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.(2023-2024北京丰台期末)下列对于生产、生活中现象和事实的分析不合理的是
焰火绚丽多彩
中国深井一号采用石英材料进行高温下作业
A.与原子核外电子跃迁有关
B.与SiO2熔点较高有关
植物油氢化所得人造奶油
利用紫外线为餐具消毒
C.与植物油中酯基与H2加成有关
D.与紫外线可以使蛋白质变性有关
2.(2023-2024北京丰台期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.1s电子云图为
B.SO的VSEPR模型为
C.H2O的空间填充模型为
D.基态Li原子的轨道表示式为为
3.(2023-2024北京海淀期末)下列化学用语或图示正确的是
A.的电子式:
B.基态碳原子的轨道表示式:
C.乙炔的结构式:
D.乙醛的球棍模型为:
4.(2023-2024北京人大附中期末)下列化学用语或图示表述正确的是
A.用电子云轮廓图表示的键形成的示意图:
B.的电子云图为:,其中的黑点代表核外电子的运动轨迹
C.分子的空间结构模型为:
D.分子的空间结构为,可推测出为非极性分子
5.(2023-2024北京西城期末)科学家用增长某些有机物的碳链。
(1)利用碘化物做催化剂,、可以与醚生成羧酸。1个分子内键的个数是 ,1个分子内键的个数是 。
(2)利用电化学方法,与烯烃等物质可反应生成二元羧酸。羧酸与相对分子质量相当的烯烃相比,沸点较高,主要原因是 。
(3)利用钴的化合物做催化剂,与反应可生成。该生成物中C原子的杂化轨道类型有 和 。
(4)可以作为有机反应的溶剂,具有环境友好、易气化分离的优点。下列关于分子的说法正确的是 (填字母)。
a.的VSEPR模型为直线型
b.非极性分子易溶于
c.易分离的原因是分子间只存在范德华力
考向2 分子结构与性质
1.(2023-2024北京海淀期末)下列物质的变化,破坏的作用主要是范德华力的是
A.干冰的升华 B.溶于水 C.冰融化成水 D.受热分解
2.(2023-2024北京丰台期末)下列物质的性质与氢键无关的是
A.沸点:H2OH2S B.密度:冰水
C.稳定性:HF>HCl D.熔点:乙醇>丙烷
3.(2023-2024北京朝阳期末)下列事实能用氢键解释的是
A.卤素单质从到的熔、沸点越来越高
B.对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点
C.碘易溶于四氯化碳而难溶于水
D.HF的热稳定性强于HI
4.(2023-2024北京朝阳期末)下列物质的熔化或升华,所克服的粒子间作用属于离子键的是
A.NaCl熔化 B.干冰升华
C.SiO2熔化 D.金属Na熔化
5.(2023-2024北京东城期末)下列说法正确的是
A.水分子化学性质稳定是因为水中含有大量的氢键
B.氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是
C.对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,其熔、沸点低于邻羟基苯甲醛
D.氨分子与水分子之间存在氢键是氨气极易溶于水的原因之一
6.(2023-2024北京石景山期末)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
实例
解释
A
的沸点比的高
键能大于键能
B
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体
C
在溶剂中的溶解度比在溶剂水中的大
和均为非极性分子,为极性分子
D
酸性:
键电负性比键的电负性大,使羧基中羟基的极性更大
7.(2023-2024北京西城期末)下列分子或离子的VSEPR模型和其空间结构一致的是
A. B. C. D.
8.(2023-2024北京人大附中期末)下列物质性质的比较中,不正确的是
A.气态Cu与失去一个电子的能力:
B.在水中的溶解性:
C.沸点:HF<HCl
D.沸点:
9.(2023-2024北京石景山期末)硼氮氢化合物在有机合成、储氢材料等方面备受关注。硼氮氢化合物之一氨硼烷的一种制备方法如下:
ⅰ.(乙硼烷)
ⅱ.
已知:元素的电负性:H2.1B2.0Na0.9
(1)中硼元素的化合价为 。
(2)分析解释中N与B原子之间的作用 。
(3)比较与键角大小: (填“>”、“<”或“=”)
(4)新型储氢材料的晶胞为边长anm的立方体,如下图所示。
①与距离最近且等距的有 个。
②已知的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,此晶体的密度为 。()
10.(2023-2024北京丰台期末)氟锑酸(HSbF6)是石油重整中常用的催化剂,酸性极强,被称为超强酸。HSbF6可由SbF5与HF混合得到,HSbF6在HF中容易生成[H2F]+[SbF6]-。
(1)氟元素在周期表的位置是 。
(2)HF中H-F键是由H的1s轨道和F的 轨道“头碰头”重叠形成的σ键。
(3)[H2F]+中F原子的杂化类型是 。
(4)温度接近沸点时,HF蒸气的实测相对分子质量明显高于用相对原子质量和HF化学式计算出来的相对分子质量,原因是 。
(5)Sb位于第五周期,与N同主族,基态Sb原子的价层电子排布式是 。
(6)1mol[SbF6]-含有 mol配位键。
(7)碳正离子是有机反应中间体,已知稳定性:,等物质的量的与HSbF6发生反应的化学方程式是 。
考向3 晶体结构与性质
1.(2023-2024北京西城期末)钛及其化合物有着广泛用途。下图是四卤化钛的熔点示意图。下列说法不正确的是
A.钛位于元素周期表第四周期IVB族
B.钛合金可作电极材料,是因其晶体中有自由电子
C.的熔点较高,与其晶体类型有关
D.、、的熔点依次升高,是因为钛卤键的键能依次增大
2.(2023-2024北京丰台期末)碱金属离子可形成两种结构,如图所示,下列说法不正确的是
A.碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子
B.K+与冠醚形成超分子,增大了KMnO4在有机溶剂中的溶解度
C.NaCl晶胞中代表Cl-
D.1个NaCl晶胞中平均含有个Na+和个Cl-
3.(2023-2024北京西城期末)氮化铝(AlN)是一种应用广泛的新型陶瓷材料。
(1)已知AlN的晶胞如图所示,Al原子位于立方体的顶点和面心,原子位于立方体的内部。
①Al元素位于元素周期表区 (填“s”“p”“d”或“ds”)。
②AlN晶体中每个N原子周围距离最近的Al原子数目是 。该晶体结构中有配位键,提供孤电子对的是 。
③已知AlN的晶胞边长为,阿伏加德罗常数为。则晶体的密度为 (列出计算式)。
(2)AlN可由三甲基铝和利用“化学气相合成法”在一定条件下反应制得。
已知三甲基铝是非极性分子,结构简式为:。
①的电子式为 。
②分子的空间构型为 ,极易溶于水的主要原因是 。
③制备AlN的化学方程式是 。
4.(2023-2024北京丰台期末)碳元素在材料领域有着广泛的应用。
(1)上述物质中能导电的有 。
(2)C-C键的键长:金刚石>石墨,理由是 。
(3)石墨与F2在450℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列说法正确的是 (填序号)。
