氯离子位于顶点,则晶胞中所含氯离子的数目为,铯离子位于体心,则晶胞中所含铯离子的数目为1,即一个晶胞中含有一个氯离子和一个铯离子,则一个晶胞的质量为,2个最近的的核间距为,即晶胞的边长为,晶胞的体积为,则晶胞的密度为,故选C。
48.(21-22高二下·陕西西安·期末)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是
A.①为简单立方堆积;②、③为体心立方堆积;④为面心立方最密堆积
B.每个晶胞含有的原子数分别为:①1个,②2个,③2个,④4个
C.晶胞中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12
D.空间利用率的大小关系为:①<②<③<④
【答案】B
【详解】A.由金属晶体的晶胞结构图可知:①为简单立方堆积;②为体心立方堆积;③为六方最密堆积;④为面心立方最密堆积,A错误;
B.顶点为8个晶胞共用;面为2个晶胞共用;晶胞体内原子为1个晶胞单独占有。晶胞①中原子个数=8×=1;晶胞②中原子个数=1+8×=2;晶胞③中原子个数=1+8×=2,晶胞④中原子个数=8×+6×=4,B正确;
C.①为简单立方堆积,配位数为6;②为体心立方堆积,配位数为8;③为六方最密堆积,配位数为12;④为面心立方最密堆积,配位数为12,C错误;
D.六方最密堆积与面心立方最密堆积的空间利用率相等,简单立方堆积、体心立方堆积不是最密堆积,空间利用率比六方最密堆积和面心立方最密堆积的小;体心立方堆积空间利用率比简单立方堆积的高,故空间利用率的大小关系为:①<②<③=④,D错误;
故合理选项是B。
考向7 晶体类型的判断
49.(22-23高二下·山西晋中·期末)表中数据是对应物质的熔点(℃):
干冰
-107
2073
920
801
1291
190
-57
1723
据此做出的下列判断中错误的是
A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B.表中只有干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
【答案】B
【详解】A.由表中数据可知,氟化铝的熔点高于氯化钠,氯化钠为离子化合物,则氟化铝为离子化合物,故A正确;
B.由表格数据可知,干冰、氯化硼和氯化铝的熔点较低,属于分子晶体,故B错误;
C.由表格数据可知,二氧化硅熔点高为原子晶体,而二氧化碳的熔点较低为分子晶体,则同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,故C正确;
D.二氧化硅熔点高为原子晶体,由表格数据可知,氧化铝的熔点高于二氧化硅,应也属于原子晶体,则不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,故D正确;
故选B。
50.(23-24高二下·青海·期末)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
【答案】C
【详解】A.C(金刚石)为原子(共价)晶体,所含化学键为共价键,CO2为分子晶体,所含化学键为共价键,晶体类型不同,A不符合题意;
B.NaBr为离子晶体,含有离子键,HBr为分子晶体,含有共价键,晶体类型和化学键均不同,B不符合题意;
C.CH4和H2O都是分子晶体,含有共价键,C符合题意;
D.Cl2为分子晶体,含有共价键,KCl为离子晶体,含有离子键,晶体类型和化学键均不同,D不符合题意;
本题选C。
51.(23-24高二下·陕西渭南·期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其结构如图(注:实线代表共价键,其他Y原子之间的重复单元中的W、X未展开标注),W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A.Y位于第二周期第ⅥA族
B.X单质不存在能导电的晶体
C.形成的晶体堆积属于分子密堆积
D.Y与Z可组成阴阳离子数之比为的离子晶体
【答案】B
【详解】A.Y为O元素,则位于第二周期第ⅥA族,故A正确;
B.X为C,其单质,如石墨属于混合型晶体,其可以导电,故B错误;
C.为甲烷,由于范德华力没有方向性和饱和性,所以分子在堆积成晶体时,如果只有范德华力将采取分子密堆积的方式,故C正确;
D.Y与Z可组成氧化钠或过氧化钠,均为离子晶体,其阴阳离子数之比为,故D正确;
故选B。
52.(23-24高二下·陕西·期末)下面有关晶体的叙述中,不正确的是
A.金刚石为立体网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
B.氯化钠晶体中,每个周围紧邻且距离相等的共有6个
C.氯化铯晶体中,每个周围紧邻8个
D.干冰晶体中,每个分子周围紧邻12个分子
【答案】B
【详解】A.由金刚石晶体模型能够看出,C原子单键连接其它四个碳原子,形成的最小环是六元环,描述正确,不符题意;
B.氯化钠晶体中Na+和Cl-间隔排列,所以每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-,同样每个Cl-周围也是前后左右上下6个Na+,根据晶体结构分析,与Na+最近且等距的Na+有12个,描述错误,符合题意;
C.氯化铯晶体中,每个Cs+周围等距且最近的是晶胞顶点的8个Cl-,描述正确,不符题意;
D.分子间只要没有氢键连接,分子晶体就一定是分子密堆积结构,一个分子周围与其等距且最近的分子有12个,描述正确,不符题意;
综上,本题选B。
53.(23-24高二下·山西忻州·期末)下面的排序不正确的是
A.晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
【答案】C
【详解】A.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,则晶体熔点由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4,故A正确;
B.原子晶体中,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越牢固,硬度越大,键长C−C<C−Si<Si−Si,则硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,故B正确;
C.金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由移动的电子之间的静电作用越强,金属键越强,熔沸点越高,则熔点由高到低:Al>Mg>Na,故C错误;
D.离子半径越小、离子键越强,晶格能越大,熔沸点越高,离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),则熔点由高到低:NaF>NaCl>NaBr>NaI,故D正确;
故选C。
54.(22-23高二下·陕西榆林·期末)下列有关晶体的叙述正确且前后叙述有因果关系的是
A.晶体熔点高、硬度大;晶体可用于制造光导纤维
B.碘晶体中的I-I键能较小;晶体碘沸点低、易升华
C.在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构;金刚石和硅晶体类型相同
D.NaCl晶体中与个数比为1:1,CsCl晶体中与个数比也为1∶l,NaCl和CsCl的晶胞结构相同
【答案】C
【详解】A.是原子晶体,熔点高、硬度大,晶体可用于制造光导纤维,但与其熔点高和硬度大无关,故A错误;
B.碘晶体中的 I-I 键能较小,导致碘的稳定性较弱,晶体碘之间的范德华力较小,导致沸点低、易升华,故B错误;
C.碳和硅同主族,在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构,金刚石和硅晶体类型相同,都是原子晶体,故C正确;
D.NaCl晶体和CsCl晶体中Na+与Cl-个数比为1:1,NaCl晶体中每个钠离子周围含有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和氯离子;CsCl晶体中每个铯离子周围含有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个氯离子,每个氯化铯晶体中含有1个铯离子和1个氯离子,二者的结构不同,故D错误;
故选C。
考向8 配合物与超分子
55.(23-24高二下·山西阳泉·期末)配合物在材料科学、生物医学、染料制造、物质的分析等领域扮演着重要角色。镍的某种配合物的结构如图,下列有关说法错误的是
A.电负性:
B.的配位数与配体数均为4
