内容正文:
综合01 物质结构与性质压轴80题
考向1 原子结构与性质
1.(23-24高二下·广东江门·期末)节日里燃放的烟花,一般用黑火药(主要成分为、C、S等)作起爆药剂,烟花颜色则是各种金属(如Na等)的焰色。下列说法不正确的是
A.S原子的最高能层有4个电子
B.C的基态原子价层电子轨道表示式为:
C.Na的基态原子的核外电子排布式为:
D.金属的焰色试验利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
2.(23-24高二下·广东汕尾·期末)近年来我国科技研究取得重大成就。下列说法正确的是
A.宇航服材料之一聚酰胺纤维是天然有机高分子材料
B.空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体
C.“天和”核心舱太阳能电池翼使用砷化镓器件,砷是s区元素
D.我国科学家制备的具有高选择性的催化剂中所含金属元素均位于第ⅢA族
3.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)作为研究化学的工具,化学用语也是一种国际性的科技语言。下列化学用语或图示表达正确的是
A.NaCl的电子式:
B.基态Cr原子的价电子轨道表示式
C.苯分子中的大π键:
D.冠醚与K结合形成的超分子:
4.(22-23高二下·广东广州三校·期末)下列比较中一定正确的是
A.能量:p能级>s能级 B.键能:C=C>2C−C
C.热稳定性:H2S>H2O D.第一电离能:N>O
5.(22-23高二下·广东广州三校·期末)下列说法正确的是
A.−OH的电子式:
B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.K+的电子排布式:1s22s22p63s23p6
D.一同学书写某原子的电子排布图为 ,违背了泡利原理
6.(23-24高二下·广东广州八区·期末)元素周期表中硒元素的数据见图,下列说法正确的是
A.硒元素的质量数为78.96
B.基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C.基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D.硒原子的最高化合价为+4
7.(22-23高二下·广东韶关·期末)下列化学用语表达正确的是
A.氮原子的L层电子轨道表示式:
B.质量数为127的碘原子:
C.K+的结构示意图:
D.HClO的电子式:
8.(22-23高二下·广东汕尾·期末)下列有关化学用语表示正确的是
A.苯分子的球棍模型:
B.Be原子最外层电子的电子云轮廓图:
C.的结构示意图:
D.基态的价层电子轨道表示式:
9.(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)下列表达式正确的是
A.基态氮原子的价电子轨道表示式为
B.基态As原子的电子排布式为
C.基态溴原子的价电子排布式为
D.基态的价电子排布式为
10.(22-23高二下·广东四校(华附,实,广雅,深中)·期末)下列有关微粒性质的排序中,错误的是
A.元素的电负性:P<O<F B.元素的第一电离能:Li<Na<K
C.离子半径:O2->Na+>Mg2+ D.基态原子的未成对电子数:P>S>Cl
11.(23-24高二下·广东佛山·期末)Al-Zn-Mg-Cu合金具有比强度高、密度低、耐腐蚀等优良特性,在航空航天、高铁等领域有广泛应用。下列说法正确的是
A.Zn属于d区元素
B.基态Cu原子核外价层电子排布式为
C.基态Mg原子最高能层具有的原子轨道总数为9
D.基态Al原子核外价层电子轨道表示式为
12.(23-24高二下·广东佛山·期末)人类对核外电子运动的认识是不断进步的。下列说法正确的是
A.基态原子核外电子先填满M层,再填N层
B.2p、3p、4p所能容纳的电子数逐渐增多
C.2s轨道的电子云轮廓图为球形
D.p能级的能量一定比s能级高
13.(23-24高二下·广东深圳中学·期末)Zn2GeO4是一种具有高催化活性的新型光催化剂,下列相关说法错误的是
A.Zn处于元素周期表中的ds区 B.基态Ge存在7种不同能量的电子
C.基态O原子中含有3对成对电子 D.电负性大小顺序O>Ge>Zn
14.(23-24高二下·广东江门·期末)硒是人体健康必需的一种微量元素,在元素周期表中第四周期第ⅥA族.下列说法不正确的是
A.位于周期表区
B.基态原子核外电子排布式是
C.硒原子的核外电子共占据18个原子轨道
D.硒元素的最高正化合价是
15.(23-24高三下·广东实验中学·月考)在2.8gFe中加入100mL 3mol/L盐酸。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.Fe基态原子价层电子排布式为3d64s2 B.2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA
C.标准状况下反应生成气体1.12L D.反应完全,转移0.15mol 电子
16.(23-24高二下·广东广州天河区·期末)四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列说法不正确的是
元素
X
Y
Z
结构信息
有5个原子轨道填充有电子,有3个未成对电子
有8个不同运动状态的电子
2p能级上有2个电子
A.电负性:Y>X
B.X在周期表中位置:第二周期第VA族
C.简单氢化物的沸点:Z>Y
D.最高价含氧酸的酸性:X>Z
