内容正文:
综合01 物质结构与性质压轴30题
1.(23-24高二下·云南玉溪·期末)氨硼烷()的分子结构和乙烷相似,是一种固体储氢材料。下列关于氨硼烷的说法,错误的是
A.第一电离能:
B.N和B元素都位于周期表的P区
C.氨硼烷是极性分子
D.氨硼烷中N原子和B原子之间形成了配位键
2.(23-24高二下·云南大理·期末)下列现象或事实的解释不正确的是
选项
现象或事实
解释
A
对羟基苯甲醛沸点高于邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛分子间形成氢键,而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键。分子间氢键对沸点影响更大
B
在中的溶解度大于其在水中的溶解度
和均是非极性分子,水是极性分子,非极性分子易溶于非极性溶剂
C
三氟乙酸的酸性比乙酸的酸性强
F酸性强于H,三氟乙酸中具有多种酸性基团
D
乳酸( )存在两种空间结构
乳酸中存在手性碳原子
A.A B.B C.C D.D
3.(22-23高二下·云南楚雄·期末)化学与人们的生产、生活紧密联系。下列对应的化学解读正确的是
A.石墨烯中碳原子存在两种杂化类型
B.冰雪融化时,断开了极性共价键
C.与原子核外电子跃迁释放能量有关
D.干冰是共价晶体
A.A B.B C.C D.D
4.(22-23高二下·云南楚雄·期末)下列物质的化学用语表达正确的是
A.甲烷的球棍模型:
B.H2O分子间的氢键:
C.的结构式:
D.的名称:2,2,4−三甲基戊烷
5.(22-23高二下·云南楚雄·期末)下列有关物质结构与性质的论述错误的是
A.“电子气理论”用于描述金属键的本质,可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
B.中S的孤电子对数为0,空间结构是平面三角形
C.O的电负性比C大,则配合物中配位原子是碳原子
D.除稀有气体单质外,其他气态单质分子中都含有σ键,可能含有π键
6.(23-24高二上·云南·期末)铑的配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。下列叙述错误的是
A.是反应中间体
B.甲醇羰基化反应是化合反应
C.反应过程中的成键数目有4、5、6三种情况
D.反应中碳元素的化合价从未发生反应
7.(23-24高二下·云南昆明·期末)一种新型碳氮钉基纳米催化剂催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应过程中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
B.氨硼烷中N、B原子均满足最外层8电子稳定结构
C.用代替作反应物,有生成
D.氨硼烷完全水解的化学方程式为
8.(21-22高二下·云南曲靖·期末)短周期元素D、E、F、W原子序数依次递增,已知:
①D元素的某种同位素通常用于地质年代的鉴定;
②F元素电负性在周期表所有元素中位列第二;
③W的各级电离能如图。
下列判断不正确的是
A.D、E、F三元素的第一电离能由大到小的顺序是E>F>D
B.D、E、F三元素的简单氢化物中可形成氢键的有两种
C.元素W在周期表中的位置是第3周期第IIA族
D.基态D原子价电子轨道表示式为
9.(23-24高二下·云南玉溪·期末)一种由X、Y、Z三种短周期元素组成的有机物的结构如图(实线代表共价键,其他重复的X、Y未标注),人们常用其空腔直径的大小来识别下表中直径不同的碱金属离子。其中X原子核外只有1个电子;Y和Z处于同一周期,它们基态原子的2p能级上均有2个未成对电子。由上述信息可知以下说法正确的是
碱金属离子
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
直径/pm
152
204
276
304
334
A.原子半径:Y>Z>X
B.最简单氢化物的沸点:Y>Z
C.Z原子价电子排布式为2s22p2
D.用该有机物识别Na+,其空腔直径可在260~320pm之间
10.(22-23高二下·云南保山·期末)DNA中四种碱基间的配对方式如图。以下说法不正确的是
A.图中虚线代表形成了氢键
B.碱基中元素电负性大小关系为H<C<O<N
C.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
D.若图中①②分别代表不同化学键,则键能:①<②
11.(23-24高二下·云南普洱·期末)关于有机物的说法错误的是
A.分子式为 B.与环己烷互为同系物
C.1个该有机物分子含有11个键 D.有6种不同化学环境的氢原子
12.(23-24高二下·云南大理·期末)和发生水解反应方程式:,其水解机理示意图如下。下列说法正确的是
A.和的水解反应是基元反应
B.反应涉及到极性键的断裂和非极性键的形成
C.各元素原子均满足8电子稳定结构
D.类比得到和发生水解反应方程式:
13.(20-21高二下·云南保山·期末)有关元素周期表判断,下列叙述不正确的是
①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素
②第IA元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第VIA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB,所含元素形成化合物种类最多的是第IVA
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数
⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素位于同一主族
A.①②⑤⑥ B.①②⑦⑧ C.①②④⑤⑦⑧ D.③④⑥⑦⑧
14.(23-24高二上·云南·期末)为原子序数依次增大的短周期主族元素,的简单氢化物能与它的最高价氧化物的水化物反应生成盐,原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等,原子核外没有未成对电子,与位于同一主族。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.的第一电离能比第一电离能小
C.用电解的氧化物制备单质 D.的简单氢化物比的简单氢化物稳定
15.(23-24高二下·云南昆明·期末)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期且互不相邻,Q是地壳中含量最多的金属元素,上述元素组成的一种化合物的结构如图所示。下列说法正确旳是
A.W与Z可形成结构式为W-Z-Z-W的化合物
B.原子半径大小:W<X<Y<Z
C.Z的氢化物的沸点一定高于Y的氢化物
D.Y、Q的最高价氧化物对应水化物之间可以发生反应
16.(23-24高二下·云南大理·期末)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所形成的一种化合物结构如下图所示。Y、Z原子核外电子数目之和是X核外电子数目的3倍,且Y、Z基态原子未成对电子数目相同。下列说法不正确的是
A.该化合物水溶液呈碱性
B.简单离子半径:X>Y>Z
C.元素电负性:W>Y>Z
D.X的第一电离能比同周期相邻元素低
17.(23-24高二下·云南保山·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和X的单质常温下均为气体,W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数;Z的原子序数是Y的原子序数的2倍,Y原子的2p轨道有4个电子。下列叙述正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.W、X、Y形成的化合物只含共价键 D.最简单氢化物的键角:
二、多选题
18.(22-23高二下·云南普洱·期末)长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C.第四周期第8列元素是铁元素
D.第15列元素原子的价电子排布为ns2np3
三、填空题
19.(19-20高二上·云南普洱·期末)在①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,⑦(NH4)2SO4,⑧乙醇中:
(1)由极性键形成的非极性分子有 (填序号,以下同)
(2)含有金属离子的物质是
(3)分子间可形成氢键的物质是
(4)属于离子晶体的是
(5)属于原子晶体的是
(6)①~⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是
20.(21-22高二·云南昆明·期末)雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)均可入药,具有解毒、杀菌、去燥湿的功效,也是中国画主要的黄色矿物质颜料。回答下列问题:
(1)基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种;其核外电子运动最高能级的电子云轮廓图的形状为 。
(2)基态砷原子的价层电子的轨道表示式为 。
(3)S和As比较,电负性较大的是 ,其判断理由是 。
(4)As2S3、As4S4分子中各原子最外层均满足8电子结构,且As、S原子的化学环境均分别只有一种,分别写出As2S3、As4S4的结构式 、 。
21.(22-23高二下·云南保山·期末)按要求填空。
(1)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
向NaHCO3溶液中通入少量二氧化硫时反应的离子方程式为 。
(2)有机物A的结构简式为 ,若取等质量的A分别与足量的Na、NaOH、H2充分反应,理论上消耗这三种物质的物质的量之比为 ,有机物A中标有序号①、②、③处羟基上氢原子的活泼性由强到弱顺序为 (用序号表示)。
(3)有机物 的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为 。
(4) 的系统命名为 ,1分子有机物 与2分子Br2发生加成反应,可以得到的产物有 种。
(5)乙烷硒啉是一种抗癌新药,其结构式如图:
①基态Se原子的核外电子排布式为 。
②比较键角大小:气态分子 离子(填“>”“<”或“=”)。
四、解答题
22.(19-20高二下·云南昆明·期末)南京大学某科研团队成功预测并首次大面积合成纳米多孔Cu-Al合金催化剂材料,实现高效率和大产率的电催化还原二氧化碳(CO2)生产乙烯(C2H4)。回答下列问题:
(1)Al元素在周期表中位于 区,基态Cu原子的价电子排布式为 。
(2)CO2和C2H4中C原子杂化方式分别为 ,物质的量相同的CO2和C2H4所含σ键数之比为 。
(3)Cu(OH)2溶于浓氨水形成无色的配离子[Cu(NH3)4]2+,该配离子中配体的立体构型为 。
(4)工业冶炼铝需要冰晶石,AlF3或NaF均可用于制备冰晶石,AlF3和NaF两种晶体熔点更高的是 (填写化学式),从结构的角度解释可能的原因 。
(5)Cu与O构成的某种化合物,其晶胞结构如图所示:
已知该晶胞参数为apm,阿伏加 德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度ρ= g•cm-3(列出计算式即可)。
23.(21-22高二上·云南昆明·期末)20世纪80年代至今,超分子化学在识别、催化、传输等功能方面迅速渗透到各学科领域。一种由、、甲酸丁酯吡啶及通过配位键形成的超分子结构如图所示。回答下列问题:
(1)写出超分子的两个重要特征 。如图超分子中存在的化学键类型有 。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.分子间力
(2)甲酸丁酯吡啶分子()中碳原子的杂化方式有 。
(3)的基态价电子排布图为 ;基态原子核外存在 对自旋相反的电子。
(4)吡啶()是类似于苯的芳香族化合物。吡啶分子中含有的键数目为 。广义酸碱理论认为:凡能给出质子()的任何分子或离子都是酸;凡能结合质子()的分子或离子都是碱。按此理论,吡啶()属于 (填“酸”“碱”或“盐”).
(5)的晶胞(如下图Ⅰ)与干冰的晶胞(如下图Ⅱ)相似,则每个分子周围与它最近距离且等距离的分子有 个;已知晶体密度为,则两个最近分子间的距离为 nm(代表阿伏加德罗常数的值,用含、的代数式表示)。
24.(21-22高二下·云南文山·期末)锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等三十多种对人体有益的微量元素。
(1)基态Ge原子的电子排布式为 。
(2)常温下为无色液体,沸点42.1℃,熔点℃,难溶于水,易溶于有机溶剂。推测是 分子(填“极性”或“非性极”)。
(3)可与形成配离子,该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示),中N的杂化方式为 。
(4)如图所示的化合物,中心离子的配位数为 。
(5)已知MgO熔点为2852℃,CaO熔点为2572℃,氧化镁熔点较氧化钙高,请做出合理解释: 。
(6)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,A点原子的坐标为(0,0,0),B点原子的坐标为(,1,),则C点原子的坐标为 ;已知晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞密度为 (只列出计算式)。
25.(22-23高二下·云南曲靖·期末)DF-31洲际弹道导弹是我国大国地位和国防实力的象征,其制作材料包含了等多种元素。回答下列问题:
(1)基态铁原子的电子排布式为 ,具有较强的还原性,原因是 。
(2)的第二电离能和的第二电离能分别为、,的原因是 ;过氧化铬中的化合价为,则分子中键、π键的数目之比为 。
(3)下图中表示的碳原子能量最高的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)超临界流体是物质介于气态和液态之间的新状态,目前应用最广泛的是超临界。超临界流体是一种具有和水相似能阻燃、溶解能力强的溶剂,被誉为“绿色环保溶剂”。中C原子的杂化方式为 ,分子中的化学键为 (填“极性键”或“非极性键”),分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
26.(23-24高二上·云南曲靖·期末)a、b、c、d、e、f是原子序数依次增大的非0族元素,位于元素周期表的前四周期。a的一种核素无中子,b的s能级电子数与p能级的电子数之比为4:3,c与e同主族,未成对电子数为2,d在同周期元素中的原子半径最大,f在同周期元素中的未成对电子数最多。请回答下列问题:
(1)上述元素中,位于元素周期表p区的元素有 (填元素符号),其中基态c原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是 。
(2)基态e原子的核外电子排布式为 ,其核外有 种不同空间运动状态的电子。
(3)b、c、d、e简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)基态f原子的未成对电子数与成对电子数之比为 。
27.(23-24高二下·云南大理·期末)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)标号元素中,最高价氧化物水化物酸性最强的是 (填化学式)。
(2)④元素原子的核外电子轨道表示式是 ,元素④简单氢化物与元素⑧简单氢化物反应生成物的电子式为 。
(3)标号元素中,未成对电子数最多的元素是 (填元素符号),该元素价电子排布式为 ,第四周期ds区元素中,与该元素最外层电子数相同的元素是 (填元素符号)。
(4)下表是①~⑩元素中某种元素的各级电离能数据(用符号至等表示)。
某元素电离能()
738
1451
7733
10540
13630
由此可判断该元素是 (填元素符号),该元素的第一电离能高于同周期相邻元素的主要原因是 。
28.(19-20高二上·云南红河·期末)下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
请回答下列问题:(本题前两空用示意图下的序号填空)
(1)这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能 (填“大于”或“小于”) MgO晶体的品格能,原因是
(4)每个Cu晶胞中实际占有 个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为 。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是 。
29.(23-24高二下·云南玉溪·期末)无水氯化镨(PrCl3)是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料,采用如图工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等)制备氯化镨晶体(PrCl3·6H2O)。
已知:①;
②;
③该条件下,溶液中部分金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时的pH
5.4
2.2
7.5
沉淀完全()时的pH
6.4
3.2
9.0
回答下列问题:
(1)“溶浸”前,将孪生矿粉碎的目的是 。
(2)滤渣I的主要成分为S和 ;写出Pr2S3发生的化学反应方程式: 。
(3)“溶浸”需要加入过量的FeCl3溶液,检验“滤液I”中是否存在Fe2+的试剂是 (填序号)。
a.KSCN、氯水 b.酸性高锰酸钾溶液 c.