a.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
b.与石墨相比,(CF)x导电性减弱
c.1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键
(4)比较C60晶体和金刚石的熔点并解释原因 。
(5)C60可以与K形成低温超导化合物K3C60,其晶胞形状为立方体,边长分别为anm,结构如下图所示。
①距离C60最近且相等的C60有 个。
②已知阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 。(1nm=10-7cm)
考向1 原子结构与性质
1.(2023-2024北京石景山期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态C原子的轨道表示式:
B.羟基的电子式:
C.的VSEPR模型:
D.基态Cu原子的价层电子排布式:
2.(2023-2024北京石景山期末)2024年6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并首次在月球背面独立动态展示国旗。科学家已证明月壤中含有Mg、Ca、Al、Si、O等元素。下列说法不正确的是
A.原子半径Ca>Mg>Si B.电负性Mg<Si<O
C.碱性 D.第一电离能Mg<Al<Si
3.(2023-2024北京海淀期末)下图所示的化合物是一种用于合成药物的重要试剂,已知X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构。
下列说法不正确的是
A.简单离子半径: B.Y和M的最高价氧化物对应水化物的酸性接近
C.氢化物的沸点: D.Y和Z的原子之间可通过2p轨道形成键
4.(2023-2024北京人大附中期末)(锶)的、稳定同位素在同一地域土壤中/值不变。土壤生物中/值与土壤中/值相关。测定土壤生物中/值可进行产地溯源。下列说法不正确的是
A.Sr位于元素周期表中第五周期、第IIA族
B.和含有的中子数分别为49和48
C.可用红外吸收光谱区分和
D.同一地域产出的同种土壤生物中/值相同
5.(2023-2024北京人大附中期末)石墨相氮化碳()作为一种新型光催化材料,研究表明,非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的层状结构,其中一种二维平面结构如图所示。
下列说法正确的是
A.C、N、O的第一电离能()大小为(O)>(N)>(C)
B.晶体中每个N原子均与3个C原子成键
C.晶体中C原子以杂化与N原子形成键
D.晶体中存在的微粒间作用力有共价键和范德华力
6.(2023-2024北京海淀期末)甲醛有毒,能使人体内蛋白质失去活性,损害人体健康。
(1)蛋白质中主要含有、、、四种元素。
①下列关于C、H、O、N的说法中,正确的是 (填序号)。
a.的电子云呈球形 b.、、、中,的原子半径最大
c.、、、均位于区 d.基态O中含有8种不同运动状态的电子
②第一电离能,原因是 。
(2)酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。
①基态Mn原子的价电子排布式为 。
②已知基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是 。
(3)甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下,二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应。
已知:部分元素电负性:C2.5、H2.1、O3.5、N3.0
①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因: 。
②补全第二步反应 (断键位置已用虚线标出,反应类型为取代反应)。
7.(2023-2024北京人大附中期末)太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
Ⅰ.第一代电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅制备工艺中涉及的主要物质转化如下:
(1)下列事实能作为“非金属性C比Si强”的证据的是 (填字母)。
a.ⅰ中,C做还原剂
b.碳酸的酸性强于硅酸
c.碳酸的热稳定性弱于硅酸
(2)ⅱ中,1mol Si与3mol HCl反应转移4mol电子。
①该反应的化学方程式为 。
②中,H的化合价为 ,由此推测Si的电负性比H的 (填“大”或“小”)。
(3)ⅲ中,利用沸点差异,可直接实现高纯硅与的分离,从晶体类型角度解释其原因: 。
Ⅱ.第二代电池的光电转换材料是一种无机物薄膜,其光电转化率高于单晶硅。科学家在元素周期表中Si的附近寻找到元素A和D,并制成化合物AD的薄膜,其晶体结构类似单晶硅。Si、A、D在元素周期表中的位置关系如图所示。
Si
A
D
(4)基态A原子核外电子排布式为 。
(5)D的第一电离能比Se的大,从原子结构角度说明理由: 。
8.(2023-2024北京人大附中期末)三醋酸锰[]是一种很好的有机氧化剂,在有机工业上有广泛的用途。常用以下反应制备:
请回答下列问题:
(1)锰元素在周期表中的位置是第 周期第 族。
(2)的价电子排布式为 。
(3)的空间结构是 。
(4)Mn能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物,其结构如下图。
该配合物中,中心金属离子为 ,它与之间能形成配位键的原因是: 。
(5)能形成配离子为八面体的配合物,在该配合物的配离子中,位于八面体的中心,其结构如下图所示(其中数字处的小圆圈表示分子或)
若向含1mol该配合物的溶液中加入足量溶液,可生成1mol AgCl沉淀,则该配合物的化学式为 。
(6)锰与硒形成的某种化合物具有优异的光电性能,其晶胞是一个边长为a pm(1pm=m)的立方体,结构如图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该晶体中与Se距离相等且最近的Mn有 个。
③若阿伏加德罗常数的值用表示,则该晶体的密度为 (列出表达式即可,相对原子质量:Se—79,Mn—55)。
考向2 分子结构与性质
1.(2023-2024北京石景山期末)下列微粒的中心原子是杂化的是
A. B. C. D.
2.(2023-2024北京西城期末)下列物质中,可由极性分子结合成分子晶体的是
A. B. C. D.
3.(2023-2024北京西城期末)下列事实不能用氢键解释的是
A.沸点: B.稳定性:
C.密度: D.溶解性(水中):
4.(2023-2024北京海淀期末)离子液体具有电导率高、化学稳定性好等优点,在电化学领域用途广泛。由与反应制得的是制备某离子液体的原料,该离子液体的结构简式如下。下列说法不正确的是
A.微粒中键角:
B.的制备过程中,与结合形成配位键
C.该离子液体中,均采取杂化
D.该离子液体熔点较低,可能是因为阳离子的体积较大,离子键弱
5.(2023-2024北京人大附中期末)下列原因分析能正确解释性质差异的是
选项
性质差异
原因分析
A
金属活动性:Mg>Al
第一电离能:Mg>Al
B
气态氢化物稳定性:
分子间作用力:
C
酸性:
非金属性:C<S
D
熔点:金刚石>碳化硅>硅
键能:C—C>C—Si>Si—Si