17.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素。该五种元素分处三个短周期,X、Z同主族,R、W、X的原子序数之和与Z的原子序数相等,Y原子的最外层电子数是Z原子最外层电子数的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性:W>X>Z
B.Y的氧化物属于两性氧化物
C.R、W、X只能组成共价化合物
D.W、Z氧化物的水化物的酸性:W>Z
18.(22-23高二下·广东茂名·期末)同一短周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示,下列说法正确的是
A.的氧化物均为离子化合物
B.单质的沸点:
C.电负性
D.基态b原子价层电子的轨道表示式为 或3
19.(24-25高二下·广东部分学校·期末)甲、乙、丙、丁、戊、己是原子序数依次增大的前四周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素;基态乙原子的价层电子排布为;基态丙原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同;丁与戊是同主族的短周期元素,基态时都有两个未成对电子;己是ds区元素,基态己原子有1个单电子。下列说法正确的是
A.原子半径:戊>丁>丙>乙>甲 B.基态己原子的价层电子排布式为
C.第一电离能:丙>丁>乙 D.电负性:丙>丁>戊
20.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素,且分别位于不同周期;Y元素基态原子的价层电子排布是nsnnp2n;X、Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子,Z元素原子中只有两种形状的电子云,Q元素基态原子内层的s、p、d能级均排满电子。下列说法正确的是
A.电负性:Y>Z>X
B.ZX属于共价化合物
C.Z2Y2的阴阳离子数之比为1:1
D.Q元素位于元素周期表的ds区
21.(22-23高二下·广东梅州·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是;Y最外层只有一种自旋方向的电子;X与Z同主族,与某稀有气体具有相同的电子层结构,下列说法正确的是
A.简单离子半径:X<Y<W
B.简单氢化物的稳定性:W<Z
C.X、Y、W三种元素形成的化合物,其水溶液可能呈碱性
D.元素X与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物只有氧化性
22.(22-23高二下·广东广州三校·期末)X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的价电子排布式为,Y的简单氢化物分子呈三角锥形,Z的单质及其化合物灼烧时火焰是黄色,W最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是
A.熔点:Y的氧化物>Z的氧化物
B.X的氯化物与Z的氯化物晶体类型相同
C.Y的最简单氢化物中的共价键是s−pσ键
D.X的最高价氧化物的水化物是强酸
23.(22-23高二下·广东中山·期末)2022年诺贝尔化学奖颁给了在“点击化学”领域做出贡献的科学家。我国科研人员发现了一种安全、高效的“点击化学”试剂氟磺酰基叠氮(FSO2N3),下列关于元素F、S、O、N的说法不正确的是
A.电负性:F>O>N>S B.基态S原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4
C.第一电离能:N>F>O>S D.基态N原子的核外未成对电子数最多
24.(22-23高二下·广东肇庆·期末)元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大,X的2p能级中有2个未成对电子,Y是地壳中含量最高的元素,Z的最高价氧化物对应的水化物为中强碱,W与Y同主族。下列说法正确的是
A.原子半径:X<Y B.电负性:Y< W
C. XY2与WY2的VSEPR模型相同 D.Z的第一电离能大于同周期相邻的元素
25.(22-23高二下·广东江门·期末)光催化剂环保无毒,具有较高的催化活性,Zn2GeO4是新型光催化剂。下列有关说法错误的是
A.基态氧原子的电子排布图为
B.Zn处于元素周期表中的第ⅡB族,属于ds区
C.三种元素电负性由大到小的顺序是:O>Ge>Zn
D.Ge有着良好的半导体性质
26.(22-23高二下·广东揭阳·期末)短周期元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,戊对应的氧化物具有两性。下列判断正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A.原子半径:丙<丁<戊
B.金属性:甲>丙
C.丙与氧元素组成的化合物只能含有离子键
D.丁的基态原子的电子排布式为
27.(22-23高二下·广东广州天河区·期末)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.XEZ是一种强氧化性弱酸 B.电负性:
C.原子半径:Y>Z>W>X D.该分子中所有原子均满足8电子稳定结构
28.(22-23高二下·广东广州七区·期末)X、Y、Z是原子序数依次增大的3种短周期元素,它们的原子结构分别如下:
元素
原子结构
X
原子核外电子的L层电子数是K层的2倍
Y
价电子层中有3个未成对电子
Z
只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子
下列说法正确的是
A.X可形成多种氢化物 B.非金属性:X>Y
C.Y的最高正化合价为+6 D.Z属于p区元素
29.(22-23高二下·广东广州七区·期末)第三周期11~17号元素某种性质变化趋势的柱形图如下,y轴表示的是
A.电负性 B.原子半径 C.第一电离能 D.元素的金属性
30.(21-22高二下·广东广州天河区·期末)元素N、O、F的某些性质随核电荷数的变化趋势如图所示。下列图示不正确的是
A. B.
C. D.
31.(21-22高二下·广东潮州·期末)若NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为8NA
B.28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为3 NA
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体所含H原子数为0.4NA
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产生CH3Cl分子数为NA
考向2 分子结构与性质
32.(23-24高二下·广东东莞·期末)下列含硫微粒中硫原子的VSEPR模型与另外三个不同的是
A. B.H2S C. D.SO2
33.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)物质结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
熔点:AlF3>AlCl3
均存在离子键,且强度:AlF3>AlCl3
B
酸性:HCOOH>CH3COOH
O-H的极性:HCOOH强于CH3COOH
C
CO2在水中的溶解度大于CO
CO2为非极性分子,CO为极性分子
D
热稳定性:HF大于HCl
HF分子间存在氢键,HCl分子间不存在氢键
A.A B.B C.C D.D
34.(23-24高二下·广东广州八区·期末)下列说法不正确的是
A.图甲表示随着核电荷数的增加,卤族元素原子半径增大
B.图乙表示第三周期的某主族元素的第一至第五电离能数据,则该元素为Mg
C.图丙表示周期表ⅣA~ⅦA中元素最简单氢化物的沸点变化,则a点代表H2S
D.图丁中18-冠-6中O原子电负性大,通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
35.(23-24高三下·广东惠州·期末)纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法正确的是
A.HCOOH中C的杂化方式为sp B.反应过程中只有非极性键的断裂与形成
C.反应过程中不需要持续补充 D.总反应的原子利用率为100%
36.(23-24高三下·广东惠州·期末)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期元素中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A.沸点:
B.M与Q可形成化合物、
C.化学键中离子键成分的百分数:
D.与离子空间结构均为三角锥形
37.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列说法中,不正确的是
A.中共面的原子数目最多为
B.1个乳酸()分子中含有1个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
38.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列叙述中,正确的是
A.电石()和储氢材料氢化钙()都存在非极性键
B.该电子排布图 违背了泡利原理
C.核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
D.属于共价晶体,熔化时需破坏共价键和分子间作用力
39.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列对有关事实的解释正确的是
事实
解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
金属盐灼烧时发生了化学反应
B
与分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
苯可以使溴水褪色
苯与溴水发生加成反应
D
的热稳定性比强
的键能比的键能大
A.A B.B C.C D.D
40.(22-23高二下·广东广州第六中学·期末)NA为阿伏伽德罗常数,下列叙述中正确的是
A.标准状况下,22.4L己烷中共价键数目为19NA
B.光照条件下CH4和Cl2充分反应,当消耗1molCl2时,形成的σ键的数目为2NA
C.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液中含的数目小于0.2NA
D.18g葡萄糖分子中,sp3杂化的原子数为0.5NA
41.(22-23高二下·广东潮州·期末)资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。以作催化剂,可使在温和的条件下转化为甲醇,经历如下过程:
ⅰ.催化剂活化:(有活性)
ⅱ.与在活化后的催化剂表面合成甲醇,其反应历程如图:
以下描述正确的是
A.碳的杂化方式未发生改变
B.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂和形成
C.加压可以提高的平衡转化率
D.该反应达到“原子经济性”
42.(22-23高二下·广东潮州·期末)下列有关物质结构与性质的论述错误的是
A.分子中有5个σ键,1个π键
B.根据原子半径推知,键的键能大于键,化学性质更稳定
C.的成键电子对间排斥力较大,所以的键角比大
D.和中B、S杂化轨道类型相同,二者VSEPR模型均为平面三角形
43.(22-23高二下·广东茂名·期末)劳动开创未来。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
用可溶性铁盐净水
具有强氧化性
用乙酸乙酯溶解衣服上沾有的油漆
相似相溶原理
农业上用波尔多液防治虫害
重金属离子会使蛋白质变性
用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃
氢氟酸能与反应
A.A B.B C.C D.D
44.(22-23高二下·广东汕尾·期末)某有机物的结构简式如图所示。下列关于该有机物分子的说法不正确的是
A.所含元素中电负性最小的是
B.的键能大于的键能
C.所有原子采用杂化
D.σ键与π键数目之比为
45.(22-23高二下·广州越秀区·期末)一种高效消毒漂白剂的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,的轨道电子总数与轨道电子数相同,Y、Z不在同一周期。下列叙述错误的是
A.电负性: B.分子的键角为
C.最简单氢化物的稳定性: D.简单离子半径:
46.(22-23高二下·广州越秀区·期末)已知是原子序数依次增大的短周期元素。其中的核外电子总数与其周期数相同,元素原子的价层电子排布是,的价电子层中的末成对电子有3个,的最外层电子数为其内层电子数的3倍。下列说法中错误的是
A.和形成的两种分子都是极性分子
B.F和B形成的两种化合物都属分子晶体
C.分子空间结构为平面形
D.中心原子的杂化轨道类型为
47.(22-23高二下·广州越秀区·期末)“结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列有关性质的比较正确的是
A.酸性:乙酸>甲酸
B.第一电离能:
C.在四氯化碳中的溶解度:
D.沸点:对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛
48.(21-22高二下·广东潮州·期末)若NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为8NA
B.28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为3 NA
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体所含H原子数为0.4NA
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产生CH3Cl分子数为NA
49.(23-24高二下·广东潮洲·期末)硼酸是一元弱酸,水溶液中电离方程式为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.和的VSEPR构型相同
B.硼酸和氢氧化钠反应生成
C.的硼酸溶液中含个
D.中含个电子
50.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中 W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素,W 是有机分子的骨架元素。下列说法不正确的是