C.的空间结构为正四面体形
D.基态的价电子轨道表示式为
【答案】B
【详解】A.非金属性越强,则元素的电负性越大,则电负性大小顺序为O>N>C>Ni,故A正确;
B.配位数为与金属离子直接相连的共价键数,由已知结构可知,的配位数为4,配体数为2,故B错误;
C.的中心Cl原子的价层电子对数为,无孤对电子,空间结构为正四面体形,故C正确;
D.基态Ni原子的核外价电子排布式为3d84s2,失去两个电子为Ni2+,应该先失去最外层电子,故Ni2+的价电子排布式为3d8,价电子轨道表示式为,故D正确;
故选:B。
56.(22-23高二下·陕西西安·期末)下列各项叙述中,正确的是
A.H2O、H2S、H2Se由于分子间作用力依次增大,熔、沸点依次升高
B.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
C.配合物Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18时,n=5
D.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
【答案】C
【详解】A.H2O、H2S、H2Se由于分子间作用力依次增大,水分子之间可以形成氢键,熔、沸点先降低再升高,A错误;
B.邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,沸点降低,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,沸点升高,故前者比后者的沸点低,B错误;
C.配合物Fe(CO)n内中心原子为Fe,其价电子数为8,配体CO中C提供孤电子对,价电子数与配体提供电子总数之和为18时,配体数为5,即n=5,C正确;
D.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性一定越强,但氧化性不一定越强,如次氯酸的氧化性大于氯酸,D错误;
故选C。
57.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列有关配合物的说法正确的是
A.该配合物的配体只有水分子
B.该配合物中提供空轨道
C.该配合物与足量溶液反应可生成沉淀
D.中心离子的配位数为5
【答案】B
【详解】A.该配合物的配体是水分子和溴离子,故A错误;
B.该配合物的中心微粒是Cr3+,中心微粒在形成配位键时提供空轨道,故B正确;
C.配合物溶干水,只能电离出外界离子,1mol该配合物与足量AgNO3溶液反应可生成1molAgBr沉淀,故C错误;
D.该配合物中心离子的配体是水分子和溴离子,配位数为6,故D错误;
故答案选 B。
58.(21-22高二下·陕西西安·期末)下列“类比”合理的是
A.NaH与盐酸反应生成NaCl和H2,则NH5与盐酸反应生成NH4Cl和H2
B.Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O(g)反应生成Fe(OH)3和H2
C.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O,则氨水与少量AgNO3溶液反应也生成Ag2O
D.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO,则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
【答案】A
【详解】A.NaH是由Na+离子与H—离子形成的离子化合物,与盐酸反应生成NaCl和H2,NH5是由NH离子与H—离子形成的结构与NaH类似的离子化合物,所以也能与盐酸反应生成NH4Cl和H2,故A正确;
B.加热条件下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,故B错误;
C.氨水与少量硝酸银溶液反应生成配合物氢氧化二氨合银,不能生成氧化银,故C错误;
D.二氧化硫具有还原性,与少量次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成氯化钠和硫酸,故D错误;
故选A。
59.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)Cu(I)是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu(I)结合形成如图所示的配离子。下列有关说法不正确的是
A.Cu(I)的配位数为4
B.该配离子中碳、氮原子的杂化方式均有2种
C.该配离子中含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对
【答案】C
【详解】A.由题中所给结构,Cu(I)的配位数为4,A项正确;
B.该配离子中,甲基上的碳原子采取碳原子采取sp3杂化,环上的碳原子采取sp2杂化,亚氨基-NH-中的氮原子采取sp3杂化,环上的氮原子采取sp2杂化,B项正确;
C.该配离子中含有极性键、非极性键和配位键,不含离子键,C项错误;
D.该配离子中所有碳原子上均无孤电子对,D项正确;
故本题选C。
60.(23-24高二下·山西·期末)可与丁二酮肟反应生成M,M的结构如图所示。下列有关说法正确的是
A.提供孤电子对形成配位键
B.的配位数为4
C.M分子中只含有极性键
D.丁二酮肟的结构简式为
【答案】B
【详解】A.根据结构可知,原子具有空轨道,是共用电子对的接受者,是配合物的中心原子,故A错误;
B.根据结构可知,与4个形成配位键,的配位数为4,故B正确;
C.根据结构可知,该物质中Ni、N之间存在配位键,其他成键原子之间结构中还存在非极性键,极性键等,故C错误;
D.根据结构可知,丁二酮肟的结构简式为,故D错误;
答案选B。
二、非选择题
61.(21-22高二下·山西运城·期末)铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为 。
(2)基态Cu原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为 。
(3)在气体分析中,常用CuCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应如下:。是一种配合物。其结构简式如图1所示。
①中氧原子的杂化轨道类型为 。
②该配合物中,CO作配体时配位原子是C而不是O的原因是 。
(4)Cu与O形成的一种晶体的晶胞结构如图2所示,体心Z原子的坐标为(,,)。则P与M两个位置的R原子的坐标分别是 、 。
【答案】(1) (2)球形
(3) 电负性:C<O,C原子对孤电子对的吸引力较弱,更容易给出孤电子对
(4) (,,) (,,)
【详解】(1)基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故价电子排布式为3d104s1;
(2)根据基态Cu原子的电子排布式,最高能层为4s,故电子云轮廓图形状为球形;
(3)①由于H2O中心O有两对孤电子对,两个键,故氧原子的价层电子对数为4,故其杂化方式为sp3;
②由于O的电负性大于C的电负性,导致C原子对孤电子对的吸引力较弱,更容易给出孤电子对与铜原子形成配位键;
(4)P原子坐标:坐标为(0,1,1)的原子与坐标为(,,)的Z原子距离的一半,故P原子的坐标为(,,);M原子坐标:坐标为(1,0,1)的原子与坐标为(,,)的Z原子距离的一半,故M原子坐标为(,,)。
62.(22-23高二下·青海·期末)研究表明新冠病毒在铜表面存活时间最短,仅为4小时,铜被称为细菌病毒的“杀手”。回答下列问题:
(1)铜的晶胞结构如下图所示,铜原子的配位数为 ,基态铜原子价层电子排布式为 。
(2)与铜同周期,N能层电子数与铜相同,熔点最低的金属是 ,
(3)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),碱式硫酸铜中非金属元素电负性由大到小的顺序是 ,的空间构型为 。
(4)氨缩脲( )分子中氮原子的杂化类型为 ,σ 键与π键的数目之比为 。氨缩脲与胆矾溶液反应得到如图所示的紫色物质,1 mol紫色物质中含配位键的数目为 。
(5)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1 ,0)。
①原子B的坐标参数为
②)若该晶体密度为dg·cm-3,则铜镍原子间最短距离为
【答案】 12 3d104s1 钾(K) O>S>H 正四面体形 sp3杂化 11: 8NA