6.(2023-2024北京人大附中期末)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A.键的键能小于键的键能
B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
考向3 晶体结构与性质
1.(2023-2024北京海淀期末)萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如下。与钙同主族的锶和钡可与氟形成结构相似的晶体。下列说法不正确的是
A.全部位于晶胞内部
B.每个晶胞中含有14个
C.和之间存在离子键
D.氟化钡的熔点低于氟化钙
2.(2023-2024北京东城期末)锌离子具有多种生物功能特性,其化合物应用广泛。例如:可用于医药、橡胶、油漆等工业;在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。请你结合所学知识,回答以下问题:
(1)与相比,离子键成分的百分数较高的是 ,判断的依据是 。
(2)离子型与熔、沸点高低比较: (填“高于”或“低于”)。
(3)下图表示立方晶胞(其中图中小球“o”表示或,在立方晶胞中的数目为4,晶胞中每个周围紧邻4个。
①基态的价层电子排布式为 。
②若晶胞顶点的小球表示的是,将晶胞图中表示的小球涂黑 。
③若立方晶胞棱长为,则该晶体的密度为 [表示阿伏加德罗常数的值,]。
3.(2023-2024北京海淀期末)是优良的浸金试剂,但毒性强,有望被低毒的硫氰酸盐替代。
(1)属于离子晶体。一定温度下,某种晶型的立方晶胞如下图所示,已知其边长为。
①NaCN中,σ键和π键的个数比为 。
②距离最近的阴离子有 个。
③已知阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度是 。()
(2)配位能力强,故可作浸金试剂。
①补全浸金反应的离子方程式: 。
□□□________=□□
②浸金时,若不除去矿浆中的和,浸金效果会降低。结合配位键的形成条件解释原因: 。
(3)也是一种常见的配体,其中和均能与金属离子以或的方式配位。
①中,C不能参与配位,原因是 。
②在两种配位方式中,C的杂化方式 (填“相同”或“不同”)。
(4)已知:HCN和HSCN均有挥发性,HCN为弱酸,HSCN为强酸。相同条件下,使用NaSCN作为浸金试剂比NaCN更安全,逸出的有毒酸雾更少,可能的原因是 (填序号)。
a.更容易水解 b.的沸点比高 c.分子间易形成氢键
4.(2023-2024北京朝阳期末)能与含某些银化合物形成等离子,可用作浸银试剂。
(1)基态S原子价层电子排布式是 。
(2)中S原子的杂化方式是 。
(3)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。
(4)的稳定性受pH影响。pH过高时,产生等难溶物;pH过低时,产生 。
(5)易被氧化变质为。氧化变质后,判断S原子能否做配位原子并说明理由: 。
(6)用KI作沉银试剂,可将转化为AgI。AgI的晶胞如图A所示。
①晶胞A中的个数为 。
②一定条件下,铁可将AgI还原,得到单质银。Ag的晶胞如图B所示,晶胞形状为立方体,边长为a nm。Ag的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 ∘(1 nm=10-7cm)
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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.(2023-2024北京丰台期末)下列对于生产、生活中现象和事实的分析不合理的是
焰火绚丽多彩
中国深井一号采用石英材料进行高温下作业
A.与原子核外电子跃迁有关
B.与SiO2熔点较高有关
植物油氢化所得人造奶油
利用紫外线为餐具消毒
C.与植物油中酯基与H2加成有关
D.与紫外线可以使蛋白质变性有关
【答案】C
【解析】A.节日烟花中含有不同金属元素,燃放的焰火与原子核外电子的跃迁有关,选项A正确;
B.二氧化硅是共价晶体,SiO2熔点较高,因此石英材料能进行高温下作业,选项B正确;
C.植物油含有碳碳双键,催化加氢后可以生成固态的硬化油,则与植物油中的酯基无关,选项C错误;
D.利用紫外线为图书消毒处理,这是由于紫外线能够使蛋白质变性,从而达到杀菌消毒的效果,选项D正确;
答案选C。
2.(2023-2024北京丰台期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.1s电子云图为
B.SO的VSEPR模型为
C.H2O的空间填充模型为
D.基态Li原子的轨道表示式为为
【答案】D
【解析】A.电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述,1s电子云图为,A项正确;
B.中中心S原子的价层电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,其VSEPR模型为四面体形,有一对孤电子对,表示为,B项正确;
C.H2O中中心O原子的孤电子对数为×(6-2×1)=2,σ键电子对数为2,价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形,空间填充模型为,C项正确;
D.基态Li的核外电子排布式为1s22s1,轨道表示式为,D项错误;
答案选D。
3.(2023-2024北京海淀期末)下列化学用语或图示正确的是
A.的电子式:
B.基态碳原子的轨道表示式:
C.乙炔的结构式:
D.乙醛的球棍模型为:
【答案】C
【解析】A.是共价化合物,电子式为 ,故A错误;
B.基态碳原子的轨道表示式为 ,故B错误;
C.乙炔的结构式为,故C正确;
D.乙醛的球棍模型为,是比例模型,故D错误;
选C。
4.(2023-2024北京人大附中期末)下列化学用语或图示表述正确的是
A.用电子云轮廓图表示的键形成的示意图:
B.的电子云图为:,其中的黑点代表核外电子的运动轨迹
C.分子的空间结构模型为:
D.分子的空间结构为,可推测出为非极性分子
【答案】A
【解析】A. H提供1s原子轨道,氯提供1个末成对的3p原子轨道,用电子云轮廓图表示的键形成的示意图:
,故A正确;
B. 的电子云图为哑铃形:,其中的黑点不代表核外电子的运动轨迹,表示电子出现的几率的多少,小黑点越密集的地方,电子出现的几率越高,小黑点越稀薄的地方,电子出现的几率越小,故B错误;
C. 分子的空间结构模型为三角锥形:,故C错误;
D. 分子的空间结构为,双氧水的分子是书页状的结构,就好像打开的一本书,两个H分别在两个书页上,分子是不对称的结构,正电与负电中心不重合,可推测出为极性分子,故D错误;
故选A。
5.(2023-2024北京西城期末)科学家用增长某些有机物的碳链。
(1)利用碘化物做催化剂,、可以与醚生成羧酸。1个分子内键的个数是 ,1个分子内键的个数是 。
(2)利用电化学方法,与烯烃等物质可反应生成二元羧酸。羧酸与相对分子质量相当的烯烃相比,沸点较高,主要原因是 。
(3)利用钴的化合物做催化剂,与反应可生成。该生成物中C原子的杂化轨道类型有 和 。
(4)可以作为有机反应的溶剂,具有环境友好、易气化分离的优点。下列关于分子的说法正确的是 (填字母)。
a.的VSEPR模型为直线型
b.非极性分子易溶于