(4)滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Zn(OH)2,则“沉淀”时,pH最小为 。
(5)利用表中的数据求出 。
(6)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,正负离子的核间距最小为。则Y代表的离子是 ,晶体密度的表达式为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
30.(22-23高二下·云南保山·期末)氯化亚铜是一种应用较广的催化剂,易水解,微溶于水,不溶于乙醇。以低品位铜矿砂(主要成分CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如图:
(1)“酸溶1”步骤中发生反应的化学方程式为 。
(2)用乙醇洗涤的优点为 。
(3)“合成”步骤加入Na2SO3的速率不宜过快,否则会产生 气体(写化学式),除可能与酸溶时硫酸过量有关,还可能的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)NH3与Cu2+形成配位键的能力 (填“强于”或“弱于”)H2O与Cu2+形成配位键的能力。
(5)某种铜的氯化物晶体结构如图所示。此晶体中铜原子的配位数是 ;设晶胞参数为anm,则该铜的氯化物晶体的密度为 g·cm-3(用含a和NA的式子表示,NA为阿伏加德罗常数)
(6)已知: , (X-表示Cl-、Br-、I-)。298K时, , , 。在CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。图中x代表 曲线,且Ksp(CuX)= 。
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综合01 物质结构与性质压轴30题
1.(23-24高二下·云南玉溪·期末)氨硼烷()的分子结构和乙烷相似,是一种固体储氢材料。下列关于氨硼烷的说法,错误的是
A.第一电离能:
B.N和B元素都位于周期表的P区
C.氨硼烷是极性分子
D.氨硼烷中N原子和B原子之间形成了配位键
【答案】A
【详解】A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,第一电离能:,A错误;
B.N和B元素分别为ⅤA、ⅢA族元素,都位于周期表的P区,B正确;
C.氨硼烷分子结构不对称,正负电荷重心不重合,是极性分子,C正确;
D.氨硼烷中N原子提供孤电子对、B原子提供空轨道,形成了配位键,D正确;
故选A。
2.(23-24高二下·云南大理·期末)下列现象或事实的解释不正确的是
选项
现象或事实
解释
A
对羟基苯甲醛沸点高于邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛分子间形成氢键,而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键。分子间氢键对沸点影响更大
B
在中的溶解度大于其在水中的溶解度
和均是非极性分子,水是极性分子,非极性分子易溶于非极性溶剂
C
三氟乙酸的酸性比乙酸的酸性强
F酸性强于H,三氟乙酸中具有多种酸性基团
D
乳酸( )存在两种空间结构
乳酸中存在手性碳原子
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,因此对羟基苯甲醛沸点高于邻羟基苯甲醛,故A正确;
B.碘单质、CCl4为非极性分子,H2O为极性分子,依据相似相溶原理,碘单质在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,故B正确;
C.-F为吸电子基团,使羧基中的羟基的极性增大,易电离出H+,-CH3为推电子基团,使羧基中的羟基的极性减小,电离出H+能力减弱,故C不正确;
D.根据手性碳原子的定义,手性碳原子位置为,乳酸存在对映异构体,即有两种空间接结构,故D正确;
答案为C。
3.(22-23高二下·云南楚雄·期末)化学与人们的生产、生活紧密联系。下列对应的化学解读正确的是
A.石墨烯中碳原子存在两种杂化类型
B.冰雪融化时,断开了极性共价键
C.与原子核外电子跃迁释放能量有关
D.干冰是共价晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.石墨烯中的碳原子均为sp2 杂化,A错误;
B.冰雪融化是物理变化,不会断开共价键,克服的是分子间作用力,B错误;
C.烟花的焰色与原子核外电子跃迁释放能量有关,C正确;
D.干冰是分子晶体,D错误。
故选C。
4.(22-23高二下·云南楚雄·期末)下列物质的化学用语表达正确的是
A.甲烷的球棍模型:
B.H2O分子间的氢键:
C.的结构式:
D.的名称:2,2,4−三甲基戊烷
【答案】D
【详解】A.碳原子的半径大于氢原子的半径,因此不是甲烷的球棍模型,故A错误;
B.分子间的氢原子与氧原子之间形成的为氢键,图中“∙∙∙”表示分子间氢键,故B错误;
C.配位键由氮原子提供孤对电子,箭头应由氮原子指向氢原子,故C错误;
D.主链由5个碳原子,有3个支链,其名称:2,2,4−三甲基戊烷,故D正确。
综上所述,答案为D。
5.(22-23高二下·云南楚雄·期末)下列有关物质结构与性质的论述错误的是
A.“电子气理论”用于描述金属键的本质,可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
B.中S的孤电子对数为0,空间结构是平面三角形
C.O的电负性比C大,则配合物中配位原子是碳原子
D.除稀有气体单质外,其他气态单质分子中都含有σ键,可能含有π键
【答案】B
【详解】A.金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用,自由电子为整个金属的所有阳离子所共有,此“电子气理论”用于描述金属键的本质,可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性,A正确;
B.的中心原子S原子的价层电子对数为,孤电子对数为1,为sp3杂化,空间构型为三角锥形,B错误;
C.O的电负性比C大,配合物中铁提供空轨道、碳提供孤电子对,配位原子是碳原子,C正确;
D.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,叁键含有1个σ键2个π键;除稀有气体单质外,其他气态单质分子中都含有σ键,可能含有π键,D正确;
故选B。
6.(23-24高二上·云南·期末)铑的配合物离子可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。下列叙述错误的是
A.是反应中间体
B.甲醇羰基化反应是化合反应
C.反应过程中的成键数目有4、5、6三种情况
D.反应中碳元素的化合价从未发生反应
【答案】D
【详解】A.根据反应历程图,是反应中间体,A正确;
B.根据反应历程图,甲醇羰基化的反应物为、,生成物为,属于化合反应,B正确;
C.反应过程中的成键情况有:的成键数目为4、的成键数目为5、的成键数目为6,C正确;
D.反应物中:中碳显-2价,中碳显+2价,产物中甲基碳显-3价,羧基碳显+3价,D错误;
故选D。
7.(23-24高二下·云南昆明·期末)一种新型碳氮钉基纳米催化剂催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A.反应过程中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
B.氨硼烷中N、B原子均满足最外层8电子稳定结构
C.用代替作反应物,有生成
D.氨硼烷完全水解的化学方程式为
【答案】C
【详解】A.反应过程中涉及极性键O-H键的断裂和非极性键H-H键的形成,故A正确;
B.氨硼烷中N、B原子形成配位键,均满足最外层8电子稳定结构,故B正确;
C.用代替作反应物,有HD生成,故C错误;
D.根据图示,氨硼烷完全水解的化学方程式为,故D正确;
选C。
8.(21-22高二下·云南曲靖·期末)短周期元素D、E、F、W原子序数依次递增,已知:
①D元素的某种同位素通常用于地质年代的鉴定;
②F元素电负性在周期表所有元素中位列第二;
③W的各级电离能如图。
下列判断不正确的是
A.D、E、F三元素的第一电离能由大到小的顺序是E>F>D
B.D、E、F三元素的简单氢化物中可形成氢键的有两种
C.元素W在周期表中的位置是第3周期第IIA族