A.元素最高价氧化物的水合物的酸性:X>W B.简单离子半径:M>Y>Z
C.分子极性: D.简单氢化物的沸点:X>M
51.(22-23高二下·广东广州天河区·期末)图像可以直观地表示两个科学量之间的关系。下列图像正确的是
A. B.
C. D.
52.(22-23高二下·广东中山·期末)根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或离子的空间构型为三角锥形的是
A.H2O B. C.BF3 D.PCl3
53.(22-23高二下·广东茂名·期末)甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸之一,结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A.第一电离能:O>N>C>H
B.基态氧原子的核外价电子的轨道表示式:
C.甲硫氨酸分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3
D.甲硫氨酸分子间不能形成氢键
54.(22-23高二下·广东湛江·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:
55.(22-23高二下·广东湛江·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个未成对电子,Y元素原子半径在同周期中最大,X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,W元素单质常温下是淡黄色固体。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.简单离子半径比较:
C.XW2的空间结构为V形 D.Y在元素周期表中位于p区
56.(23-24高二下·广东江门·期末)硼是一种用途广泛的化工原料矿物,主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。回答下列问题:
I.一种比事光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(II)的高时空分辨率动态成像。反应如下所示:
已知:“”表示的化学键伸向纸面外,“”表示的化学键伸向纸面内。
(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为 ,M中F-B-F键角 中F-B-F键角(填“>”、“<”或“=”)。
II.B的简单氢化物不能游离存在,常倾向于形成较稳定的或与其他分子结合。
(2)分子结构如图,则B原子的杂化方式为 。
Ⅲ.硼酸在电子器件工业和医疗上有重要用途。硼酸是一种片层状结构的白色晶体,层内结构如下图所示:
(3)加热时,硼酸在水中的溶解度增大,主要原因是 。
(4)硼酸在水中电离产生过程为:,是___________酸。
A.一元强酸 B.一元弱酸 C.三元强酸 D.三元弱酸
Ⅳ.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,请根据模型回答有关问题。
(5)硼砂中阴离子(含B、O,H三种元素)的球棍模型如图所示,则在中,2号硼原子的价层电子对数为 ,m= (填数字)。
(6)和过量NaF作用可生成,的空间构型为 ,的电子式为 。
57.(23-24高二下·广东佛山·期末)从中药麻黄中可提取麻黄碱(I)、去甲基麻黄碱(II)、甲基麻黄碱(III)等,它们具有镇咳平喘的药效。
回答下列问题:
(1)基态O原子核外电子有 种空间运动状态。
(2)①I中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
②I中含有 个手性碳原子。
③I中具有孤对电子的原子有 (填元素符号)。
(3)①II中碳原子的杂化方式为 。
②II可与水形成氢键,这些氢键表示式为()O—H…O(II)、 、 (写2种)。
③II可与盐酸反应生成盐酸盐,该反应的化学方程式为 。
(4)Lewis碱理论认为:物质给出电子对能力越强,碱性越强。根据该理论,I和II碱性更强的是(填“I”或“II”) 。
58.(22-23高二下·广东梅州·期末)Ⅰ.醛、酮在有机合成中是非常重要的中间体。
(1)甲醛所含元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示),基态O原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)甲醛分子中碳原子的杂化轨道类型为 ,甲醛沸点(19.5℃)低于甲醇沸点(64.8℃),其原因是 。
(3)醛、酮的羰基能和一些极性试剂(如HCN)发生加成反应。写出丙酮与HCN在一定条件下发生加成反应的化学方程式为 。
Ⅱ.构建碳骨架在有机合成中是非常重要的一环。
(4)已知共轭二烯与含有双键的化合物相互作用,能生成六元环状化合物,例如,在一定条件下,和能发生类似上述的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),写出任意一种产物的结构简式 。
考向3 晶体结构与性质
59.(23-24高二下·广东东莞·期末)劳动创造未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
装修师傅用汽油溶解衣服上沾的油漆
相似相溶
B
设计师用18K金而非足金做镶嵌饰品
足金导电性好
C
工人用钻石头玻璃刀切割玻璃
金刚石是共价晶体,硬度大
D
质检员用X射线衍射仪鉴定宝石真假
晶体的衍射图上有明锐的衍射峰
A.A B.B C.C D.D
60.(23-24高二下·广东东莞·期末)下列关于Na、Mg、Al元素及物质的说法正确的是
A.基态Na原子有11种不同运动状态的电子
B.基态Al原子的核外电子排布式:1s22s22p63p3
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.熔点:Al<Mg<Na
61.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A.第一电离能由大到小的顺序:O>N>C>H
B.从分子结构的角度分析可知甘氨酸易溶于水
C.该物质中存在的化学键有配位键、共价键、氢键
D.NH3中H-N-H的键角大于该配合物中H-N-H的键角
62.(23-24高二下·广东广州越秀区·期末)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示。X、Y、M、Q为前四周期元素原子序数依次增大。 X、Y为相邻非金属元素,M、Q为同一周期元素。Y元素的基态原子价层电子为nsnnpn。Q元素原子中只有两种形状的电子云,且所有轨道的电子均成对,其最高能层数是最高能级电子数的2倍。下列说法不正确的是
A.晶体最简化学式为 MQX6Y6
B.最高正化合价:Y >X >Q >M
C.QY2能与水剧烈反应生成可燃性气体
D.Y的最高价氧化物的中心原子的价层电子对数为 4