c.易分离的原因是分子间只存在范德华力
【答案】(1)8 1
(2)羧酸类化合物含有羧基,易形成分子间氢键
(3)
(4)abc
【解析】(1)1个分子内6个C-H键,2个C-O键,键的个数是8个;1个分子中含-COOH,只有一个键;
(2)羧酸与相对分子质量相当的烯烃相比,沸点较高,主要原因是,羧酸类化合物含有羧基,-COOH,易形成分子间氢键,使沸点升高;
(3)
中含有苯环,苯环C原子的杂化轨道类型为,甲基中C原子的杂化轨道类型为;
(4)a.的价层电子对数目,VSEPR模型为直线型,a正确;
b.结构为O=C=O,对称结构,根据相似相溶,非极性分子易溶于,b正确;
c.是分子晶体,分子间只存在范德华力,分子间作用力不是很强,故易分离,c正确;
故选abc;
考向2 分子结构与性质
1.(2023-2024北京海淀期末)下列物质的变化,破坏的作用主要是范德华力的是
A.干冰的升华 B.溶于水 C.冰融化成水 D.受热分解
【答案】A
【解析】A.干冰的升华,二氧化碳分子不变,破坏的作用主要是范德华力,故选A;
B.溶于水形成自由移动的钠离子和氯离子,破坏离子键,故不选B;
C.冰融化成水,水分子不变,破坏的作用主要是氢键,故不选C;
D.受热分解生成水和氧气,破坏共价键,故不选D;
选A。
2.(2023-2024北京丰台期末)下列物质的性质与氢键无关的是
A.沸点:H2OH2S B.密度:冰水
C.稳定性:HF>HCl D.熔点:乙醇>丙烷
【答案】C
【解析】A.H2O分子间存在氢键,H2S分子间没有氢键,故H2O的沸点高于H2S的沸点,与氢键有关,A项不符合题意;
B.H2O的VSEPR模型为四面体形,在冰晶体中,每个水分子与周围紧邻的4个水分子形成氢键,由于氢键具有方向性,使得冰晶体中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水的小,与氢键有关,B项不符合题意;
C.键长:H—F键<H—Cl键,键能:H—F键>H—Cl键,故稳定性:HF>HCl,与氢键无关,C项符合题意;
D.乙醇中含有O—H键,乙醇分子间存在氢键,丙烷分子间没有氢键,故乙醇的熔点高于丙烷,与氢键有关,D项不符合题意;
答案选C。
3.(2023-2024北京朝阳期末)下列事实能用氢键解释的是
A.卤素单质从到的熔、沸点越来越高
B.对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点
C.碘易溶于四氯化碳而难溶于水
D.HF的热稳定性强于HI
【答案】B
【解析】A.卤素单质从到的熔、沸点越来越高是由于相对分子质量逐渐增大,分子间的作用力逐渐增大,A错误;
B.对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点是由于对羟基苯甲醛中存在分子间氢键,而邻羟基苯甲醛中存在分子内氢键,B正确;
C.碘易溶于四氯化碳而难溶于水是由于碘和四氯化碳都是非极性分子,而水是极性分子,C错误;
D.HF的热稳定性强于HI是由于H-F键的键长小于H-I键,则H-F键的键能大于H-I键,D错误;
故选B。
4.(2023-2024北京朝阳期末)下列物质的熔化或升华,所克服的粒子间作用属于离子键的是
A.NaCl熔化 B.干冰升华
C.SiO2熔化 D.金属Na熔化
【答案】A
【解析】A.氯化钠是离子晶体,熔化时需破坏离子键,A符合题意
B.干冰是分子晶体,熔化时都需破坏分子间作用力,B不符合题意;
C.二氧化硅是共价晶体,熔化时需破坏共价键,C不符合题意;
D.钠是金属晶体,熔化时需破坏金属键,D不符合题意;
故选A。
5.(2023-2024北京东城期末)下列说法正确的是
A.水分子化学性质稳定是因为水中含有大量的氢键
B.氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是
C.对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,其熔、沸点低于邻羟基苯甲醛
D.氨分子与水分子之间存在氢键是氨气极易溶于水的原因之一
【答案】D
【解析】A.水很稳定是因为水分子内的共价键较强,与氢键无关,故A错误;
B.键角是共价键的参数,氢键不属于化学键,属于分子间作用力,所以键角与氢键无关,故B错误;
C.能形成分子间氢键的熔、沸点高,邻羟基苯甲醛是分子内形成氢键,对羟基苯甲醛是分子间形成氢键,邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,故C错误;
D.氨分子与水分子之间形成了氢键,使氨气的溶解度增大,所以氨气极易溶于水,故D正确;
故选D。
6.(2023-2024北京石景山期末)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
实例
解释
A
的沸点比的高
键能大于键能
B
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体
C
在溶剂中的溶解度比在溶剂水中的大
和均为非极性分子,为极性分子
D
酸性:
键电负性比键的电负性大,使羧基中羟基的极性更大
【答案】A
【解析】A.的沸点比高是因为分子间能形成氢键,使沸点升高,故A错误;
B.石英是共价晶体,干冰是分子晶体,共价晶体熔沸点高于分子晶体,故B错误;
C. 和均为非极性分子,根据相似相溶的规律,则碘易溶于四氯化碳中,故C正确
D.F的电负性大于H,则中羟基的极性大于,则酸性,故D正确;
故选A。
7.(2023-2024北京西城期末)下列分子或离子的VSEPR模型和其空间结构一致的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.分子,价层电子对数为4,孤电子对数为2,VSEPR模型为四面体形,空间构型为V形或角形,VSEPR模型和其空间结构不一致,A错误;
B.分子,价层电子对数为3,孤电子对数为1,VSEPR模型为平面三角形,空间构型为V形或角形,VSEPR模型和其空间结构不一致,B错误;
C.分子,价层电子对数为4,孤电子对数为1,VSEPR模型为四面体,空间构型为三角锥形,VSEPR模型和其空间结构不一致,C错误;
D.分子,价层电子对数为4,孤电子对数为0,VSEPR模型为正四面体形,空间构型为V正四面体形,VSEPR模型和其空间结构一致,D正确;
故答案选D。
8.(2023-2024北京人大附中期末)下列物质性质的比较中,不正确的是
A.气态Cu与失去一个电子的能力:
B.在水中的溶解性:
C.沸点:HF<HCl
D.沸点:
【答案】C
【解析】A.Cu为29号元素,价电子排布式为:,Cu+的核外电子排布式为3d10,为全满状态,较稳定,较难失去电子,因此气态Cu与Cu+失去一个电子的能力:,故A正确;
B.中O的电负性较大,易与水分子间形成氢键,导致在水中的溶解性大,故在水中的溶解性:,故B正确;
C. HF、HCl都是由分子构成的物质, HF中F的电负性大,HF存在分子间氢键,使HF沸点较高,则沸点:HF>HCl,故C错误;
D.邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,分子内氢键作用小于分子间氢键,则沸点:,故D正确;
故选C。
9.(2023-2024北京石景山期末)硼氮氢化合物在有机合成、储氢材料等方面备受关注。硼氮氢化合物之一氨硼烷的一种制备方法如下:
ⅰ.(乙硼烷)
ⅱ.