【详解】(1)根据铜的晶胞结构可知,与铜原子距离最近的铜原子共有12个,即铜原子的配位数为12,铜为29号元素,其核外共有29个电子,核外电子排布式为[Ar]3d104s1,则其价层电子排布式为3d104s1;
(2)铜为第四周期元素,N能层含有1个电子,同周期N能层电子数与铜相同的元素中,熔点最低的金属是钾(K);
(3)碱式硫酸铜中非金属元素有H、O、S,其电负性O>S>H,的中心原子的价电子对数为,不含有孤对电子,因此的空间构型为正四面体形;
(4)根据胺缩脲的结构简式分析可知,分子中每个氮原子形成三个共价键,含有一对孤对电子,因此氮原子的杂化类型为sp3杂化,分子中共含有11个σ键和2个π键,则分子中σ键与π键的数目之比为11:2, 中Cu与O原子形成2个配位键,与N原子形成1个配位键,因此,1mol紫色物质中含有配位键的数目为2×2NA+4×NA=8NA;
(5)①根据A的坐标,可以判断晶胞底面的面心上的原子B的坐标参数为;
②由晶胞结构可知,处于面对角线上的Ni、Cu原子之间距离最近,设二者之间的距离为a cm,则晶胞面对角线长度为2a cm,晶胞的棱长为2a×=cm,又晶胞的质量为,所以(cm)3×d g·cm-3=,解得a=。
63.(21-22高二下·宁夏银川·期末)根据所学物质结构知识,请回答下列问题:
(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红I在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构,则其在水中的溶解度会 (填“增大”或“减小”),原因是 。
(2)已知Ti3+可形成配位数为6,颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的。则绿色晶体配合物的化学式为 ,该晶体中含有的微粒间作用是 。(填字母)
A离子键、极性键、配位键、氢键、范德华力
B离子键、极性键、非极性键、配位键、范德华力
(3)胆矾CuSO4•5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4•H2O,其结构示意图如图,有关它的说法正确的是 (填字母)。
A.该胆矾晶体中中心离子的配位数为6
B.该结构中水分子间的键角不完全相同
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(4)往硫酸铜溶液中逐渐滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解,得到含有[Cu(NH3)4]2+配离子的深蓝色溶液。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。向制得的深蓝色溶液中加入 ,(填字母)将得到深蓝色晶体。
A.浓氨水B.稀氨水C.无水乙醇D.CCl4
【答案】 增大 因为苏丹红Ⅰ形成分子内氢键,而修饰后的分子可形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度 [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O A BD F的电负性比N大,N﹣F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或在NF3中氟原子非金属性强,是吸电子的,使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键) C
【详解】(1)O、N原子半径小,非金属性强,在苏丹红I中容易形成分子内氢键,导致苏丹红I的水溶性较小,而当分子中的羟基连接在另一个取代基的对位上时,该物质的分子之间会形成氢键,该物质分子的羟基与水分子之间形成分子间氢键,并且苏丹红II与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度,故其水溶性比苏丹红I大;
(2)Ti3+的配位数是6,颜色不同的两种配合物晶体组成皆为TiCl3·6H2O,配制成溶液后,分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均会产生白色沉淀,说明外界离子中均含有Cl-;沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的,说明原绿色晶体外界离子有2个Cl-,原紫色晶体的外界离子中含有3个Cl-,由于Ti3+的配位数都是6,所以原绿色晶体内界离子中含有5个水分子,1个Cl-,其化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O;原紫色晶体内界配位数体只有6个H2O,外界离子只有Cl-,该物质化学式为[Ti(H2O)6]Cl3;对于[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O,内界配离子Cl-与中心Ti3+形成配位键,外界Cl-与络离子形成离子键,故由Cl-形成的化学键类型是、配位键、离子键;还有极性键、氢键、范德华力;
(3) A.该胆矾晶体中中心离子的配位数为4,即4个配位水,1个结晶水,A错误;
B.由结构图可知,该结构中水分子间的键角完全相同,B错误;
C.硫酸铜晶体属于离子晶体,络离子[Cu(H2O)4]2-与之间以离子键结合,分子间存在氢键,C错误;
D.在晶体中的H2O分子既有内界水分子,也有外界水分子,两种水分子结合力大小不同,胆矾中的水在不同温度下会分步失去,D正确;
(4)往硫酸铜溶液中逐渐滴加氨水,首先发生反应:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2,当氨水过量时,发生反应:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O,看到生成的沉淀恰好溶解,得到含有[Cu(NH3)4]2+配离子的深蓝色溶液。NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,这是由于F的电负性比N大,N﹣F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或在NF3中氟原子非金属性强,吸电子能力比N强,使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键);由于深蓝色物质属于离子化合物,其易溶于水,而在有机溶剂中溶解度较小,向该深蓝色溶液中加入乙醇或苯等极性较小的溶剂,可降低[Cu(H2O)4]SO4•H2O的溶解度,便于晶体析出,可析出深蓝色晶体,故加水的试剂是乙醇(或其它极性较小的溶剂)。
64.(23-24高二下·宁夏银川·期末)
(1)Fe3+的电子排布式是
(2)下列物质中既有离子键又有共价键的是________。
A.MgO B.NaOH C.CaCl2 D.CO2
(3)关于下列分子的说法不正确的是________。
A.既有σ键又有π键
B.O—H键的极性强于C—H键的极性
C.是极性分子
D.该物质的分子之间不能形成氢键,但它可以与水分子形成氢键
(4)下列说法正确的是________。
A.HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子
B.NH3和CH4的空间构型相似
C.BF3与都是平面型分子
D.CO2和H2O都是直线型分子
(5)下列有关性质的比较,正确的是________。
A.第一电离能:O>N
B.水溶性:CH3CH2OH>CH3OCH3
C.沸点:H2S>H2O
D.晶格能:NaCl>MgO
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5 (2)B (3)D (4)C (5)B
【详解】(1)铁是26号元素,位于第4周期,第Ⅷ族,核外电子排布式为[Ar] 3d64s2,而Fe3+是铁原子失去最外层的2个电子和次外层的1个电子形成的,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5;
(2)A.MgO中只有离子键,A错误;
B.NaOH中存在Na+和OH-之间的离子键和O和H之间的共价键,B正确;
C.CaCl2中只存在离子键,C错误;
D.CO2中只存在共价键,D错误;
故选B;
(3)A.根据有机物的结构简式可知,该分子中有碳碳双键,则既有σ键又有π键,A正确;
B.因为非金属性:O>C,则O—H键的极性强于C—H键的极性,B正确;
C.该分子正负电荷重心不重合,则该分子是极性分子,C正确;
D.根据有机物的结构简式可知,该有机物分子含有酚羟基,能形成氢键,它也可以与水分子形成氢键,D错误;