D.基态D原子价电子轨道表示式为
【答案】D
【分析】短周期元素D、E、F、W原子序数依次递增,D元素的某种同位素通常用于地质年代的鉴定,则为C;F元素电负性在周期表所有元素中位列第二,则F为O;E在C和O元素之间为N;W的各级电离能如图,则W易失去前面两个电子,则W为Mg。
【详解】A.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第VA族的p轨道为半填满较稳定填充,故大于第VIA族,则D、E、F三元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C;A正确;
B.氨气、水都能形成分子间氢键,则D、E、F三元素的简单氢化物中可形成氢键的有N−H∙∙∙N、O−H∙∙∙O两种,B正确;
C.元素W是镁,核外电子排布为2、8、2结构,则在周期表中的位置是第3周期,第IIA族,C正确;
D.根据洪特规则:在相同能量的原子轨道上,电子的排布将尽可能占据不同的轨道,而且自旋方向相同;基态C原子价电子轨道表示式为,D错误;
故选D。
9.(23-24高二下·云南玉溪·期末)一种由X、Y、Z三种短周期元素组成的有机物的结构如图(实线代表共价键,其他重复的X、Y未标注),人们常用其空腔直径的大小来识别下表中直径不同的碱金属离子。其中X原子核外只有1个电子;Y和Z处于同一周期,它们基态原子的2p能级上均有2个未成对电子。由上述信息可知以下说法正确的是
碱金属离子
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
直径/pm
152
204
276
304
334
A.原子半径:Y>Z>X
B.最简单氢化物的沸点:Y>Z
C.Z原子价电子排布式为2s22p2
D.用该有机物识别Na+,其空腔直径可在260~320pm之间
【答案】A
【分析】根据X原子核外只有1个电子,可知X为H;Y和Z处于同一周期,它们基态原子的2p能级上均有2个未成对电子,可知Y为C,Z为O。
【详解】A.先看核外电子层数,电子层数越多,半径越大,可判断r(H)最小,当核外电子层数相同时,看核电荷数,核电荷数越多,半径越小,可判断r(C)>r(O),则原子半径:C>O>H,故A正确;
B.H2O分子间存在氢键,使沸点更高,最简单氢化物的沸点:H2O>CH4,故B错误;
C.Z为O元素,O原子价电子排布式为2s22p4,故C错误;
D.用该有机物识别Na+,由表可知Na+直径为204pm,其空腔直径可在204pm附近,故D错误;
故选A。
10.(22-23高二下·云南保山·期末)DNA中四种碱基间的配对方式如图。以下说法不正确的是
A.图中虚线代表形成了氢键
B.碱基中元素电负性大小关系为H<C<O<N
C.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
D.若图中①②分别代表不同化学键,则键能:①<②
【答案】B
【详解】A.根据氢键定义和图示结构可知虚线代表形成氢键,故A正确;
B.元素非金属性越强,电负性越大,所以电负性大小关系为H<C <N<O,故B错误;
C.鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成3个氢键,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成2个氢键,故C正确;
D.①②分别为碳氮单键和碳氮双键,单键键长长,键能小,所以键能:①<②,故D正确;
答案选B。
11.(23-24高二下·云南普洱·期末)关于有机物的说法错误的是
A.分子式为 B.与环己烷互为同系物
C.1个该有机物分子含有11个键 D.有6种不同化学环境的氢原子
【答案】C
【详解】A.由结构简式可知该有机物的分子式为,A项正确;
B.该物质与环己烷结构相似,分子组成上相差5个,满足互为同系物的条件,B项正确;
C.1个该有机物分子含有33个键,C项错误;
D.分子中有6种不同环境的氢原子,D项正确;
答案选C。
12.(23-24高二下·云南大理·期末)和发生水解反应方程式:,其水解机理示意图如下。下列说法正确的是
A.和的水解反应是基元反应
B.反应涉及到极性键的断裂和非极性键的形成
C.各元素原子均满足8电子稳定结构
D.类比得到和发生水解反应方程式:
【答案】C
【详解】A.基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,和的水解反应不是基元反应,A项错误;
B.由图中信息可知,反应涉及到N-Cl、O-H键的断裂,Cl-O、N-H键的形成,不形成非极性键,B项错误;
C.电子式为,各元素原子均满足8电子稳定结构,C项正确;
D.电负性P<Cl,所以和 发生水解反应方程式应该是:,D项错误;
答案选C。
13.(20-21高二下·云南保山·期末)有关元素周期表判断,下列叙述不正确的是
①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素
②第IA元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第VIA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB,所含元素形成化合物种类最多的是第IVA
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数
⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素位于同一主族
A.①②⑤⑥ B.①②⑦⑧ C.①②④⑤⑦⑧ D.③④⑥⑦⑧
【答案】C
【详解】①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们可能是同主族或0族元素,故①错误;
②第IA元素称为碱金属元素(H除外),故②错误;
③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第VIA族,故③正确;
④元素周期表中ⅡA族元素不含非金属元素,④错误;
⑤除0族外,F元素没有正价,O元素的最高价不是+6,故⑤错误;
⑥ⅢB中有镧系、錒系,所含元素种类最多的族是第ⅢB,IVA族含有C元素,C能形成种类繁多的有机物,所含元素形成化合物种类最多的是第IVA,故⑥正确;
⑦ⅤA族Sb元素是金属元素,最外层电子数为5,主族金属元素一般最外层电子数,故⑦错误;
⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族,He、Mg最外层都有2个电子,He、Mg不是同主族元素,故⑧错误;
①②④⑤⑦⑧错误,选C。
14.(23-24高二上·云南·期末)为原子序数依次增大的短周期主族元素,的简单氢化物能与它的最高价氧化物的水化物反应生成盐,原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等,原子核外没有未成对电子,与位于同一主族。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.的第一电离能比第一电离能小
C.用电解的氧化物制备单质 D.的简单氢化物比的简单氢化物稳定
【答案】B
【分析】的简单氢化物能与它的最高价氧化物的水化物反应生成盐,W为N元素,原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等,X的电子排布式为,X为O元素,与位于同一主族,Z为S元素,原子核外没有未成对电子,,Y为Mg。
【详解】A.简单离子半径:,A错误;
B.O的第一电离能比N第一电离能小,B正确;
C.Y为Mg,MgO的熔点高,电解熔融的冶炼金属Mg单质,C错误;
D.Z为S元素,X为O元素,O的非金属性强于S,所以氢化物的稳定性,D错误;
故选B。
15.(23-24高二下·云南昆明·期末)W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期且互不相邻,Q是地壳中含量最多的金属元素,上述元素组成的一种化合物的结构如图所示。下列说法正确旳是
A.W与Z可形成结构式为W-Z-Z-W的化合物
B.原子半径大小:W<X<Y<Z
C.Z的氢化物的沸点一定高于Y的氢化物
D.Y、Q的最高价氧化物对应水化物之间可以发生反应