已知:元素的电负性:H2.1B2.0Na0.9
(1)中硼元素的化合价为 。
(2)分析解释中N与B原子之间的作用 。
(3)比较与键角大小: (填“>”、“<”或“=”)
(4)新型储氢材料的晶胞为边长anm的立方体,如下图所示。
①与距离最近且等距的有 个。
②已知的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,此晶体的密度为 。()
【答案】(1)+3
(2)分子中N原子提供孤对电子,分子中B原子提供空轨道,形成配位键
(3)<
(4)12
【解析】(1),H的电负性大于B,则H为-1价,B为+3价,故答案为:+3;
(2)中分子中N原子提供孤对电子,分子中B原子提供空轨道,形成配位键,故答案为:分子中N原子提供孤对电子,分子中B原子提供空轨道,形成配位键;
(3)分子中B原子无孤对电子,中心原子B的杂化方式为sp2,其空间构型为平面三角形,为120°,分子中N原子有1对孤对电子,其杂化方式为sp3,空间构型为三角锥形,孤对电子斥力较大,为107.5°,故答案为:<;
(4)①以顶点的为对象,距离最近且等距的位于与之相邻的三个面的面心上,顶点被8个晶胞共用,面心被2个晶胞共用,则距离最近且等距的有个,故答案为:12;
②根据均摊法,每个晶胞中含有的个数为,含有的个数为8,则晶胞的质量为,晶胞体积为,则其密度为,故答案为:。
10.(2023-2024北京丰台期末)氟锑酸(HSbF6)是石油重整中常用的催化剂,酸性极强,被称为超强酸。HSbF6可由SbF5与HF混合得到,HSbF6在HF中容易生成[H2F]+[SbF6]-。
(1)氟元素在周期表的位置是 。
(2)HF中H-F键是由H的1s轨道和F的 轨道“头碰头”重叠形成的σ键。
(3)[H2F]+中F原子的杂化类型是 。
(4)温度接近沸点时,HF蒸气的实测相对分子质量明显高于用相对原子质量和HF化学式计算出来的相对分子质量,原因是 。
(5)Sb位于第五周期,与N同主族,基态Sb原子的价层电子排布式是 。
(6)1mol[SbF6]-含有 mol配位键。
(7)碳正离子是有机反应中间体,已知稳定性:,等物质的量的与HSbF6发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)第二周期第VIIA族
(2)2p
(3)sp3
(4)HF分子在气相的时候会通过氢键二聚或多聚,导致实测相对分子质量偏大
(5)5s25p3
(6)1
(7)
【解析】(1)氟是9号元素,氟元素在周期表的位置是第二周期ⅦA族;
(2)HF中H-F键是由H的1s轨道和F的2p轨道“头碰头”重叠形成的σ键。
(3)[H2F]+中F原子孤电子对数为2,σ键数为2,价电子对数为4,杂化类型是sp3;
(4)HF能形成分子间氢键,温度接近沸点时,HF蒸气的实测相对分子质量明显高于用相对原子质量和HF化学式计算出来的相对分子质量,原因是HF分子在气相的时候会通过氢键二聚或多聚,导致实测相对分子质量偏大。
(5)Sb位于第五周期,与N同主族,基态Sb原子的价层电子排布式是5s25p3。
(6)Sb价电子数为5,能形成5个键,1mol[SbF6]-含有1mol配位键。
(7)碳正离子是有机反应中间体,已知稳定性:,易形成,所以等物质的量的与HSbF6发生反应的化学方程式是。
考向3 晶体结构与性质
1.(2023-2024北京西城期末)钛及其化合物有着广泛用途。下图是四卤化钛的熔点示意图。下列说法不正确的是
A.钛位于元素周期表第四周期IVB族
B.钛合金可作电极材料,是因其晶体中有自由电子
C.的熔点较高,与其晶体类型有关
D.、、的熔点依次升高,是因为钛卤键的键能依次增大
【答案】D
【解析】A.钛是22号元素,位于元素周期表第四周期IVB族,A正确;
B.钛合金具有金属晶体的特性,存在能够自由移动的电子,因此可以作电极材料,B正确;
C.由于氟的电负性强,与Ti形成离子键,则TiF4为离子晶体,熔点较高,C正确;
D.由熔点示意图可知,TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点较低,故均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高,D错误;
故选D。
2.(2023-2024北京丰台期末)碱金属离子可形成两种结构,如图所示,下列说法不正确的是
A.碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子
B.K+与冠醚形成超分子,增大了KMnO4在有机溶剂中的溶解度
C.NaCl晶胞中代表Cl-
D.1个NaCl晶胞中平均含有个Na+和个Cl-
【答案】A
【解析】A.碱金属离子与冠醚通过配位键形成超分子,故A错误;
B.高锰酸钾在有机溶剂中存在如下溶解平衡:KMnO4K++MnO,加入冠醚,钾离子与冠醚形成超分子使得溶液中钾离子浓度减小,平衡右移,高锰酸钾在有机溶剂中的溶解度增大,故B正确;
C.氯化钠晶体中氯离子的离子半径大于钠离子,所以晶胞中代表氯离子,故C正确;
D.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的钠离子个数为12×+1=4,所以1个氯化钠晶胞中平均含有4个氯离子和4个钠离子,故D正确;
故选A。
3.(2023-2024北京西城期末)氮化铝(AlN)是一种应用广泛的新型陶瓷材料。
(1)已知AlN的晶胞如图所示,Al原子位于立方体的顶点和面心,原子位于立方体的内部。
①Al元素位于元素周期表区 (填“s”“p”“d”或“ds”)。
②AlN晶体中每个N原子周围距离最近的Al原子数目是 。该晶体结构中有配位键,提供孤电子对的是 。
③已知AlN的晶胞边长为,阿伏加德罗常数为。则晶体的密度为 (列出计算式)。
(2)AlN可由三甲基铝和利用“化学气相合成法”在一定条件下反应制得。
已知三甲基铝是非极性分子,结构简式为:。
①的电子式为 。
②分子的空间构型为 ,极易溶于水的主要原因是 。
③制备AlN的化学方程式是 。
【答案】(1) 4 N
(2) 三角锥形 氨气分子与水分子之间形成氢键
【解析】(1)①Al元素的价层电子排布式为,位于元素周期表的p区。
②根据晶胞的结构图,AlN晶体中每个N原子周围距离最近的Al原子数目是4。根据晶体中N、Al原子间的成键情况知在N、Al之间存在配位键,Al原子价层电子数为3,无法提供孤电子对,N原子价层电子数为5,可以提供孤电子对。
③一个晶胞中含有的Al原子个数为:,含有的N原子个数为:4,则晶胞的质量为:,晶胞体积为:,因此晶胞的密度为。
(2)①的电子式为:。
②的中心原子N的键电子对数为3,孤电子对数为,则N原子的杂化类型为,因此的分子空间构型为三角锥形。极易溶于水的主要原因是:氨气分子与水分子之间形成氢键。
③根据题给信息得制备AlN的化学方程式是:。
4.(2023-2024北京丰台期末)碳元素在材料领域有着广泛的应用。
(1)上述物质中能导电的有 。
(2)C-C键的键长:金刚石>石墨,理由是 。
(3)石墨与F2在450℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列说法正确的是 (填序号)。
a.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
b.与石墨相比,(CF)x导电性减弱
c.1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键
(4)比较C60晶体和金刚石的熔点并解释原因 。
(5)C60可以与K形成低温超导化合物K3C60,其晶胞形状为立方体,边长分别为anm,结构如下图所示。
①距离C60最近且相等的C60有 个。
②已知阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 。(1nm=10-7cm)
【答案】(1)石墨、石墨炔
(2)金刚石碳原子之间只存在σ键;石墨中碳原子之间除了有σ键还有π键,碳原子间电子云重叠程度更大,键长更短
(3)abc
(4)熔点:金刚石>C60,因为C60为分子晶体,金刚石为共价晶体,共价键远比范德华力强
(5)12
【解析】(1)金刚石和均不导电,石墨和石墨炔中存在可在整个碳原子平面上自由移动的电子,因此可以导电。
(2)金刚石碳原子之间只存在σ键,石墨中碳原子之间除了有σ键还有π键,碳原子间电子云重叠程度更大,键长更短,因此C-C键的键长:金刚石>石墨。
(3)a.在石墨层间插入F原子后形成的C-F键键长更短,键能更大,则分子结构稳定性增强,所以与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强,a正确;