故选D;
(4)A.手性分子指的是有机物分子中至少有一个碳原子,与它相连的4个原子或基团各不相同,HOCH2CH(OH)CH2OH不是手性分子,A错误;
B.NH3是三角锥形分子,而CH4是正四面体形分子,它们的空间构型不相似,B错误;
C.BF3是平面三角形分子,而苯是平面正六边形分子,它们都是平面型分子,C正确;
D.CO2是直线形分子,而H2O是V型分子,D错误;
故选C;
(5)A.N原子的p轨道处于半充满状态,比较稳定,第一电离能比相邻同周期的元素都大,则第一电离能:O<N,A错误;
B.含有羟基的物质能与水形成氢键导致溶解度增大,则水溶性:CH3CH2OH> CH3OCH3,B正确;
C.水分子间能形成氢键,导致沸点比同族其它元素的氢化物沸点高,则沸点:H2S<H2O,C错误;
D.离子半径:Na+>Mg2+,离子所带电荷数:Na+<Mg2+,离子半径越小,离子所带电荷数越多,晶格能越大,所以晶格能:NaCl<MgO,D错误;
故选B。
65.(23-24高二下·宁夏银川·期末)吡啶(C5H5N)是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物,可以看做苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物,故又称氮苯。吡啶呈碱性,也是配合物中的常见配体。其分子结构如下图:
(1)基态N原子的核外电子运动状态有 种,基态C原子的核外电子空间运动状态有 种。
(2)基态氮原子中,能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向,其电子云轮廓图的形状为 。
(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用“”表示,与之相反的用“”表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(4)已知吡啶为极性分子,苯为非极性分子。吡啶在水中的溶解度远大于在苯中的溶解度,可能原因是:
① 。
② 。
(5)吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,从元素电负性的角度分析,其中碱性最弱的是 。
【答案】(1) 7 4 (2) 3 哑铃形 (3)+或-
(4)吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子,相似相溶 吡啶和H2O分子间能形成氢键
(5)
【详解】(1)N是7号元素,根据泡利不相容原理可知,原子核外电子没有运动状态完全相同的电子,则基态N原子的核外电子运动状态有7种,C是6号元素,其基态原子核外电子占据4个原子轨道,故基态C原子的核外电子空间运动状态有4种,故答案为:7;4;
(2)N是7号元素,基态氮原子中,能量最高的电子的电子云为2p能级电子云,p能级在空间有3个伸展方向,其电子云轮廓图的形状为哑铃形,故答案为:3;哑铃形;
(3)N是7号元素,对于基态的氮原子,其价电子轨道表示式为:或,故其价电子的自旋磁量子数的代数和为+或者-,故答案为:+或-;
(4)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子,相似相溶;②吡啶和H2O分子间能形成氢键,故答案为:吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子,相似相溶;吡啶和H2O分子间能形成氢键;
(5)甲基为推电子基,-F为吸电子基,当吡啶中N的间位C上的H被甲基取代时,N的电子云密度增大,当被-CF3代替后N的电子云密度减小,又根据吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,所以碱性最弱的为,故答案为: 。
66.(23-24高二下·宁夏银川·期末)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂,通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
(1)上述氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素有 (填元素符号)。
(2)基态Cr原子的价电子轨道表示式为 ;第四周期ds区元素中,与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为 。
(3)我国科研人员研制出了M-LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂,使得合成氨工业的温度,压强分别降到了350℃、1MPa,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①Mn在元素周期表中的位置 ,基态Fe3+的价电子排布式为 。
②第三电离能I3(Fe) I3(Mn)(填“>”或“<”),原因是 。
(4)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。GaX3的熔沸点如下表所示。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
①100℃,GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是 (填化学式),沸点依次升高的原因是 。
②GaCl3、GaBr3、GaI3的晶体类型为 ,GaF3的熔点约1000℃,其晶体类型为 。
【答案】(1)O、Al (2) Cu
(3) 第四周期第ⅦB族 3d5 < 铁元素失去的第三个电子是3d6上的电子,而3d6容易失去一个电子形成比较稳定的3d5半满状态,而Mn失去的第三个电子是3d5上的电子,这是比较稳定的半充满状态,所以难失去
(4) GaCl3 三者均属于分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力增强,熔沸点依次升高 分子晶体 离子晶体
【详解】(1)上述氧化物所涉及的元素中,所涉及的元素有O、Mg、Al、K、Ca、Cr,处于元素周期表中p区的元素有O、Al,Mg、K、Ca位于s区,Cr位于d区,故答案为:O、Al;
(2)已知Cr是24号元素,基态Cr原子的核外电子排布式为:[Ar]3d54s1,故其价电子轨道表示式为:;第四周期ds区元素中,与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素即为[Ar]3d104s1,则其元素符号为:Cu;故答案为:;Cu;
(3)①已知Mn是25号元素,其核外电子排布式为:[Ar]3d54s2,故Mn在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族,Fe为26号元素,其核外电子排布式为:[Ar]3d64s2,基态Fe3+的价电子排布式为3d5,故答案为:第四周期第ⅦB族;3d5;
②铁元素失去的第三个电子是3d6上的电子,而3d6容易失去一个电子形成比较稳定的3d5半满状态,而基态Mn的价电子排布式为3d53s2,失去的第三个电子是3d5上的电子,这是比较稳定的半充满状态,所以难失去,故第三电离能I3(Fe)<I3(Mn),故答案为:<;铁元素失去的第三个电子是3d6上的电子,而3d6容易失去一个电子形成比较稳定的3d5半满状态,而Mn失去的第三个电子是3d5上的电子,这是比较稳定的半充满状态,所以难失去;
(4)①根据表格中熔沸点信息,可知100℃呈液态的是GaCl3;GaCl3、GaBr3和GaI3均属于分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力增强,熔沸点依次升高,故答案为:GaCl3;三者均属于分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力增强,熔沸点依次升高;
②GaCl3、GaBr3、GaI3的晶体类型均为分子晶体;离子晶体熔点高于分子晶体,GaF3的熔点约1000℃,GaF3属于离子晶体,故答案为:分子晶体;离子晶体。
67.(23-24高二下·宁夏银川·期末)W、X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
核外只有一个未成对电子,且电子有三种空间运动状态
Y
s轨道电子数比p轨道多一个,且第一电离能大于同周期相邻元素
Z
+3价基态离子最高能级处于半满状态
M
其单质为人类最早应用的金属
N
与X同主族,其电子云有9种伸展方向
回答下列问题:
(1)写出基态M原子的价电子排布式 。
(2)写出X元素的名称 ,其最高能级的电子云轮廓为 。
(3)下列状态的Z中,电离最外层的一个电子所需能量最大的是_______(填编号)。
A. B.
C. D.
(4)YW3可与M2+形成一种常见的配合物离子,该配合物离子中YW3的键角与气态分子YW3的键角相比,前者 后者(填“>”、“<”或“=”),原因是 。
(5)N的某种氧化物N2O3的晶体结构如图所示,O2-以六方最密方式堆积,N3+在其八面体空隙中(注:未全部标出,如:N3+在1、2、3、4、5、6构成的八面体体心)。
①该晶胞中O2-的配位数为 。
②已知氧离子半径为r cm,晶胞的高为h cm,NA代表阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。
【答案】(1)3d10 4s1 (2)硼 哑铃状 (3)A
(4) > 两者N原子均为sp3杂化,但[Cu(NH3)4]2+离子中N的孤对电子用于形成配位键,而气态NH3中有一对孤对电子,故NH3的键角小。
(5) 4
【详解】(1)Cu位于第四周期IB族,Cu的价电子排布式为3d104s1;
(2)X的名称为硼,硼的最高能级为2p,2p能级的电子云轮廓为哑铃状;
(3)A项表示Fe3+,其外层为3d能级,且为半充满的稳定结构,故最外层电子不易失去;与A项相比,C项表示Fe2+,最外层为4s能级,其能级能量比3d能级低,故较之Fe3+更易失去最外层电子;故答案选A;
(4)NH3与Cu2+形成的配离子中,N原子的孤电子对用于形成配位键,而气态NH3中N原子含有孤电子对;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,故前者键角更大;
(5)由晶胞结构图可知,1个晶胞中O2-的数目为,Ga3+全部位于晶胞内,故Ga3+的数目为4,O2-的个数和Ga3+的个数之比为3:2,晶胞中Ga3+周围等距的O2-的数目为6,Ga3+的配位数为6,O2-周围等距的Ga3+的数目为4,O2-的配位数为4;由图可知晶胞体积,则ρ=;
68.(23-24高二下·宁夏银川·期末)过氧乙酸又名过醋酸(C2H4O3),是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂,其制法为CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O。
(1)H2O2为 分子(填“极性”或“非极性”)。写出一种与H2O2具有相同电子数分子 。
(2)过氧乙酸分子中C原子的杂化方式有 。
(3)平面环状结构的吡咯()在一定条件下可与过氧乙酸发生开环反应。吡咯分子中 手性碳原子(填“有”或“无”)。已知大π键可以用表示,其中m表示参与形成大键的原子数,n代表大键中的电子数,则吡咯中大键可以表示为 。
(4)造纸中,用NaBH4与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。
①两种硼氢化物的熔点如表所示:
硼氢化物
NaBH4
Al(BH4)3
熔点/℃
600
-64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
②硼氢化钠晶胞结构如图所示,若A为坐标原点(0,0,0),则B的坐标为 。已知:硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示)
【答案】(1)极性 H2S或N2H4或C2H6或F2等 (2)sp2、sp3 (3)无
(4)NaBH4是离子晶体,Al(BH4)3是分子晶体,熔化时前者克服离子键,后者克服分子间作用力,离子键远强于分子间作用力,故而熔点产生这样的差异
【详解】(1)①分子结构不对称,正负电荷中心不重合 ,所以是极性分子。②电子数为,故或或或等均可。
(2)过氧乙酸的分子结构式为,可知分子中的两个C原子的共价键数分别为4和3且无孤电子对,所以C原子的杂化方式有和两种。
(3)①手性碳原子是连有4个不同原子或原子团的碳原子,吡咯分子中碳原子均不满足此条件,所以没有手性碳原子。
②吡咯中形成大键的原子数m = 5(环上4个碳原子和1个氮原子 ),氮原子提供1对孤电子对,4个碳原子各提供1个电子,所以电子数n = 6 ,故大键表示为。
(4)①NaBH4是离子晶体,Al(BH4)3是分子晶体,熔化时前者克服离子键,后者克服分子间作用力,离子键远强于分子间作用力,故而熔点产生这样的差异;
②若A为坐标原点(0,0,0),有图易得B的坐标为(,0,);
③由晶胞结构可知其中含有位于棱心和面心的Na+个数为,位于面心、顶点和体心的BH个数为,则该晶胞体积,解得a=(nm)。
69.(23-24高二下·青海·期末)Ⅰ.我国科研工作者发现并制备了一系列主要由、、、等元素组成的导电材料。回答下列问题:
(1)O、P、S三种元素中,电负性最小的元素名称是 ;键角: (填“>”、“<”或“=”)。
(2)肼()分子中孤电子对与键的数目之比为 ,肼的相对分子质量与甲醇相同,但沸点远高于甲醇的原因是 。
(3)正硝酸钠()是一种重要的化工原料。阴离子的空间结构为 ,其中心原子杂化方式为 杂化。
(4)基态硒原子的价层电子排布式为 ;晶体的熔点为350℃,加热易升华,固态属于 晶体。
Ⅱ.甲硅烷可用于制备多种新型无机非金属材料。
(5)①热稳定性: (填“>”“<”或“=”)。原因是 。
②中H一Si一H的键角大于中H一N一H的键角,其键角差异的原因是 。
(6)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为 。
②已知碳化硅的晶胞边长为,阿伏加德罗常数为,晶胞中相邻两个碳原子的最短距离为 nm,碳化硅晶体的密度为 (列出计算式)。
【答案】(1) 磷 > (2) 2:5 肼分子与甲醇都能形成分子间氢键,但肼分子的分子间氢键多
(3) 正四面体形 (4) 分子
(5) < Si的半径大于键长大于键长,则键能小于键能(的非金属性比硅大) 分子中原子没有孤对电子,分子中原子有1对孤对电子,孤对电子越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小
(6) 4
【详解】(1)已知同一周期从左往右元素的电负性依次增强,同一主族从上往下元素的电负性依次减弱,故O、P、S三种元素中,电负性最小的元素名称是磷,H2O和H2Se均为V形结构,O、Se均采用sp3杂化,由于O的原子半径比Se的小,导致H2O中价层电子对之间的排斥作用比H2Se的大,故键角:H2O>H2Se,故答案为:磷;>;
(2)已知氮原子最外层上有5个电子,有3个未成对电子,故肼分子上的每个氮原子上都还有1对孤电子对,且单键均为键,则肼(H2N-NH2)分子中孤电子对与键的数目之比为2:5;
肼的相对分子质量与甲醇相同,但由于肼(H2N-NH2)分子间能够形成氢键,且数目较多,导致肼的沸点远高于甲醇,故答案为:2:5;肼分子与甲醇都能形成分子间氢键,但肼分子的分子间氢键多;
(3)Na3NO4阴离子即中心原子N周围的价层电子对数为:4+=4,根据价层电子对互斥理论可知,其空间结构为正四面体形,根据杂化轨道理论可知,其中心原子杂化方式为sp3杂化,故答案为:正四面体;sp3;
(4)已知Se是34号元素,故基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4;SeO2晶体的熔点为350℃较低,加热易升华,具有分子晶体的特征,即固态SeO2属于分子晶体,故答案为:4s24p4;分子;
(5)①原子半径:N<Si,则键长:H-N<Si-H,且非金属性N>Si,故键能:H-N>Si-H,则热稳定性:SiH4<NH3,故答案为:<;Si的半径大于键长大于键长,则键能小于键能(的非金属性比硅大)
②SiH4中H-Si-H的键角为109°28′,NH3中H-N-H的键角为107.3°,则SiH4中H-Si-H的键角大于NH3中H-N-H的键角;SiH4中硅形成4个共价键无孤电子对,NH3中氮形成3个共价键有1对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,则使得NH3中H-N-H的键角小于SiH4中H-Si-H的键角,故答案为:分子中原子没有孤对电子,分子中原子有1对孤对电子,孤对电子越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小;
(6)①由图可知,面心的Si原子连接2个C原子,面心的Si原子为2个晶胞共有,则碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为4;
②由图可知,晶胞中相邻两个碳原子之间的距离为面对角线的一半,晶胞边长为anm,则该距离为:;硅原子位于立方体的顶点和面心,个数为8×+6×=4,4个碳原子位于立方体的内部,晶胞质量为g=g,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,碳化硅晶体密度ρ===g/cm3。
70.(22-23高二下·宁夏银川·期末)结合所学知识,回答下列问题:
(1)某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,则该元素在元素周期表中的位置为 ,处于元素周期表的 区,核外电子共有 种运动状态;核外电子占据的能量最高的原子轨道的形状为 。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为 ,HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)下列Mg原子的核外电子排布式中,能量最高的是 ,能量最低的是 (填序号)。
a. b.
c. d.