63.(23-24高二下·广东四校(华附、实、广雅、深中)·期末)化学创造美好生活。下列选项中生产活动和化学原理关联正确的是
A.向工业废水中添加FeS以除去废水中的,是由于FeS具有还原性
B.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇,是由于纤维素能发生水解反应生成乙醇
C.飞船返回舱使用耐高温的结构材料氮化硅,因为是由共价键构成的分子晶体
D.用醋酸能除去水垢中的,因为醋酸的酸性强于碳酸
64.(23-24高二下·广东四校(华附、实、广雅、深中)·期末)化学处处呈现美,下列说法不正确的是
A.舞台上干冰升华时,共价键断裂
B.与18-冠-6的空腔大小相近,形成稳定的超分子结构(),这体现出超分子的分子识别特征
C.缺角的晶体在饱和溶液中变为完美立方体块,体现晶体的自范性
D.雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体,其六角形形状与氢键的方向性有关
65.(23-24高二下·广东江门·期末)如图为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法不正确的是
A.晶体熔化时破坏了共价键
B.一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子
C.甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子
D.晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子
66.(23-24高二下·广东江门·期末)将某电镀工艺中的阳极泥(主要含Se和)在空气中煅烧,得铜、硒的氧化物,用还原可得硒,已知S和Se同主族,晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A.X为
B.分子是直线形分子
C.晶胞中Se2—的配位数为8
D.煅烧时,可能发生反应:
67.(23-24高二下·广东肇庆·期末)钛酸锶可用作电子陶瓷材料和人造宝石,其一种晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,下列说法不正确的是
A.钛酸锶的化学式为 B.原子A的分数坐标表示为(0,,)
C.沿晶胞体对角线的投影图为 D.与Sr原子最近的Ti原子的距离为
68.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)酞菁和酞菁钴可制得光动力学中的光敏剂,分子结构如图所示,其中酞菁分子中所有原子共平面。下列说法不正确的是
A.元素的第一电离能:N>C
B.在酞菁分子中,标注③的N原子 p轨道能提供1个电子
C.在酞菁钴分子中,钴元素的化合价为正二价
D.在一定条件下,酞菁钴分子能发生加成反应
69.(23-24高三下·广东湛江·期末)甲为碳单质的一种晶体,其二维结构图如图,乙为C、K原子构成的一种晶体,其二维结构图如图。下列叙述错误的是
A.甲、乙的二维材料都具有良好的导电性
B.甲、乙中碳原子都是杂化
C.乙的化学式为
D.甲中碳原子数与键数之比为2:3
70.(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)石墨烯可转化为富勒烯(C60),科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为a pm。下列说法不正确的是
A. C60和石墨烯互为同素异形体 B.该富勒烯化合物的化学式为K3C60
C. C60周围等距且距离最近的C60的数目为6 D.该晶体的密度为
71.(23-24高三下·广东潮州·期末)开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作,科学家开发一种形状记忆陶瓷,它的主要原材料是纳米级ZrO2.用锆石ZrSiO4(含少量FeO、Al2O3、SiO2和CuO)制备纳米级ZrO2的流程设计如图:
回答下列问题:
(1)锆石杂质中含锆元素,基态Cu的价电子排布式为 ,锆石杂质中含铁元素,已知Fe2+易被氧化为Fe3+,原因是 。(从原子结构角度解释)
(2)碱熔过程中有多种物质能发生反应,写出其中一个反应方程式 。
(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为 ,滤渣1经回收加工后有多种用途,写出其中一种 。
(4)久置H2O2浓度需要标定。取xmLH2O2溶液,用amol/LCe(SO4)2溶液滴定H2O2,完全反应转化为Ce2(SO4)3时,消耗bmLCe(SO4)2溶液。则H2O2溶液的浓度为: mol/L。
(5)易溶氰化物有剧毒,需对滤液1中的氰化物进行处理,选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化,其中一种产物为空气的主要成分,写出其离子反应方程式 。
(6)ZrO2的晶胞结构如图所示。
①其中B表示 (填O2-或Zr4+)。
②ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm,其晶体密度为 g/cm3(列算式用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
72.(23-24高二下·广东江门·期末)铜及其合金是人类最早使用的金属材料,铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。
(1)基态铜原子的价电子排布式是 。
(2)铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是 。
(3)如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为 。
(4)科学家通过X射线推测,胆矾的结构如下图所示。
①胆矾的阳离子中心原子的配位数为 ,
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为 ;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是 。
A.三角锥形 B.正四面体 C.平面正方形 D.四角锥形
(5)Cu与Cl构成晶体的晶胞结构如下图所示,该晶体组成的最简式为 ,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,则该晶胞的边长为 pm(列计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则其气体的分子式为 。
73.(23-24高二下·广东揭阳·期末)钛被称为继铁、铝之后的第三金属,在我国航空航天事业中发挥重要作用。钛白是目前最好的白色颜料,用含有少量杂质的钛铁矿(主要成分为)制取的流程如图所示:
回答下列问题:
(1)已知的原子序数为22,写出基态原子的电子排布式: 。
(2)钛铁矿中与溶液反应的化学方程式为 。
(3)步骤①加入发生反应的离子方程式为 。步骤②冷却的目的是 。