b.石墨晶体中每个碳原子都有未参与杂化的1个2p轨道上电子在碳原子平面中运动,所以石墨晶体能导电;在石墨层间插入F原子后,则不存在未参与杂化的2p轨道上的电子,所以与石墨相比,(CF)x导电性减弱,b正确;
c.(CF)x中每个碳原子与3个碳原子和1个氟原子形成4个共价单键,其中碳碳键为2个碳原子所共有,则每个碳原子形成共价键的数目为,因此1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键,c正确;
答案选abc。
(4)C60为分子晶体,金刚石为共价晶体,共价键远比范德华力强,因此熔点:金刚石>C60。
(5)①根据晶胞可知,白球的个数为,黑球的个数为,因此结合化学式为K3C60可得白球为C60;根据晶胞中C60的相对位置可知,距离C60最近且相等的C60有12个;
②晶胞形状为立方体,边长分别为anm,则该晶体的密度为。
考向1 原子结构与性质
1.(2023-2024北京石景山期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态C原子的轨道表示式:
B.羟基的电子式:
C.的VSEPR模型:
D.基态Cu原子的价层电子排布式:
【答案】A
【解析】
A.基态C原子的轨道表示式:,A错误;
B.羟基的电子式:,B正确;
C.SO2的价层电子对数为3,孤电子数为1,VSEPR模型为,C正确;
D.基态Cu原子为29号元素,其价层电子排布式:3d104s1,D正确;
故选A。
2.(2023-2024北京石景山期末)2024年6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并首次在月球背面独立动态展示国旗。科学家已证明月壤中含有Mg、Ca、Al、Si、O等元素。下列说法不正确的是
A.原子半径Ca>Mg>Si B.电负性Mg<Si<O
C.碱性 D.第一电离能Mg<Al<Si
【答案】D
【解析】A.同周期从左往右原子半径逐渐减小,同主族从上往下原子半径逐渐增大,故原子半径Ca>Mg>Si,A正确;
B.同周期从左往右电负性增大,同主族从上往下电负性减小,故电负性Mg<Si<O,B正确;
C.同主族从上往下金属性增强,金属性Ca>Mg,故碱性,C正确;
D.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,Mg的2s能级全满,第一电离能大于Al,故第一电离能Al<Mg<Si,D错误;
故选D。
3.(2023-2024北京海淀期末)下图所示的化合物是一种用于合成药物的重要试剂,已知X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构。
下列说法不正确的是
A.简单离子半径: B.Y和M的最高价氧化物对应水化物的酸性接近
C.氢化物的沸点: D.Y和Z的原子之间可通过2p轨道形成键
【答案】B
【分析】由图可知,化合物中N+是带一个单位正电荷的阳离子,阴离子X、Y、Z形成的共价键数目依次为1、4、2,X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构,则X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M为S元素、N为K元素。
【解析】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则硫离子的离子半径大于钾离子,故A正确;
B.元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,硫元素的非金属性强于碳元素,则弱酸碳酸的酸性弱于强酸硫酸,故B错误;
C.水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,所以水分子的分子间作用力强于硫化氢,沸点高于硫化氢,故C正确;
D.二氧化碳和一氧化碳分子中都含有2p轨道肩并肩形成的π键,故D正确;
故选B。
4.(2023-2024北京人大附中期末)(锶)的、稳定同位素在同一地域土壤中/值不变。土壤生物中/值与土壤中/值相关。测定土壤生物中/值可进行产地溯源。下列说法不正确的是
A.Sr位于元素周期表中第五周期、第IIA族
B.和含有的中子数分别为49和48
C.可用红外吸收光谱区分和
D.同一地域产出的同种土壤生物中/值相同
【答案】C
【解析】A. Sr位于元素周期表中第五周期、第IIA族,故A正确;
B. 和含有的中子数分别为87-38=49和86-38=48,故B正确;
C. 质谱法可以测定原子的相对原子质量,和的相对原子质量不同,可以用质谱法区分和,故C错误;
D. 同一地域产出的同种土壤生物中/值不变,故D正确;
故选C。
5.(2023-2024北京人大附中期末)石墨相氮化碳()作为一种新型光催化材料,研究表明,非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。具有和石墨相似的层状结构,其中一种二维平面结构如图所示。
下列说法正确的是
A.C、N、O的第一电离能()大小为(O)>(N)>(C)
B.晶体中每个N原子均与3个C原子成键
C.晶体中C原子以杂化与N原子形成键
D.晶体中存在的微粒间作用力有共价键和范德华力
【答案】D
【解析】A.同一周期从左往右原子的核内质子数逐渐增多,对最外层电子的引力逐渐增强,第一电离能有逐渐增大的趋势,但由于N原子的最外层电子达到了稳定的半充满结构,因此其第一电离能大于相邻元素,故第一电离能I1(N)>I1(O)>I1(C),A错误;
B.根据二维平面结构图得知,N原子的成键有两种方式,与3个C原子成键或与2个C原子成键,B错误;
C.结合二维平面结构图得知,C原子与N原子形成三个键,层内存在大π键,不存在孤电子对,故C原子的杂化轨道类型为sp2杂化,C错误;
D.该晶体具有和石墨相似的层状结构,其中存在的微粒间作用力有极性键,层与层之间存在和范德华力,D正确;
故选D。
6.(2023-2024北京海淀期末)甲醛有毒,能使人体内蛋白质失去活性,损害人体健康。
(1)蛋白质中主要含有、、、四种元素。
①下列关于C、H、O、N的说法中,正确的是 (填序号)。
a.的电子云呈球形 b.、、、中,的原子半径最大
c.、、、均位于区 d.基态O中含有8种不同运动状态的电子
②第一电离能,原因是 。
(2)酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。
①基态Mn原子的价电子排布式为 。
②已知基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是 。
(3)甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下,二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应。
已知:部分元素电负性:C2.5、H2.1、O3.5、N3.0
①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因: 。
②补全第二步反应 (断键位置已用虚线标出,反应类型为取代反应)。
【答案】(1)abd N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高
(2) 第五周期IB族
(3)的电负性大于,共用电子对偏向而偏离
【解析】(1)①a.的1s电子云呈球形 故正确;
b.电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,、、、中,的原子半径最大,故正确;
c.、、均位于区,但位s区,故错误;
d.原子中有1个电子就有一种运动状态,基态O中含有8种不同运动状态的电子,故正确;
故答案为:abd;
②第一电离能,原因是N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高。故答案为:N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高;
(2)①Mn为25号元素,基态Mn原子的价电子排布式为。故答案为:;
②基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是第五周期IB族。故答案为:第五周期IB族;
(3)①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因:的电负性大于,共用电子对偏向而偏离。故答案为:的电负性大于,共用电子对偏向而偏离;
②反应类型为取代反应,-OH与H结给生成水,余下的部分结合得到,故答案为:。
7.(2023-2024北京人大附中期末)太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