(4)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式为,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲晶体中,环上的氮原子的杂化轨道类型有 ,羰基碳原子的杂化轨道类型为 。
(5)利用VSEPR模型推断离子的立体构型。
PO ;H3O+ 。(用文字描述)
【答案】(1) 第四周期第ⅢA族 p 31 哑铃形 (2)1:2 1:1
(3) b d (4)sp2 sp2 (5) 正四面体 三角锥形
【详解】(1)某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,含有4个电子层,价电子数为4s24p1,其位于元素周期表第四周期第ⅢA族,为Ga元素,位于元素周期表的p区,其原子序数为31,核外共有31个电子,每个电子的运动状态各不相同,即核外电子共有31种运动状态;核外电子占据的能量最高的原子轨道是4p,其的形状为哑铃形;
(2)单键为σ键,双键中1个是σ键,1个是π键,三键中1个是σ键,2个是π键,CO分子的结构为,其σ键与π键个数之比为1:2,HCN分子的结构为,其σ键与π键数目之比为1:1;
(3)基态Mg原子的核外电子排布为1s22s22p63s2,能量最低;电子由低能级跃迁到高能级需要吸收能量,c与基态d相比,3s轨道上的1个电子跃迁到3p轨道,吸收能量,故能量c>d,a与c相比,又有2p轨道上的两个电子跃迁到3p轨道,故能量a>c,b与a相比,b状态的原子中2p轨道上的3个电子跃迁到3p轨道,而2p轨道跃迁到3p轨道需要的能量比3s轨道跃迁到3p轨道需要的能量高,故能量b>a,故b的能量最高,综上,能量最高的是b,能量最低的是d;
(4)环上的氮原子是平面结构,其杂化轨道类型是sp2;羰基碳原子上有碳氧双键,形成3条σ键,无孤对电子,杂化轨道类型为sp2;
(5)PO中心原子P的价层电子对数为,无孤对电子,空间构型为正四面体形;H3O+中心原子O的价层电子对数为,有1对孤对电子,空间构型为三角锥形。
71.(23-24高二下·山西忻州·期末)运用物质结构的相关知识回答下列问题:
(1)分子中碳原子的杂化方式为 ,分子中键和键的个数比为 。
(2)生活中常用的手消毒凝胶,其主要有效成分是三氯羟基二苯醚和乙醇,其中三氯羟基二苯醚是一种广谱抗菌剂,高效、安全。三氯羟基二苯醚的结构简式如图所示。
①组成三氯羟基二苯醚的四种元素H、C、O、Cl的电负性从大到小旳顺序为 ;基态氯原子的价电子排布图为 ,其最高能级的原子轨道电子云轮廓图形状为 。
②三氯羟基二苯醚的熔点:55~57℃,沸点:120℃,不溶于水,易溶于碱液和有机溶剂,三氯羟基二苯醚属于 晶体。
③乙醇与甲醚()的分子式相同,但二者的沸点分别为78.4℃、-24.8℃,乙醇沸点高于甲醚的原因是 。
(3)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,其晶胞如图1所示(图2为晶胞中的一部分)。
该晶体中锑钾两原子的个数比为 ;与Sb原子距离最近的Sb原子有 个。
【答案】(1) 4∶1
(2) O>Cl>C>H 哑铃形 分子 乙醇分子间除范德华力外,还有氢键,而甲醚分子间不存在氢键
(3) 1∶3 12
【详解】(1)中,碳碳双键、碳氧双键中碳均采用sp2杂化;单键为键,双键中有1个键和1个键,分子中键和键的个数比为;
(2)①同周期从左到右,金属性减弱,非金属性增强,元素的电负性增强;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;可知电负性大小顺序为O>Cl>C>H;氯原子的价电子排布式为1s22s22p63s23p5,价电子排布图为;最高能级为3p能级,原子轨道电子云轮廓图形状为哑铃形;
②三氯羟基二苯醚晶体的熔沸点较低,属于分子晶体;
③乙醇分子中由于氧原子吸引电子的能力强,分子间易形成氢键,沸点升高,故乙醇沸点高于甲醚;
(3)Sb位于顶点和面心,,K位于棱边和小立方体体心和大立方体的体心,,Sb:K=4:12=1:3;取顶点Sb,与共点的有8个立方体,共面的有12个,每个面的面心有个Sb,故与Sb原子距离最近的Sb原子有12个。
72.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)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)如图是铜的一种氧化物晶体的晶胞结构。该化合物的化学式为 ,每个O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O原子有 个。
(5)若该晶胞边长为anm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶胞密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】(1) 3d104s1 > (2)V形 (3)ace (4) Cu2O 4 2 (5)
【详解】(1)Cu位于第四周期ⅤⅡB族,是29号元素,基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;Cu2O和Cu2S都是离子晶体,融化需要破坏离子键,氧离子的半径比硫离子小,故Cu2O的离子键更强,Cu2O熔点>Cu2S;
(2)SO2中心S原子的价层电子对数=2+=3,采用sp2杂化,含有1对孤电子对,空间构型为V形;
(3)配离子与外界硫酸根形成离子键,铜离子与氨分子之间形成配位键,氨分子、硫酸根中原子之间形成极性键,不存在金属键、非极性共价键 ,故答案为:ace;
(4)由晶胞结构可知Cu的个数为4,O的个数为×8+1=2,该物质的化学式为Cu2O,O处于Cu形成的正四面体空隙中,每个O原子周围与它最近且等距离的Cu原子有4个,根据晶胞结构图,每个Cu原子周围与它最近且等距离的O原子有2个;
(5)晶胞中含Cu的数目为4,含O的数目为2,故晶胞质量为,若该晶胞边长为anm,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,故该晶胞的密度为g/cm3。
73.(23-24高二下·宁夏银川·期末)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) d 3 21 (2) 正四面体形 sp3 (3)
【详解】(1)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;
(2)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;
(3)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。
74.(23-24高二下·宁夏银川·期末)按下列要求填空。
(1)基态某原子的最外层电子排布式是,推断该元素位于第五周期第 族,该元素的最高正化合价为 ,在元素周期表中属于 区。
(2)基态某原子的价层电子排布式为,推断该元素位于第五周期第 族,在元素周期表中属于 区。
(3)比较大小(填“>”或“<”)。
①键长:
②键能:
③键角:
④键的极性:
⑤沸点: CO
⑥酸性:HCOOH
(4)HCN中心原子“C”的杂化类型为 ,VSEPR模型为 ,分子空间构型为 。
【答案】(1)ⅢA +3 p (2) ⅠB ds
(3) > > > < < > (4) sp 直线形 直线形
【详解】(1)基态某原子的最外层电子排布式是,由价电子排布可知,该元素位于第五周期第ⅢA族,该元素的最高正化合价为+3,在元素周期表中属于p区;
(2)基态某原子的价层电子排布式为,由价电子排布可知,该元素为银元素,位于第五周期第ⅠB族,在元素周期表中属于ds区;