(4)结构中含有部分过氧键,其中的化合价为,则含有过氧键的数目为 。
(5)金属钛与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用代替其中部分可提升耐磨性,掺后的晶胞结构如图所示,已知该晶体属立方晶系,阿伏加德罗常数的值为
①若点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为 。
②已知最近的两个原子之间的距离为,则掺铝氮化钛晶体的密度为 (用计算式表示)。
74.(23-24高二下·广东肇庆·期末)我国某科研团队报道了钌(Ru)负载硅氧化物催化剂,用于催化聚苯乙烯()和甲醇共同转化得到主要产物为高价值的烷基苯(如:甲苯、丙苯、异丙苯等)。回答下列问题:
(1)中碳原子的杂化方式为 。
(2)所在周期中,电负性最强的元素的价层电子排布式为
(3)甲醇的结构式为,其中 (填“>”“<”或“=”),理由是
(4)聚苯乙烯作为包装盒、泡沫保温箱时若不经处理带来的环境问题为
(5)结合下表数据,分析苯胺的沸点远高于甲苯的原因为 ;造成甲苯、丙苯、异丙苯沸点差异的原因为
名称
苯胺
甲苯
丙苯
异丙苯
结构简式
沸点
184℃
110.6℃
160.5℃
153℃
(6)硅的应用领域广泛,某含硅化合物应用于新型电源行业,其晶胞结构如下图所示,立方晶胞边长为anm,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为
75.(23-24高二下·广东湛江·期末)硼(B)与镓Ga同主族,它们的一些化合物在很多领域有重要的作用,如氮化镓(GaN)经常用在国防技术、航空航天及5G技术等领域;硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂;B和Mg形成的化合物可用高温超导材料。
(1)基态B原子中,核外电子占据的最高能层的符号为 ,基态N原子占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。
(2)基态Ga原子的价电子排布式为 。
(3)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为 。
(4)测定晶体结构最常用的仪器为___________。
A.质谱仪 B.X射线衍射仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
(5)NaBH4晶胞结构如下图所示,BH的空间构型是 。晶胞参数如图所示,NaBH4晶体的密度为 g﹒cm3(结果用含a、NA的最简分数表达式表示)。
(6)硼化镁晶胞如图所示,则该晶体的化学式为 。
76.(23-24高二下·广东广州八区·期末)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态铜原子的价层电子轨道表示式为 ,位于周期表 区。
(2)Cu2+能与多种物质形成配合物,为研究配合物的形成及性质,某小组进行如下实验。
步骤
实验操作
实验现象或结论
ⅰ
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解得到深蓝色的溶液
ⅱ
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
ⅲ
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
①写出步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的离子方程式 。
②已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 (填“正四面体”或“平面正方形”)。
③配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O中的配位原子为 。
(3)①铜是一种导电性良好的金属,其晶胞结构如图所示,则该晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有 个;若晶体密度为dg·cm-3,晶胞参数为apm,则阿伏加德罗常数的值NA为 (用含d和a的式子表示)。
②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则该晶体中粒子个数比Cu:In:Te= 。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点,B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,),则D点原子的分数坐标为 。
77.(23-24高二下·广东梅州·期末)氢能是极具发展潜力的绿色能源,开发新型储氢材料,对大规模使用氢能具有重要的意义。
Ⅰ.氨硼烷()属于配位氢化物储氢材料,具有储氢量高的特点。
(1)在元素周期表中,与硼元素的化学性质最相似的邻族元素是 (填元素符号)。
(2)分子中与原子相连的呈正电性(),与原子相连的呈负电性(),、、的电负性由大到小的顺序是
(3)氨硼烷在金属型催化剂(如、等)催化下可水解放出氢气,并产生(结构如下图所示)。请写出基态原子的价层电子排布式 ;在该反应过程中,原子的杂化方式由 变为 。
Ⅱ.镧镍合金属于固态金属储氢材料,具有高寿命、耐低温的特点。
(4)镧镍合金晶胞结构如图甲,原子处于晶胞的面上和体心,该晶体的化学式为 。
(5)已知该晶胞的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积为 (用含、的代数式表示)。
(6)该合金储氢后晶胞结构如图乙,含的合金可吸附 。
78.(23-24高三下·广东惠州·期末)从废旧锂离子电池回收的粗品,使用微波辅助“低共熔溶剂法”制备产品,可实现有价金属的循环利用,其工艺流程如下:
已知:①氯化胆碱是一种铵盐,易溶于水并电离出;
②难溶于水:在溶液中常以(蓝色)和(紫红色)形式存在;
③25℃时,,。
回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子排布式为 。
(2)“微波共熔”中氯化胆碱-草酸和粗品以不同的液固比在120℃下微波处理10min后,锂和钴的浸取率如下图,则最佳液固比为 mL/g,草酸加入过多反而会导致钴的浸取率下降,原因是 。
(3)“水浸”操作中得到较浓的滤液()呈深蓝色,同时有气体逸出,该过程发生的离子方程式为 。
(4)25℃时,“沉钴”反应完成后溶液,此时 。
(5)“滤饼2”与混合后,鼓入空气,经高温烧结得到的化学方程式为 。
(6)晶体的晶胞如图所示(表示晶胞中的位置),一半填充在构成的正四面体空隙中,和另一半填充在构成的正八面体空隙中。
①周围紧邻的数目为 。
②已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数为,则晶体密度为 (用含a和的代数式表示)。
79.(23-24高二下·广东广州第二中学·期末)钴广泛应用于新能源、航空航天等领域,一种萃铜余液(主要存在等金属阳离子)中提取钴并制得的工艺流程如下:
已知:常温下,。相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子
开始沉淀的
7.4
4.7
1.5
3.4
8.9
6.2
沉淀完全的
9.4
6.7
2.8
4.7
10.9
8.2
回答下列问题:
(1)的价电子排布图为 。
(2)“除杂”时,将按一定比例同时加入萃铜余液中,调节溶液,充分反应后过滤。
①滤渣的主要成分是 。
②加入量过大时,钴的损耗增大,其原因是 。
(3)“萃取”时,用硫酸调节溶液的至2.5左右,加入萃取剂,发生萃取反应:(其中HA为萃取剂P204,为金属离子)。萃取剂P204在不同下对金属离子萃取率的影响如图所示。
①“萃取”的主要目的是除去 (填金属离子的符号)。
②往“萃取”所得有机层中加入 (选填“”或“”),可将其中金属离子反萃取至水中。反萃取后,有机萃取剂可循环使用。
(4)“沉钴”时,往萃余液中加入,调节溶液,过滤得到沉淀。当恰好沉淀完全时,溶液中 。
(5)“煅烧”时完全转化为和,制得需消耗 。
(6)含的溶液经电沉积可制备Sm-Co水磁合金,一种Sm-Co水磁合金的六方晶胞结构如图1所示,晶胞中Co原子的投影位置如图2所示。晶胞参数,。
①该合金的化学式为 。
②设为阿伏加德罗常数的值,合金最简式的式量为,则该合金的密度 (列出计算式)。
80.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)氧化铈()是一种广泛应用的稀土氧化物,具有吸收强紫外线的能力,可以用于光催化降解有机污染物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示;
已知:①稀土离子易与形成复盐沉淀。
步骤②中)发生的反应为:
②在空气中易被氧化为。
回答下列问题:
(1)中元素的化合价为 。
(2)滤渣A的主要成分是 。
(3)操作①所需的玻璃实验仪器有烧杯、 。
(4)加入硫脲的目的是 。
(5)步骤④中发生的离子方程式为 。
(6)步骤④中生成的中的空间构型是 。
(7)氧化铈的晶体结构如图所示,其已知晶胞参数为a pm,阿伏伽德罗常数为,则晶胞中铈离子间最短的距离为 ,晶体密度为 (写出计算式)。
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综合01 物质结构与性质压轴80题
考向1 原子结构与性质
1.(23-24高二下·广东江门·期末)节日里燃放的烟花,一般用黑火药(主要成分为、C、S等)作起爆药剂,烟花颜色则是各种金属(如Na等)的焰色。下列说法不正确的是
A.S原子的最高能层有4个电子
B.C的基态原子价层电子轨道表示式为:
C.Na的基态原子的核外电子排布式为:
D.金属的焰色试验利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
【答案】A
【详解】A.S的原子序数为16,位于周期表第三周期第VIA族,其最高能层为第三能层,有6个电子,故A错误;
B.C的原子序数为6,基态原子价层电子轨道表示式为,故B正确;
C.Na的原子序数为11,基态原子的核外电子排布式为:,故C正确;
D.金属的焰色试验是电子的跃迁释放能量产生发射光谱形成的,即利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理,故D正确;
答案选A。
2.(23-24高二下·广东汕尾·期末)近年来我国科技研究取得重大成就。下列说法正确的是
A.宇航服材料之一聚酰胺纤维是天然有机高分子材料
B.空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体
C.“天和”核心舱太阳能电池翼使用砷化镓器件,砷是s区元素
D.我国科学家制备的具有高选择性的催化剂中所含金属元素均位于第ⅢA族
【答案】B
【详解】A.聚酰胺纤维是人工合成的有机高分子材料,A项错误;
B.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,石墨烯、金刚石是由碳元素组成的不同单质,两者互为同素异形体,B项正确;
C.砷为33号元素,是p区元素,C项错误;
D.Ni、Co、Fe都是第Ⅷ族元素,In是第ⅢA族元素,D项错误;
故选B。
3.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)作为研究化学的工具,化学用语也是一种国际性的科技语言。下列化学用语或图示表达正确的是
A.NaCl的电子式:
B.基态Cr原子的价电子轨道表示式
C.苯分子中的大π键:
D.冠醚与K结合形成的超分子:
【答案】D
【详解】
A.氯化钠的电子式为:,A错误;
B.Cr基态原子的价电子轨道表示式:,B错误;
C.苯分子中碳原子是sp2杂化,形成三个σ键,每个碳原子剩余一个p电子,6个碳原子和p电子肩并肩重叠形成大π键,电子云是两块组成,镜面对称,该结构未表示镜面对称两块电子云,C错误;
D.冠醚的不同大小的空腔可以识别不同直径的离子,冠醚与K+结合形成的超分子:,D正确;
故选D。
4.(22-23高二下·广东广州三校·期末)下列比较中一定正确的是
A.能量:p能级>s能级 B.键能:C=C>2C−C
C.热稳定性:H2S>H2O D.第一电离能:N>O
【答案】D
【详解】A.不同的能层,s能级的能量也可能高于p能级,A错误;
B.由于键键能大于键,碳碳双键的键能大于碳碳单键,小于碳碳单键的两倍,B错误;
C.非金属性O>S,故热稳定性水大于硫化氢,C错误;
D.由于N的2p轨道处于半满状态,故第一电离能N>O,D正确;
故选D。
5.(22-23高二下·广东广州三校·期末)下列说法正确的是
A.−OH的电子式:
B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.K+的电子排布式:1s22s22p63s23p6
D.一同学书写某原子的电子排布图为 ,违背了泡利原理
【答案】C
【详解】A.A项给出的电子式是OH-离子的电子式不是-OH的,A错误;
B.都是p亚层,轨道数相同,B错误;
C.K失去4s上的一个电子形成K+,它的电子排布式为1s22s22p63s23p6,C正确;
D.该电子排布图违背了洪特规则,不是泡利原理,D错误;
故选C。
6.(23-24高二下·广东广州八区·期末)元素周期表中硒元素的数据见图,下列说法正确的是
A.硒元素的质量数为78.96
B.基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C.基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D.硒原子的最高化合价为+4
【答案】B
【详解】A.根据表格数据可知硒元素的相对原子质量为78.96,不能说其质量数是78.96,A错误;
B.Se是34号元素,根据构造原理可知基态硒原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4,B正确;