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,Q是地壳中含量最多的金属元素,Q是Al元素;X、Y、Z位于同一周期且互不相邻,X、Y、Z位于第二周期,X能形成+1价阳离子,X是Li元素;Z形成2个共价键,Z是O元素;Y形成4个共价键,Y是C元素;W能形成1个共价键,则W是H元素;
【详解】A.H与O可形成H2O2,结构式为H-O-O-H,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径大小:H<O<C<Li,故B错误;
C.C可以形成固态氢化物,所以O的氢化物的沸点不一定高于C的氢化物,故C错误;
D.碳酸是弱酸、氢氧化铝和碳酸不反应,故D错误;
选A。
16.(23-24高二下·云南大理·期末)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所形成的一种化合物结构如下图所示。Y、Z原子核外电子数目之和是X核外电子数目的3倍,且Y、Z基态原子未成对电子数目相同。下列说法不正确的是
A.该化合物水溶液呈碱性
B.简单离子半径:X>Y>Z
C.元素电负性:W>Y>Z
D.X的第一电离能比同周期相邻元素低
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z均为短周期元素,原子序数依次增大,Y为+1价,因此Y为Na元素;W只连接1个键,因此W为H元素;X连接2个键,因此X为O元素;根据Y、Z原子核外电子数目之和是X核外电子数目的3倍,可知Z为Al元素,且Y、Z基态原子未成对电子数目均为1,综合可知W、X、Y、Z分别为H、O、Na、Al元素。
【详解】A.该化合物化学式为强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,故A正确;
B.电子层结构相同时,原子序数越大,离子半径越小,即,故B正确;
C.同周期主族元素从左往右电负性逐渐增大,同主族元素从上往下电负性逐渐减小,因此元素电负性:H>Al>Na,故C错误;
D.X为O元素,其第一电离能与同周期相邻元素的关系是O<N<F,D正确;
故答案选C。
17.(23-24高二下·云南保山·期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和X的单质常温下均为气体,W和X的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数;Z的原子序数是Y的原子序数的2倍,Y原子的2p轨道有4个电子。下列叙述正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.W、X、Y形成的化合物只含共价键 D.最简单氢化物的键角:
【答案】B
【分析】Y原子的2p轨道有4个电子,Y是O元素,Z的原子序数是Y的原子序数的2倍,Z为S元素。Z最外层电子数为6,则W、X最外层电子数分别为1、5,确定W、X分别为H、N。通过推导:W、X、Y、Z分别为H、N、O、S四种元素。
【详解】A.同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小,同主族元素从上往下原子半径逐渐增大,因此原子半径:,A错误;
B.同周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势,但N失去的是半充满的上的一个电子,因此电离能高于O,B正确;
C.H、N、O三种元素能形成铵盐,含离子键,C错误;
D.和中核心原子N、S都是杂化,有1对孤对电子对,有2对孤对电子对,故键角:,D错误;
故答案选B。
二、多选题
18.(22-23高二下·云南普洱·期末)长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C.第四周期第8列元素是铁元素
D.第15列元素原子的价电子排布为ns2np3
【答案】CD
【详解】A.未成对电子数最多的元素,d能级有5个电子,s能级上有1个电子,应对应第6列,A错误;
B.第18列He元素最外层电子排布为1s2,B错误;
C.第四周期第8列元素的原子序数为26,是铁元素,C正确;
D.第15列元素原子的价电子排布式为ns2np3,最外层有5个电子,D正确;
故答案选CD。
三、填空题
19.(19-20高二上·云南普洱·期末)在①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,⑦(NH4)2SO4,⑧乙醇中:
(1)由极性键形成的非极性分子有 (填序号,以下同)
(2)含有金属离子的物质是
(3)分子间可形成氢键的物质是
(4)属于离子晶体的是
(5)属于原子晶体的是
(6)①~⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是
【答案】 ①⑤ ②③ ⑧ ②⑦ ④⑥ ④>②>③>⑤>①
【详解】(1)属于分子的有①⑤⑧,①CO2 ⑤CS2中只含有极性键,⑧中既含极性键又含非极性共价键,①⑤分子都是直线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子;故答案为:①⑤。
(2)②NaCl是由钠离子和氯离子构成,③Na是由钠离子和自由电子构成,都含有金属离子;故答案为:②③。
(3)⑧乙醇分子中羟基上的氧原子能形成氢键;故答案为:⑧。
(4)②NaCl ⑦(NH4)2SO4都是由阴、阳离子构成的离子晶体;故答案为:②⑦。
(5)④Si ⑥金刚石都是由原子构成的原子晶体;故答案为:④⑥。
(6)晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体,Si是原子晶体,熔点最高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,Na的熔点低于100℃,所以熔点高到低的顺序为:④>②>③>⑤>①;故答案为:④>②>③>⑤>①。
20.(21-22高二·云南昆明·期末)雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)均可入药,具有解毒、杀菌、去燥湿的功效,也是中国画主要的黄色矿物质颜料。回答下列问题:
(1)基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种;其核外电子运动最高能级的电子云轮廓图的形状为 。
(2)基态砷原子的价层电子的轨道表示式为 。
(3)S和As比较,电负性较大的是 ,其判断理由是 。
(4)As2S3、As4S4分子中各原子最外层均满足8电子结构,且As、S原子的化学环境均分别只有一种,分别写出As2S3、As4S4的结构式 、 。
【答案】(1) 9 哑铃形
(2)
(3) S 同一主族从上而下,元素的非金属性逐渐减弱,As和P同主族,故非金属性As<P,而P和S同周期,同一周期从左向右,元素的非金属性逐渐增强。
(4)
【解析】(1)
S是16号元素,根据构造原理可知基态SS原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p6,S原子核外电子运动的轨道数目是1+1+3+1+3=9,因此基态S原子中,核外电子的空间运动状态有9种;其占据的最高能级是3p能级,该能级电子云轮廓图形状为哑铃形;故答案:9 哑铃形。
(2)
基态Sn原子价电子轨道表示式为 ,故答案为:
(3)
S和As比较,电负性较大的是S,其判断理由是同一主族从上而下,元素的非金属性逐渐减弱,As和P同主族,故非金属性As<P,而P和S同周期,同一周期从左向右,元素的非金属性逐渐增强,故非金属性S>P,故电负性较大的是S;故答案为:S 同一主族从上而下,元素的非金属性逐渐减弱,As和P同主族,故非金属性As<P,而P和S同周期,同一周期从左向右,元素的非金属性逐渐增强。
(4)
As2S3、As4S4分子中各原子最外层均满足8电子结构,且As、S原子的化学环境均分别只有一种,由此可知As2S3的结构式为: , As4S4的结构式为: 故答案:
21.(22-23高二下·云南保山·期末)按要求填空。
(1)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
向NaHCO3溶液中通入少量二氧化硫时反应的离子方程式为 。
(2)有机物A的结构简式为 ,若取等质量的A分别与足量的Na、NaOH、H2充分反应,理论上消耗这三种物质的物质的量之比为 ,有机物A中标有序号①、②、③处羟基上氢原子的活泼性由强到弱顺序为 (用序号表示)。