Ⅰ.第一代电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅制备工艺中涉及的主要物质转化如下:
(1)下列事实能作为“非金属性C比Si强”的证据的是 (填字母)。
a.ⅰ中,C做还原剂
b.碳酸的酸性强于硅酸
c.碳酸的热稳定性弱于硅酸
(2)ⅱ中,1mol Si与3mol HCl反应转移4mol电子。
①该反应的化学方程式为 。
②中,H的化合价为 ,由此推测Si的电负性比H的 (填“大”或“小”)。
(3)ⅲ中,利用沸点差异,可直接实现高纯硅与的分离,从晶体类型角度解释其原因: 。
Ⅱ.第二代电池的光电转换材料是一种无机物薄膜,其光电转化率高于单晶硅。科学家在元素周期表中Si的附近寻找到元素A和D,并制成化合物AD的薄膜,其晶体结构类似单晶硅。Si、A、D在元素周期表中的位置关系如图所示。
Si
A
D
(4)基态A原子核外电子排布式为 。
(5)D的第一电离能比Se的大,从原子结构角度说明理由: 。
【答案】(1)b
(2) -1 小
(3)硅为共价晶体,其沸点远高于分子晶体沸点
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1
(5)As的4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素
【解析】(1)a.ⅰ中C在高温下还原二氧化硅为硅单质,同时生成一氧化碳逸出使得反应能够进行,不能说明“非金属性C比Si强”;
b.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,碳酸的酸性强于硅酸,能说明“非金属性C比Si强”;
c.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强;而碳酸的热稳定性弱于硅酸,不能说明“非金属性C比Si强”;
故选b;
(2)①该反应为硅和HCl加热生成SiHCl3,根据质量守恒可知,反应还会生成氢气,反应为;
②1mol Si与3mol HCl反应转移4mol电子,则反应中硅失去4个电子,化合价由0变为+4;3分子HCl中1分子HCl中氢得到2个电子,化合价由+1变为-1,故中H的化合价为-1;硅显正价、氢显负价,由此推测Si的电负性比H的小;
(3)硅为共价晶体,其沸点远高于分子晶体沸点,故利用沸点差异,可直接实现高纯硅与的分离;
(4)由Si、A、D在元素周期表中的位置关系如图所示,可知,A为Ga、D为As;Ga为31号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1;
(5)同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,As的4p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As的第一电离能比Se的大。
8.(2023-2024北京人大附中期末)三醋酸锰[]是一种很好的有机氧化剂,在有机工业上有广泛的用途。常用以下反应制备:
请回答下列问题:
(1)锰元素在周期表中的位置是第 周期第 族。
(2)的价电子排布式为 。
(3)的空间结构是 。
(4)Mn能形成很多重要的配合物。三醋酸锰就是一种配合物,其结构如下图。
该配合物中,中心金属离子为 ,它与之间能形成配位键的原因是: 。
(5)能形成配离子为八面体的配合物,在该配合物的配离子中,位于八面体的中心,其结构如下图所示(其中数字处的小圆圈表示分子或)
若向含1mol该配合物的溶液中加入足量溶液,可生成1mol AgCl沉淀,则该配合物的化学式为 。
(6)锰与硒形成的某种化合物具有优异的光电性能,其晶胞是一个边长为a pm(1pm=m)的立方体,结构如图所示。
①该化合物的化学式为 。
②该晶体中与Se距离相等且最近的Mn有 个。
③若阿伏加德罗常数的值用表示,则该晶体的密度为 (列出表达式即可,相对原子质量:Se—79,Mn—55)。
【答案】(1)四 VIIB
(2)
(3)平面三角形
(4) 具有空轨道,而中的O具有孤电子对
(5)(或)
(6)MnSe 4
【解析】(1)锰为25号元素,在周期表中的位置是第四周期第VIIB族,答案:四、VIIB;
(2)Mn为25号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,所以的价电子排布式为3d5,答案:3d5;
(3)的价层电子数为,没有孤对电子数,所以空间结构是平面三角形,答案:平面三角形;
(4)由配合物结构图可知,中心金属离子为,它与之间能形成配位键的原因是具有空轨道,而中的O具有孤电子对,答案:、具有空轨道,而中的O具有孤电子对;
(5)从电中性考虑,含1个Mn2+配合物中应含有2个Cl-,若含1 mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成1 mol AgCl沉淀,则1个配合物的外界有1个Cl-,内界有1个Cl-和5个NH3,所以该配合物的化学式为(或),答案:(或);
(6)①该晶胞中,含Mn原子个数为4,含Se原子个数为,则该化合物的化学式为MnSe,②以上表面心的Se为对象,晶体中与Se距离相等且最近的Mn有4个,在表面上下均有2个,③若阿伏加德罗常数的值用表示,则该晶体的密度为,答案:MnSe、4、。
考向2 分子结构与性质
1.(2023-2024北京石景山期末)下列微粒的中心原子是杂化的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.中心原子价层电子对数为,其杂化方式为,故A错误;
B.中心原子价层电子对数为,其杂化方式为,故B正确;
C.中心原子价层电子对数为,其杂化方式为,故C错误;
D.中心原子价层电子对数为,其杂化方式为,故D错误;
故选B。
2.(2023-2024北京西城期末)下列物质中,可由极性分子结合成分子晶体的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.是非极性分子,A错误;
B.属于共价晶体(或原子晶体),B错误;
C.是极性分子,可结合成分子晶体,C正确;
D.属于离子晶体,D错误;
故选C。
3.(2023-2024北京西城期末)下列事实不能用氢键解释的是
A.沸点: B.稳定性:
C.密度: D.溶解性(水中):
【答案】B
【解析】A.水的沸点高于硫化氢是因为水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,则水的沸点高于硫化氢能用氢键解释,故A不符合题意;
B.氟化氢的稳定性强于水是因为氟元素的非金属性强于氧元素,则氟化氢的稳定性强于水不能用氢键解释,故B符合题意;
C.水的密度大于冰是因为液态水中每个水分子与4个水分子形成4个氢键,而冰中水分子形成的氢键会拉伸水分子,使水分子之间距离增大,造成体积膨胀,密度减小,则水的密度大于冰能用氢键解释,故C不符合题意;
D.甲醇在水中的溶解度大于甲烷是因为甲醇能与水分子能形成分子间氢键,甲烷不能与水分子形成分子间氢键,则甲醇在水中的溶解度大于甲烷能用氢键解释,故D不符合题意;
故选B。
4.(2023-2024北京海淀期末)离子液体具有电导率高、化学稳定性好等优点,在电化学领域用途广泛。由与反应制得的是制备某离子液体的原料,该离子液体的结构简式如下。下列说法不正确的是
A.微粒中键角:
B.的制备过程中,与结合形成配位键
C.该离子液体中,均采取杂化
D.该离子液体熔点较低,可能是因为阳离子的体积较大,离子键弱
【答案】C
【解析】A.BF3中价层电子对数=,杂化轨道数=3,B采取sp2杂化,而价层电子对数=,杂化轨道数=4,B采取sp3杂化,所以键角:,A正确;
B.中B原子有空轨道,有孤电子对,可以形成配位键,B正确;
C.含有碳碳双键,碳碳单键,碳氮双键,碳采取、杂化,C错误;
D.阳离子的体积较大,半径大,离子间的作用力小,离子键弱,D正确;
故选C。
5.(2023-2024北京人大附中期末)下列原因分析能正确解释性质差异的是
选项
性质差异
原因分析
A
金属活动性:Mg>Al
第一电离能:Mg>Al
B
气态氢化物稳定性:
分子间作用力:
C
酸性:
非金属性:C<S
D
熔点:金刚石>碳化硅>硅
键能:C—C>C—Si>Si—Si
【答案】D
【解析】A.Mg和Al的电子层数相同,Mg的原子半径大,原子核对最外层电子的吸引力小,镁易失去最外层电子,所以金属活动性:Mg>Al,故不选A;
B.稳定性与键能有关,与分子间作用力无关,故不选B;
C.亚硫酸不是S的最高价含氧酸,不能根据酸性H2CO3<H2SO3得出非金属性C<S,故不选C;
D.三种物质形成的均是共价晶体,化学键键能C-C>C-Si>Si-Si,所以熔点:金刚石>碳化硅>硅,故D正确;
故答案为:D。