(3)①键长:氮氮双键的键能更大,故键长>;
②键能:碳碳双键中存在1个σ键、1个π键,其键能小于2倍的碳碳单键,故为>;
③键角:二氧化碳为直线形分子,二氧化硫为V形分子,故键角> ;
④键的极性:氮的电负性大于碳,故为<;
⑤沸点:两者均为分子晶体且相对分子质量相同,但是CO为极性分子而氮气分子为非极性分子,故沸点<;
⑥酸性:乙酸中甲基为供电子基团,故甲酸中更容易电离出氢离子,使得酸性甲酸大于乙酸,故为>;
(4)HCN中碳形成一个碳氢单键、1个碳氮叁键,为直线形分子,杂化类型为sp,VSEPR模型为直线形,分子空间构型为直线形。
75.(23-24高二下·宁夏银川·期末)C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价电子的轨道表示式为 。
(2)碳元素是组成有机化合物的基本元素,有机物分子M的结构如下图所示。M中采取sp2杂化的C原子数目为 个,C与O之间形成σ键的数目为 个。
(3)第四周期与基态Ge原子具有相同未成对电子数的有 (填元素符号);晶体硅的熔点比碳化硅的熔点 (填“高”或“低”)。
(4)在碱溶液中Sn(Ⅱ)的存在形式为[Sn(OH)3]-,[Sn(OH)3]-中存在的化学键类型有 (填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键
(5)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如图),其中A处原子的分数坐标为(0,0,0),则B处原子的分数坐标为 。已知灰锡的密度为ρ g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,根据硬球接触模型,则Sn原子半径r(Sn)= pm(用代数式表示)。
【答案】(1) (2) 9 5 (3)Ti、Ni、Se 低 (4)bc
(5) (,,) ×1010或×1010
【详解】(1)基态Ge原子的价电子的轨道表示式为,故答案为:;
(2)①M中碳氧双键、碳碳双键、苯环上的碳原子均为sp2杂化,共9个,故答案为:9;
②C与O形成的σ键的数目为5个,故答案为:5;
(3)①基态Ge原子价电子排布式为4s24p2,有2个未成对电子,第四周期基态原子未成对电子数与Ge原子相同的元素的价电子排布应为3d24s2、3d84s2、4s24p4,分别为Ti、Ni、Se元素,故答案为:Ti、Ni、Se;
②碳原子半径小于硅原子,所以Si-C键的键长小于Si-Si键,键能更大,所以晶体硅的熔点比碳化硅的熔点低,故答案为:低;
(4)该离子中Sn原子与O原子形成配位键,O原子和H原子形成共价键,不存在离子键,氢键不是化学键,故答案为:bc;
(5)B原子位于4个Sn原子形成的正四面体空隙中,在底面的投影距离y轴,距离x轴,在左侧面的投影距离轴,距离y轴,所以坐标为(,,),故答案为:(,,);
②顶点的Sn原子投影到大正方形的四个顶点,侧面、底面、顶面的面心的Sn原子投影到大正方形的边的中间位置,前面、后面面心的Sn原子投影到大正方形的中心,内部的四个Sn原子位于正四面体空隙,所以投影到四个小正方形的中心,投影图为;位于正四面体中心的Sn原子与周围4个Sn紧密接触,所以有2r(Sn)为体对角线的四分之一,则晶胞的体积为cm3,晶胞中Sn原子的个数为,所以晶胞的质量为g,所以有,解得(或)cm= (或),故答案为: (或)。
76.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)回答下列问题:
(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,基态Cr原子的价电子排布式为 ,CrO2Cl2是 分子(选填“极性”或“非极性”)。
(2)HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成,乙炔钠中C原子的杂化类型为 ;乙炔钠中存在 (填字母序号)。
A.金属键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.配位键 F.离子键 G.范德华力
(3)分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物有两种不同的颜色,其中橙黄色较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质在水中的溶解度小,如图所示的结构示意图中呈亮黄色的是 (填“A”或“B”)。
(4)芦笋中的天冬酰胺具有提高身体免疫力的功效,结构如图所示。其组成元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(5)某离子晶体的晶胞结构如图所示:
设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为 pm。
【答案】(1) 非极性 (2) sp杂化 BCF (3)A (4)
(5)
【详解】(1)Cr所含质子数为24,原子核外电子数为24,3d能级上的原子轨道处于半满时,能量较低,基态Cr原子的价电子排布式为,CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,由相似相溶原理可知CrO2Cl2是非极性分子。故答案为:;非极性;
(2)由HC≡CNa(乙炔钠)可知C原子形成2个σ键和2个π键,乙炔钠中C原子的杂化类型为sp杂化;乙炔钠中存在C-Hσ键、C≡Cπ键 、Na+与[CH≡C]-离子键 ,故答案为:sp杂化;BCF;
(3)A是非极性分子,而水与B都是极性分子,根据相似相溶原理,A在水中的溶解度小,B在水中溶解度大,亮黄色结构为图中的A。故答案为:A;
(4)元素的非金属性越强,其第一电离能越大,由于氮原子的2p轨道处于半充满状态,故第一电离能大于O,其组成元素第一电离能由大到小的顺序为。故答案为:;
(5)设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,晶胞中含有4个X和8个Y,根据 求得晶胞的体积为V=,进而计算出晶胞的边长为 cm,因为两个距离最近的X的核间距离为晶胞面对角线的一半,则晶体中两个最近的X间的距离为pm。故答案为:。
77.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)青蒿素是治疗疟疾的有效药物,白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体,含4个青蒿素分子)及分子结构如图所示。
(1)提取青蒿素:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚提取,效果更好。
①乙醚沸点低于乙醇,原因是 。
②用乙醚提取效果更好,原因是 。
(2)确定结构
能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出分子空间结构的一种方法是_______。
A.质谱法 B.X射线衍射 C.核磁共振氢谱 D.红外光谱
(3)修饰结构,提高疗效:一定条件下,用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化方式为 。
②中有 σ键,的空间结构为 。
③比较水溶性:双氢青蒿素 (填“”)青蒿素。
【答案】(1) 乙醇分子间能形成氢键 乙醚沸点低,蒸馏时所需温度低,青蒿素不易分解
(2)B (3) 4 四面体 >
【详解】(1)①能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,乙醇能形成分子间氢键、乙醚不能形成分子间氢键,所以乙醚的沸点低于乙醇, 故答案为:乙醇能形成分子间氢键、乙醚不能形成分子间氢键;