(3)有机物 的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为 。
(4) 的系统命名为 ,1分子有机物 与2分子Br2发生加成反应,可以得到的产物有 种。
(5)乙烷硒啉是一种抗癌新药,其结构式如图:
①基态Se原子的核外电子排布式为 。
②比较键角大小:气态分子 离子(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2) 3:2:4 ③>②>①
(3)3:2
(4) 2,4-二甲基己烷 4
(5) >
【详解】(1)由表中电离平衡常数可得如下关系:,向溶液中通入少量二氧化硫时反应可放出气体,同时生成,离子方程式为;
(2)有机物A中能与Na反应的是羧基和羟基,能与NaOH反应的是羧基和酚羟基,能与H2反应的是苯环和醛基,故消耗这三种物质的物质的量之比为3:2:4;羟基上氢原子的活泼性由强到弱是羧基>酚羟基>醇羟基,故③>②>①;
(3) 中共有两种不同化学环境的H,个数比为3:2;所以核磁共振氢谱出现的峰面积之比为3:2;
(4)有机物最长碳链有6个碳,第2、第4个碳上各有一个甲基,其系统命名为2,4-二甲基己烷,因分子存在三个碳碳双键,如图所示 ,1分子物质与2分子加成时,可以在1、2、3、4的位置上发生加成,也可以在3、4、5、6的位置上发生加成,还可以在1、2、5、6的位置上发生加成,最后可在1、4、5、6的位置上发生加成,共有4种产物;
(5)①硒元素的原子序数为34,基态原子的电子排布式为;②三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3,孤对电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,键角为120°,亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°。
四、解答题
22.(19-20高二下·云南昆明·期末)南京大学某科研团队成功预测并首次大面积合成纳米多孔Cu-Al合金催化剂材料,实现高效率和大产率的电催化还原二氧化碳(CO2)生产乙烯(C2H4)。回答下列问题:
(1)Al元素在周期表中位于 区,基态Cu原子的价电子排布式为 。
(2)CO2和C2H4中C原子杂化方式分别为 ,物质的量相同的CO2和C2H4所含σ键数之比为 。
(3)Cu(OH)2溶于浓氨水形成无色的配离子[Cu(NH3)4]2+,该配离子中配体的立体构型为 。
(4)工业冶炼铝需要冰晶石,AlF3或NaF均可用于制备冰晶石,AlF3和NaF两种晶体熔点更高的是 (填写化学式),从结构的角度解释可能的原因 。
(5)Cu与O构成的某种化合物,其晶胞结构如图所示:
已知该晶胞参数为apm,阿伏加 德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度ρ= g•cm-3(列出计算式即可)。
【答案】 p 3d104s1 sp、sp2 2:5 三角锥形 AlF3 Al3+半径小,电荷数大,故AlF3晶格能更大,熔点更高
【详解】(1)Al是13号元素,位于第三周期,在周期表中位于p区,Cu是29号元素,基态Cu原子的核外电子排布式为:[Ar] 3d104s1,则价电子排布式为3d104s1;
(2)CO2是直线构型,故C原子杂化方式为:sp杂化;C2H4是平面图形,C原子杂化方式为: sp2杂化;1molCO2所含σ键为2mol,1mol C2H4所含σ键为5mol,故物质的量相同的CO2和C2H4所含σ键数之比为:2:5;
(3)配离子[Cu(NH3)4]2+的配体为氨气,立体构型为三角锥形;
(4)AlF3和NaF两种晶体均是离子晶体,Al3+半径小,电荷数大,故AlF3晶格能更大,熔点更高;
(5)根据晶胞结构,可知该物质铜原子与氧原子的个数比为:2:1,故该物质是Cu2O,已知该晶胞参数为apm,阿伏加 德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度 。
23.(21-22高二上·云南昆明·期末)20世纪80年代至今,超分子化学在识别、催化、传输等功能方面迅速渗透到各学科领域。一种由、、甲酸丁酯吡啶及通过配位键形成的超分子结构如图所示。回答下列问题:
(1)写出超分子的两个重要特征 。如图超分子中存在的化学键类型有 。
a.离子键 b.配位键 c.氢键 d.分子间力
(2)甲酸丁酯吡啶分子()中碳原子的杂化方式有 。
(3)的基态价电子排布图为 ;基态原子核外存在 对自旋相反的电子。
(4)吡啶()是类似于苯的芳香族化合物。吡啶分子中含有的键数目为 。广义酸碱理论认为:凡能给出质子()的任何分子或离子都是酸;凡能结合质子()的分子或离子都是碱。按此理论,吡啶()属于 (填“酸”“碱”或“盐”).
(5)的晶胞(如下图Ⅰ)与干冰的晶胞(如下图Ⅱ)相似,则每个分子周围与它最近距离且等距离的分子有 个;已知晶体密度为,则两个最近分子间的距离为 nm(代表阿伏加德罗常数的值,用含、的代数式表示)。
【答案】(1) 分子识别、自组装 b
(2)sp2和sp3
(3) 2
(4) 11NA 碱
(5) 12
【详解】(1)①超分子具有分子识别、自组装等重要特征,使得超分子化学在识别、催化、传输等功能方面迅速渗透到各学科领域;
②根据信息Mo以配位键形成超分子,故该超分子含有配位键,无离子键,氢键与分子间力不属于化学键,故选b。
(2)p甲酸丁酯吡啶中的双键碳原子采用sp2杂化,在丁基中的单键碳原子采用sp3杂化。
(3)
①42号元素Mo处于第五周期第VIB族,与Cr同族,基态价电子排布为4d55s1,所以基态价电子排布图为;
②14C原子核外电子排布为1s22s22p2,则在基态14C原子中,核外存在2对自旋相反的电子。
(4)
①1 mol吡啶()吡啶分子中含有5 mol C—H σ键和4 mol C—C σ键、2 mol
C—N σ键,故1 mol吡啶分子中含有的σ键数目数为11NA;
②吡啶氮原子上的未共用电子对可接受质子而显碱性。
(5)C60晶胞中,每个C60分子周围有12个紧邻的C60分子。设C60晶胞棱长为a cm,C60晶胞与干冰的晶胞相似,故晶胞质量为,晶胞体积为a3 cm3,故,两个最近C60间距离是面对角线的一半,即。
24.(21-22高二下·云南文山·期末)锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等三十多种对人体有益的微量元素。
(1)基态Ge原子的电子排布式为 。
(2)常温下为无色液体,沸点42.1℃,熔点℃,难溶于水,易溶于有机溶剂。推测是 分子(填“极性”或“非性极”)。
(3)可与形成配离子,该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号表示),中N的杂化方式为 。
(4)如图所示的化合物,中心离子的配位数为 。
(5)已知MgO熔点为2852℃,CaO熔点为2572℃,氧化镁熔点较氧化钙高,请做出合理解释: 。
(6)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,A点原子的坐标为(0,0,0),B点原子的坐标为(,1,),则C点原子的坐标为 ;已知晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞密度为 (只列出计算式)。
【答案】(1)
(2)非极性
(3) Co<O<N
(4)6
(5)氧化镁和氧化钙都属于离子晶体,但氧化镁中阳离子半径比氧化钙中阳离子的小,离子键更强,故熔点较高
(6) (1,,)或(1,0.5,0.5)
【详解】(1)Ge为32号元素,基态Ge原子电子排布式为;
故答案为:。
(2)根据相似相溶原理,极性分子溶于极性溶剂,非极性分子溶于非极性溶剂中,常温下为无色液体,难溶于水,易溶于有机溶剂,说明不是极性分子,则推测是非极性分子;
故答案为:非极性。
(3)可与形成配离子,根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第IIA族大于第IIA族,第VA族大于第VIA族,同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,因此该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为Co<O<N,中N原子价层电子对数为,其杂化方式为;
故答案为:Co<O<N;sp2;
(4)根据配合物的结构得到中心离子的配位数为6;
故答案为:6.