6.(2023-2024北京人大附中期末)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A.键的键能小于键的键能
B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是分子
【答案】A
【解析】A.F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,键不稳定,因此键的键能小于键的键能,与电负性无关,A符合题意;
B.氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性,使—的极性大于—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;
C.氟的电负性大于氯的电负性,键的极性大于键的极性,导致分子极性强于,C不符合题意;
D.氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在,D不符合题意;
故选A。
考向3 晶体结构与性质
1.(2023-2024北京海淀期末)萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如下。与钙同主族的锶和钡可与氟形成结构相似的晶体。下列说法不正确的是
A.全部位于晶胞内部
B.每个晶胞中含有14个
C.和之间存在离子键
D.氟化钡的熔点低于氟化钙
【答案】B
【解析】A.由晶胞结构可知,氟离子全部位于晶胞内部,故A正确;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的钙离子个数为8×+6×=4,故B错误;
C.氟化钙是由钙离子和氟离子构成的离子化合物,化合物中只含有离子键,故C正确;
D.氟化钡和氟化钙都是离子晶体,钡离子的离子半径大于钙离子,则氟化钡中的离子键弱于氯化钙,熔点低于氟化钙,故D正确;
故选B。
2.(2023-2024北京东城期末)锌离子具有多种生物功能特性,其化合物应用广泛。例如:可用于医药、橡胶、油漆等工业;在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。请你结合所学知识,回答以下问题:
(1)与相比,离子键成分的百分数较高的是 ,判断的依据是 。
(2)离子型与熔、沸点高低比较: (填“高于”或“低于”)。
(3)下图表示立方晶胞(其中图中小球“o”表示或,在立方晶胞中的数目为4,晶胞中每个周围紧邻4个。
①基态的价层电子排布式为 。
②若晶胞顶点的小球表示的是,将晶胞图中表示的小球涂黑 。
③若立方晶胞棱长为,则该晶体的密度为 [表示阿伏加德罗常数的值,]。
【答案】(1)ZnO 氧原子的电负性大于硫原子
(2)高于
(3)3s23p6
【解析】(1)由于氧原子的电负性大于硫原子,则ZnO与ZnS相比,ZnO的离子键成分的百分数较高,故答案为:ZnO;氧原子的电负性大于硫原子;
(2)因为O2-的半径小于S2-的半径,所以氧化锌的晶格能比硫化锌的晶格能大,故氧化锌的熔沸点比硫化锌高,故答案为:高于;
(3)①S2-的价层电子为8,则基态S2-的价层电子排布式为3s23p6,故答案为:3s23p6;
②在立方ZnS晶胞中S2-的数目为4,晶胞中每个S2-周围紧邻4个Zn2+,则晶胞顶点的小球表示的是S2-,将晶胞图中表示Zn2+的小球涂黑表示如下:;
③1个晶胞内,硫离子个数为8×+6×=4,锌离子位于体内,则个数为4,晶胞质量为,晶胞体积为a3cm3,则该晶体的密度为ρ=g/ cm3。,
3.(2023-2024北京海淀期末)是优良的浸金试剂,但毒性强,有望被低毒的硫氰酸盐替代。
(1)属于离子晶体。一定温度下,某种晶型的立方晶胞如下图所示,已知其边长为。
①NaCN中,σ键和π键的个数比为 。
②距离最近的阴离子有 个。
③已知阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度是 。()
(2)配位能力强,故可作浸金试剂。
①补全浸金反应的离子方程式: 。
□□□________=□□
②浸金时,若不除去矿浆中的和,浸金效果会降低。结合配位键的形成条件解释原因: 。
(3)也是一种常见的配体,其中和均能与金属离子以或的方式配位。
①中,C不能参与配位,原因是 。
②在两种配位方式中,C的杂化方式 (填“相同”或“不同”)。
(4)已知:HCN和HSCN均有挥发性,HCN为弱酸,HSCN为强酸。相同条件下,使用NaSCN作为浸金试剂比NaCN更安全,逸出的有毒酸雾更少,可能的原因是 (填序号)。
a.更容易水解 b.的沸点比高 c.分子间易形成氢键
【答案】(1) 6
(2) 、均能提供空轨道,可与提供孤电子对的形成配位键,消耗导致,浸金效果降低
(3)C上已没有孤对电子,无法形成配位键 相同
(4)ab
【解析】(1)①氰酸根离子中含有碳氮三键,三键中含有1个σ键和2个π键,所以氰化钠中σ键和π键的个数比为1:2,故答案为:1:2;
②由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的氰酸根离子与位于面心的钠离子的距离最近,则距离氰酸根离子最近的钠离子的个数为6,由化学式可知,距离钠离子最近的氰酸根离子的个数也为6,故答案为:6;
③由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的钠离子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的氰酸根离子的个数为12×+1=4,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(10—7a)3d,解得d=,故答案为:;
(2)①由未配平的化学方程式可知,浸金反应为金与氧气和溶液中的氰酸根离子反应生成二氰合金离子和氢氧根离子,反应的离子方程式为,故答案为:;
②铜离子和锌离子均能提供空轨道,可与具有孤对电子的氰酸根离子形成配位键,导致溶液中的氰酸根离子浓度减小,使得浸金效果降低,所以金时,要除去矿浆中的铜离子和锌离子,故答案为:、均能提供空轨道,可与提供孤电子对的形成配位键,消耗导致,浸金效果降低;
(3)①由结构简式可知,硫氰酸根离子中碳原子上已没有孤对电子,无法提供孤对电子形成配位键,故答案为:C上已没有孤对电子,无法形成配位键;
②由结构式可知,在两种配位方式中,碳原子的价层电子对数都为2,原子的杂化方式相同,都为sp杂化,故答案为:相同;
(4)由题意可知,NaSCN是强酸强碱盐,在溶液中不能水解生成具有挥发性的HSCN,NaCN是强碱弱酸盐,在溶液中水解生成具有挥发性的HCN,且HSCN的相对分子质量大于HCN,分子间作用力大于HCN,沸点高于HCN,所以相同条件下,使用NaSCN作为浸金试剂比NaCN更安全,逸出的有毒酸雾更少,故选ab。
4.(2023-2024北京朝阳期末)能与含某些银化合物形成等离子,可用作浸银试剂。
(1)基态S原子价层电子排布式是 。
(2)中S原子的杂化方式是 。
(3)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。
(4)的稳定性受pH影响。pH过高时,产生等难溶物;pH过低时,产生 。
(5)易被氧化变质为。氧化变质后,判断S原子能否做配位原子并说明理由: 。
(6)用KI作沉银试剂,可将转化为AgI。AgI的晶胞如图A所示。
①晶胞A中的个数为 。
②一定条件下,铁可将AgI还原,得到单质银。Ag的晶胞如图B所示,晶胞形状为立方体,边长为a nm。Ag的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 ∘(1 nm=10-7cm)
【答案】(1)
(2)
(3)I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子
(4)与反应生成
(5)不能作配位原子,由于中硫原子含有4个键,不存在孤电子对
(6)4
【解析】(1)S是第三周期ⅥA族元素,基态S原子价层电子排布式为;
(2)中S原子的价电子对数为,杂化方式;
(3)S和O为同主族元素,O原子核外有2个电子层,S原子核外有3个电子层,O原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子,即O的第一电离能大于S的第一电离能;
(4)pH过低时,酸性较强,与反应生成,导致不稳定;
(5)氧化变质后生成,中硫原子含有4个键,不存在孤电子对,故不能作配位原子;
(6)①如图A,位于面心和顶点,则的个数为;②如图B,该晶胞中,Ag位于面心和顶点,Ag的个数为,该晶体的密度为。
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