②乙醚沸点比乙醇低,蒸馏时所需温度低,青蒿素不易分解,防止温度过高青蒿素发生副反应,所以用乙醚提纯效果较好, 故答案为:乙醚沸点比乙醇低,蒸馏时所需温度低,青蒿素不易分解,防止温度过高青蒿素发生副反应;,
(2)A.质谱法测定相对分子质量,故A错误;
B.X射线衍射判断晶体结构,测定晶体的晶胞参数,故B正确;
C.核磁共振氢谱判断氢原子种类,故C错误;
D.红外光谱核外光谱判断化学键或官能团信息,故D正确;
故答案为:B;
(3)①双氢青蒿素分子中碳原子价层电子对数都是4,采用sp3杂化;
②1mol硼氢根离子中有硼位于体心、氢原子位于周围,故含有4molσ键;硼氢根离子的价电子对数为4×1/2×(3+1-1×4)=4,VSEPR模型为四面体型,不含孤电子对,其空间构型为四面体型;
③双氢青蒿素含有羟基,能和水分子形成氢键,故水溶性:双氢青蒿素>青蒿素。
78.(23-24高二下·宁夏石嘴山·期末)按要求回答问题
(1)前36号元素中未成对电子数最多的元素的价电子排布式: 。
(2)冰的密度小于水的原因: 。
(3)第三周期元素第一电离能大于P的元素。(写元素符号): 。
(4)F和Xe在一定条件下可生成如图晶体结构,则该晶体化学式为: 。
(5)AlF3熔点高于AlCl3的原因: 。
(6)含0.5mol的[CO(NH3)4Cl2]Cl的溶液中滴加足量硝酸银,生成沉淀的物质的量为: 。
(7)铜晶胞结构如图,已知参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则铜的密度为: 。
【答案】(1)
(2)冰中每个水分子与4个相邻水分子间形成氢键,形成疏松的晶体结构,存在许多空隙,体积膨胀,密度减小
(3)Cl和Ar (4) (5)AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子键强度大于分子间相互作用力
(6)0.5 (7)
【详解】(1)前36号元素中未成对电子数最多的元素的价电子排布式:,对应24号元素为Cr;
(2)冰中每个水分子与4个相邻水分子间形成氢键,形成疏松的晶体结构,存在许多空隙,体积膨胀,密度减小;
(3)P核外电子排布处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻族元素,则第三周期元素第一电离能大于P的元素有Cl和Ar;
(4)根据晶胞结构,Xe位于顶点和体心,个数为,F位于棱上及晶胞内,个数为,化学式:;
(5)AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子键强度大于分子间相互作用力,所以AlF3熔点高于AlCl3;
(6)0.5mol配合物[CO(NH3)4Cl2]Cl可电离出0.5mol氯离子,与足量硝酸银,生成沉淀的物质的量为0.5mol;
(7)Cu位于顶点和面心,个数为,晶胞密度:。
79.(23-24高二下·山西阳泉·期末)硫酸四氨合铜晶体是一种重要的染料及农药中间体,小组同学拟用CuSO4溶液为原料来制备。回答下列问题:
(1)制备晶体:向盛有溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,可以观察到的实验现象为 ,写出难溶物与氨反应的离子方程式: 。再加入乙醇后,析出深蓝色的晶体。
(2)配位原子是 (填元素符号),1mol中含有σ键数目为 。
(3)比较与分子中的键角大小: (填>或<);原因: 。
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①晶体的化学式为 。
②该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有 个。
【答案】(1) 难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液
(2) N 16NA
(3) > 二者中心原子均为杂化,中心原子没有孤电子对,中心原子有一对孤电子对,由于孤电子对斥力大于成键电子对斥力,中键角更小
(4) Cu3SnP 12
【详解】(1)首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,发生反应,可以观察到的实验现象为难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液。
(2)分子中氮原子含有一对孤对电子,铜离子提供空轨道,配位原子是。个中含有3个键,与铜离子形成4个配位键,所以1mol中含有键数目为。
(3)的价层电子对数为:,无孤对电子,杂化,是正四面体形;的价层电子对数为:,有一对孤对电子,杂化,三角锥形。由于孤电子对斥力大于成键电子对斥力,所以键角:。
(4)①根据晶胞结构可知,铜原子位于面心,个数为:;原子位于体心,有一个磷原子;原子位于晶胞顶点,个数为:,所以其化学式为:。
②原子位于顶点,最近的铜原子位于与之相邻三个面的面心,所以距离Sn原子最近的Cu原子有12个。
80.(23-24高二下·山西阳泉·期末)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。试回答下列问题。
(1)a、b、c、d四种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)元素b形成的简单氢化物的VSEPR模型为 。
(3)基态q原子简化的核外电子排布式为 ,有 种空间运动状态不同的电子。
(4)写出元素p在周期表中的位置: ,属于 区元素。
(5)基态m2+价层电子轨道表达式为 。
(6)表中所列的第四周期元素中与j最外层电子数相同的元素是 (填元素符号)。
(7)元素f的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,用原子结构的知识解释发光的原因: 。
【答案】(1) (2)四面体形 (3) 18 (4) 第四周期第ⅡB族 ds
(5) (6)Cr、Cu
(7)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量
【详解】(1)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA 族(ns2全满)、第ⅤA 族(ns2np3半充满)元素第一电离能出现反常。a、b、c、d 分别对应C、N、O、F,C、O、F正常递增,N因2p3为半充满结构,第一电离能大于O ,所以顺序为C<O<N<F。
(2)元素 b 是N,其简单氢化物为NH3 。NH3 中N原子价层电子对数 = σ键数+孤电子对数 ,根据 VSEPR 理论,价层电子对数为 4 时模型为四面体形。
(3)q 为As,是 33号元素。简化核外电子排布式。电子空间运动状态取决于原子轨道数,As基态原子电子占据 18个原子轨道(1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道数之和:1+1+3+1+3+5+1+3=18 ,有 18 种空间运动状态不同的电子。
(4)p为Zn,是 30号元素。简化核外电子排布式:,根据电子排布式,Zn周期表中的位置为第四周期第ⅡB族,属于ds区元素
(5)m 为Fe ,原子序数26,Fe 原子的电子排布式为[Ar]3d64s2 ,Fe2+是Fe失去4s轨道 2 个电子形成,价层电子为3d6 ,根据洪特规则和泡利原理书写轨道表达式:
(6)j为K ,最外层1个电子。第四周期中最外层电子数为1的元素还有Cr(价电子排布式3d54s1 )、Cu(价电子排布式3d104s1 ) 。
(7)f 为 Mg,燃烧时,电子吸收能量跃迁至高能级,再跃迁回低能级,以光的形式释放能量,产生耀眼白光。
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