(5)氧化镁和氧化钙都属于离子晶体,但氧化镁中阳离子半径比氧化钙中阳离子的小,离子键更强,故熔点较高;
故答案为:氧化镁和氧化钙都属于离子晶体,但氧化镁中阳离子半径比氧化钙中阳离子的小,离子键更强,故熔点较高。
(6)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,A点原子的坐标为(0,0,0),B点原子的坐标为,则B为后方的面心,则C点为右侧面心,其C点原子的坐标为;已知晶胞边长为a pm,该晶胞中有4个ZnSe,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞密度;
故答案为:;。
25.(22-23高二下·云南曲靖·期末)DF-31洲际弹道导弹是我国大国地位和国防实力的象征,其制作材料包含了等多种元素。回答下列问题:
(1)基态铁原子的电子排布式为 ,具有较强的还原性,原因是 。
(2)的第二电离能和的第二电离能分别为、,的原因是 ;过氧化铬中的化合价为,则分子中键、π键的数目之比为 。
(3)下图中表示的碳原子能量最高的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)超临界流体是物质介于气态和液态之间的新状态,目前应用最广泛的是超临界。超临界流体是一种具有和水相似能阻燃、溶解能力强的溶剂,被誉为“绿色环保溶剂”。中C原子的杂化方式为 ,分子中的化学键为 (填“极性键”或“非极性键”),分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
【答案】(1) 或 的价电子排布为,不是半充满也不是全充满状态,容易失去一个电子变为,变为半充满稳定状态,故具有较强的还原性
(2) 价的电子排布式为能级为半充满状态,难失电子,故其第二电离能较大,而价的电子排布式为,最外层能级的电子容易失去,第二电离能较小
(3)D
(4) 极性键 非极性
【详解】(1)铁为26号元素,基态铁原子的电子排布式为或;具有较强的还原性,原因是的价电子排布为,不是半充满也不是全充满状态,容易失去一个电子变为,变为半充满稳定状态,故具有较强的还原性;
(2)价的电子排布式为能级为半充满状态,难失电子,故其第二电离能较大,而价的电子排布式为,最外层能级的电子容易失去,第二电离能较小;
过氧化铬中的化合价为,其结构式为:,则分子中键、π键的数目之比为7:1;
(3)由轨道表示式可知A为基态碳原子,B、C、D均为激发态碳原子,其中B表示1个2s电子激发到2p轨道,C表示2个2s电子激发到2p轨道,D表示2个1s电子激发到2p轨道中,则能量最高的为D;
(4)结构式为O=C=O,分子呈直线结构,C原子的杂化方式为;分子中化学键均为极性共价键;为非极性分子。
26.(23-24高二上·云南曲靖·期末)a、b、c、d、e、f是原子序数依次增大的非0族元素,位于元素周期表的前四周期。a的一种核素无中子,b的s能级电子数与p能级的电子数之比为4:3,c与e同主族,未成对电子数为2,d在同周期元素中的原子半径最大,f在同周期元素中的未成对电子数最多。请回答下列问题:
(1)上述元素中,位于元素周期表p区的元素有 (填元素符号),其中基态c原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是 。
(2)基态e原子的核外电子排布式为 ,其核外有 种不同空间运动状态的电子。
(3)b、c、d、e简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)基态f原子的未成对电子数与成对电子数之比为 。
【答案】(1) N、O、S 哑铃形
(2) 1s22s22p63s23p4或[Ne] 3s23p4 9
(3)
(4)1:3
【分析】a的一种核素无中子,则a是H元素;b的s能级电子数与p能级的电子数之比为4:3,则b的核外电子排布式为,是N元素;c与e同主族,未成对电子数为2,则它们的价层电子排布式为,为第ⅥA族元素;d在同周期元素中的原子半径最大,为第ⅠA族元素;f在同周期元素中的未成对电子数最多,若f与e位于同一周期,则是卤素,不符合,故f位于e的下一周期,为第四周期,其价层电子排布式为3d54s1,则f为Cr元素;综上所述,c为O元素,e为S元素,d为Na元素。据此答题。
【详解】(1)上述元素中,位于元素周期表p区的元素有:N、O、S。其中基态c原子中电子占据的最高能级是2p,其原子轨道形状是哑铃形。
(2)e为S元素,基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,其核外电子共占据9个原子轨道,则有9种不同空间运动状态的电子。
(3)b、c、d、e的简单离子分别是N3-、O2-、Na+、S2-,其中N3-、O2-、Na+具有相同的电子层结构,且核电荷数依次增大,离子半径依次减小,S2-比它们多一个电子层,离子半径最大,故离子半径由大到小的顺序为。
(4)f为Cr元素,其基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d54s1,则基态f原子的未成对电子数与成对电子数之比为6:18=1:3。
27.(23-24高二下·云南大理·期末)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
请回答下列问题:
(1)标号元素中,最高价氧化物水化物酸性最强的是 (填化学式)。
(2)④元素原子的核外电子轨道表示式是 ,元素④简单氢化物与元素⑧简单氢化物反应生成物的电子式为 。
(3)标号元素中,未成对电子数最多的元素是 (填元素符号),该元素价电子排布式为 ,第四周期ds区元素中,与该元素最外层电子数相同的元素是 (填元素符号)。
(4)下表是①~⑩元素中某种元素的各级电离能数据(用符号至等表示)。
某元素电离能()
738
1451
7733
10540
13630
由此可判断该元素是 (填元素符号),该元素的第一电离能高于同周期相邻元素的主要原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3) Cr Cu
(4) Mg 镁原子价层电子排布式为,电子处于全满稳定状态,失电子较难,故其第一电离能高于同周期相邻元素
【分析】根据周期表中元素位置可知,①为H元素,②为Be元素,③为C元素,④为N元素,⑤为O元素,⑥为F元素,⑦为Mg元素,⑧为Cl元素,⑨为Cr元素,⑩为Co元素,据此作答。
【详解】(1)同周期主族元素从左往右非金属性逐渐增强,同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱,因此非金属性最强且有最高正价的元素是Cl,其最高价氧化物对应水化物是。
(2)
④元素是N,其原子的核外电子轨道表示式是;
元素④简单氢化物为NH3,元素⑧简单氢化物为HCl,反应生成物为氯化铵,电子式为。
(3)标号元素中,未成对电子数最多的元素是Cr,有5个未成对电子;
铬为第24号元素,基态铬元素的价电子排布式为;
第四周期ds区元素中,与该元素最外层电子数相同的元素是Cu,最外层电子数都是1。
(4)由表中数据可知,第二电离能周出现突变,且电子数目超过了5,故该元素是Mg,原因是:镁原子价层电子排布式为,电子处于全满稳定状态,失电子较难,故其第一电离能高于同周期相邻元素。
28.(19-20高二上·云南红河·期末)下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
请回答下列问题:(本题前两空用示意图下的序号填空)
(1)这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能 (填“大于”或“小于”) MgO晶体的品格能,原因是
(4)每个Cu晶胞中实际占有 个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为 。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是 。
【答案】 (2) (2)>(4)>(5)>(1)>(6) 小于 在MgO、NaCl晶体中,离子半径:r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),且MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数 4 8 H2O分子之间存在氢键
【详解】(1)冰、干冰晶体属于分子晶体,构成微粒属于分子,分子之间以分子间作用力结合,不符合题意;金刚石属于原子晶体,原子之间以共价键结合,符合题意;Cu属于金属晶体,金属阳离子与自由电子之间以金属键结合,不符合题意;MgO、CaCl2属于离子晶体,离子之间以离子键结合,不符合题意;故这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是(2)金刚石晶体;
(2)一般情况下,微粒的作用力:原子晶体>离子晶体>分子晶体。在上述物质中,金刚石属于原子晶体,熔沸点最高;MgO、CaCl2属于离子晶体,熔沸点比金刚石的低,由于离子半径Mg2+比Ca2+的小,O2-比Cl-的小,离子半径越小,离子键越强,断裂消耗的能量就越大,物质的熔点就越高,所以熔点:MgO>CaCl2;冰、干冰都属于分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于H2O分子之间存在氢键,CO2分子之间只存在分子间作用力,所以熔点冰>干冰,故上述五种物质中熔点由高到低的顺序为:金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰,即(2)>(4)>(5)>(1)>(6);
(3)在MgO、NaCl晶体中,离子半径:r(Mg2+)<r(Na+)、r(O2-)<r(Cl-),且MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数,所以晶格能MgO比NaCl的大;
(4)Cu晶胞属于面心立方结构,每个晶胞中含有的Cu原子个数为8×+6×=4;Ca2+位于晶胞的面心与顶点,每个CaCl2晶胞中实际占有Ca2+离子数目为8×+6×=4,CaCl2晶体中Cl-周围有4个距离相等且最近的Ca2+,所以Cl-的配位数为4,由化学式可知CaCl2晶体中Ca2+的配位数为Cl-的配位数的2倍,则Ca2+的配位数为8;
(5)冰、干冰都是分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于冰中水分子间形成了氢键,使冰的熔点远高于干冰的熔点。
29.(23-24高二下·云南玉溪·期末)无水氯化镨(PrCl3)是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料,采用如图工艺流程可由孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等)制备氯化镨晶体(PrCl3·6H2O)。
已知:①;
②;
③该条件下,溶液中部分金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
金属离子
Zn2+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时的pH
5.4
2.2
7.5
沉淀完全()时的pH
6.4
3.2
9.0
回答下列问题:
(1)“溶浸”前,将孪生矿粉碎的目的是 。
(2)滤渣I的主要成分为S和 ;写出Pr2S3发生的化学反应方程式: 。
(3)“溶浸”需要加入过量的FeCl3溶液,检验“滤液I”中是否存在Fe2+的试剂是 (填序号)。
a.KSCN、氯水 b.酸性高锰酸钾溶液 c.
(4)滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Zn(OH)2,则“沉淀”时,pH最小为 。
(5)利用表中的数据求出 。
(6)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,正负离子的核间距最小为。则Y代表的离子是 ,晶体密度的表达式为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)增大反应接触面积,加快反应速率,提高镨元素的浸出率
(2) SiO2
(3)c
(4)6.4
(5)
(6) F-
【分析】孪生矿主要含、、、等,用FeCl3溶液溶浸,发生反应、、,不反应,过滤出、S,滤液Ⅰ为ZnCl2、FeCl2、PrCl3;加双氧水把FeCl2氧化为FeCl3,调节pH生成和除去Fe3+、Zn2+;滤液Ⅱ为PrCl3溶液,蒸发浓缩、冰水浴析出。
【详解】(1)将块状固体粉碎为小颗粒,可增大其表面积,从而增大反应接触面积,加快反应速率,提高镨元素的浸出率。
(2)SiO2属于不溶于水的酸性氧化物,不能与FeCl3(酸性)溶液反应,也不会被FeCl3溶液氧化,故滤渣I为反应生成的S和未反应且不溶于水的SiO2;
根据已知信息:①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S;②2FeCl3+FeS=3FeCl2+S;FeCl3溶液可将Pr2S3中的S元素氧化为S单质,方程式为:。
(3)由题意可知,“滤液I”中含有Fe3+、Fe2+、Cl-等,若用KSCN、氯水来检验,则Fe3+的存在会干扰,若用酸性高锰酸钾溶液来检验,则Cl-的存在会干扰,所以只能选择K3[Fe(CN)6]溶液,故答案为:c。
(4)根据已知信息③可知pH≥3.2时Fe3+完全转化为Fe(OH)3,pH≥6.4时Zn2+完全转化为Zn(OH)2,所以当pH≥6.4时Fe(OH)3、Zn(OH)2都可以沉淀完全。所以pH最小为6.4。
(5)根据已知信息③可知当Zn2+沉淀完全时,即时,pH=6.4,即, 。
(6)晶胞结构如图所示,X位于顶点和面心,Y位于体内,根据均摊法可计算出X原子的数目,Y原子的数目,化学式为XY2,再对照CaF2的化学式可知Y代表的离子是;正负离子的核间距最小值为晶胞结构的体对角线的,所以体对角线的长度为,则晶胞的边长为a pm,晶体密度的表达式 。
30.(22-23高二下·云南保山·期末)氯化亚铜是一种应用较广的催化剂,易水解,微溶于水,不溶于乙醇。以低品位铜矿砂(主要成分CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如图:
(1)“酸溶1”步骤中发生反应的化学方程式为 。
(2)用乙醇洗涤的优点为 。
(3)“合成”步骤加入Na2SO3的速率不宜过快,否则会产生 气体(写化学式),除可能与酸溶时硫酸过量有关,还可能的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)NH3与Cu2+形成配位键的能力 (填“强于”或“弱于”)H2O与Cu2+形成配位键的能力。
(5)某种铜的氯化物晶体结构如图所示。此晶体中铜原子的配位数是 ;设晶胞参数为anm,则该铜的氯化物晶体的密度为 g·cm-3(用含a和NA的式子表示,NA为阿伏加德罗常数)
(6)已知: , (X-表示Cl-、Br-、I-)。298K时, , , 。在CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。图中x代表 曲线,且Ksp(CuX)= 。
【答案】(1)
(2)CuCl难溶于乙醇,乙醇易挥发,有利于CuCl的干燥
(3) SO2
(4)强于
(5) 4
(6) CuCl 10-6
【分析】中加入和稀硫酸酸溶,生成硫酸铜、硫酸锰以及S,过滤除去S单质后,滤液中含有和,加入使 转化成沉淀而除去,在加热除去氨气,加入稀硫酸溶解得到含有的溶液,最后加入还原,与作用生成沉淀。
【详解】(1)酸溶1步骤中加入硫酸、得到S,除锰步骤转化成沉淀,可知二氧化锰将中-2价的S氧化为硫单质,则加入硫酸生成硫酸铜、硫酸锰以及S,反应的化学方程式为;
(2)难溶于乙醇,乙醇易挥发,有利于的干燥;
(3)若加入的速率过快,则会与酸反应产生气体,硫酸铜和氯化钠和亚硫酸钠和水反应生成氯化亚铜沉淀和硫酸钠和硫酸,若加入较快会生成更多的酸,离子方程式为;
(4)氨气中氮原子电负性小于水分子中氧原子的电负性,故更易提供孤对电子形成配位键,与形成配位键的能力强于与形成配位键的能力;
(5)由晶胞结构可知,位于顶点和面心的铜原子个数为 ,位于体内的氯原子个数为4,则晶胞的化学式为CuC1,晶体中每个铜原子周围距离最近的氯原子个数为4,配位数为4;设晶胞密度为dg/cm3,由晶胞质量可得: ,解得;
(6)图中横、纵坐标之和 ,故横、纵坐标之和越小,对应的越大,因此x代表CuCl曲线,P点 或根据P点横、纵坐标均为3, ,计算出。
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