C.基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4,由于p能级有3个能量相同的轨道,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方法相同,这种排布使原子能量最低,处于温度状态,则基态硒原子的4p能级有2个未成对电子,C错误;
D.根据基态硒原子的电子排布式[Ar]3d104s24p4,可知基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4,则硒原子的最高化合价为+6,D错误;
故合理选项是B。
7.(22-23高二下·广东韶关·期末)下列化学用语表达正确的是
A.氮原子的L层电子轨道表示式:
B.质量数为127的碘原子:
C.K+的结构示意图:
D.HClO的电子式:
【答案】A
【详解】
A.氮原子的L层电子轨道表示式: ,故A正确;
B.中质量数与质子数位置写反,故B错误;
C.K+的核电荷数为19,核外电子总数为18,故C错误;
D.HClO分子内O原子分别与H原子、Cl原子各形成1个电子对,其电子式为 ,故D错误;
故选A。
8.(22-23高二下·广东汕尾·期末)下列有关化学用语表示正确的是
A.苯分子的球棍模型:
B.Be原子最外层电子的电子云轮廓图:
C.的结构示意图:
D.基态的价层电子轨道表示式:
【答案】D
【详解】A.苯分子的球棍模型为,故A错误;
B.Be原子的核外电子排布式为,最外层电子排布在轨道上,其电子云轮廓图应为球形,故B错误;
C.的结构示意图为,故C错误;
D.基态Fe的核外电子排布式为,则基态的价层电子排布式为,其轨道表示式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
9.(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)下列表达式正确的是
A.基态氮原子的价电子轨道表示式为
B.基态As原子的电子排布式为
C.基态溴原子的价电子排布式为
D.基态的价电子排布式为
【答案】B
【详解】A.基态氮原子的价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理得到基态N原子价电子轨道表示式为 ,A错误;
B.As为35号元素,位于第四周期第ⅤA族,基态As原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,B正确;
C.溴位于第四周期第ⅦA族,属于p区元素,价电子排布式为4s24p5,C错误;
D.金属原子形成离子时先去外层电子,故基态Fe2+的价电子排布式为3d6,D错误;
故答案为:B。
10.(22-23高二下·广东四校(华附,实,广雅,深中)·期末)下列有关微粒性质的排序中,错误的是
A.元素的电负性:P<O<F B.元素的第一电离能:Li<Na<K
C.离子半径:O2->Na+>Mg2+ D.基态原子的未成对电子数:P>S>Cl
【答案】B
【详解】A.元素的非金属性越强,其电负性就越大。元素的非金属性:P<N<O<F,所以元素的电负性:P<O<F,A正确;
B.同一主族元素,原子序数越大,原子半径就越大,原子失去电子的能力就越强,相应元素的金属性就越强,故元素的第一电离能就越小,所以元素的第一电离能:Li>Na>K,B错误;
C.O2-、Na+、Mg2+的核外电子排布都是2、8,它们的电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子,离子的核电荷数越大,离子半径就越小,所以离子半径:O2->Na+>Mg2+,C正确;
D.根据构造原理,可知基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3,有3个未成对电子;基态S原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4,有2个未成对电子;基态Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,有1个未成对电子,故基态原子的未成对电子数:P>S>Cl,D正确;
故合理选项是B。
11.(23-24高二下·广东佛山·期末)Al-Zn-Mg-Cu合金具有比强度高、密度低、耐腐蚀等优良特性,在航空航天、高铁等领域有广泛应用。下列说法正确的是
A.Zn属于d区元素
B.基态Cu原子核外价层电子排布式为
C.基态Mg原子最高能层具有的原子轨道总数为9
D.基态Al原子核外价层电子轨道表示式为
【答案】C
【详解】A.Zn原子核外价层电子排布式为,其属于ds区元素,故A错误;
B.Cu是29号元素,基态Cu原子核外价层电子排布式为,故B错误;
C.基态Mg原子最高能层为M层,M层共有3s、3p、3d三个能级,其原子轨道总数为1+3+5=9,故C正确;
D.基态Al原子核外价层排布式为,其轨道表示式为,故D错误;
故选C。
12.(23-24高二下·广东佛山·期末)人类对核外电子运动的认识是不断进步的。下列说法正确的是
A.基态原子核外电子先填满M层,再填N层
B.2p、3p、4p所能容纳的电子数逐渐增多
C.2s轨道的电子云轮廓图为球形
D.p能级的能量一定比s能级高
【答案】C
【详解】A.基态原子核外电子先填满K层,再填L层,M层不填满也能填N层,如三周期的钾和钙,故A错误;
B.2p、3p、4p所能容纳的电子数一样多,均为6个,故B错误;
C.所有s轨道电子云轮廓图均为球形,所以2s轨道的电子云轮廓图也为球形,故C正确;
D.p能级的能量不一定比s能级高,如4p能级的能量比5s能级低,故D错误;
故答案为:C。
13.(23-24高二下·广东深圳中学·期末)Zn2GeO4是一种具有高催化活性的新型光催化剂,下列相关说法错误的是
A.Zn处于元素周期表中的ds区 B.基态Ge存在7种不同能量的电子
C.基态O原子中含有3对成对电子 D.电负性大小顺序O>Ge>Zn
【答案】B
【详解】A.Zn元素价电子排布式是3d104s2,根据价电子排布式判断Zn元素位于ds区,选项A正确;
B.基态Ge的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,根据能级能量不同判断共有8种能量的电子,选项B错误;
C.基态O原子排布式为1s22s22p4,根据洪特规则可知其含有3对成对电子,选项C正确;
D.非金属电负性一般大于金属,同周期从左往右电负性逐渐增大,故电负性:O>Ge>Zn,选项D正确;
答案选B。
14.(23-24高二下·广东江门·期末)硒是人体健康必需的一种微量元素,在元素周期表中第四周期第ⅥA族.下列说法不正确的是
A.位于周期表区
B.基态原子核外电子排布式是
C.硒原子的核外电子共占据18个原子轨道
D.硒元素的最高正化合价是
【答案】D
【详解】A.硒为34号元素,有6个价电子,所以硒的价层电子排布式为4s24p4,硒元素位于元素周期表p区,选项A正确;
B.Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或,选项B正确;
C.Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,共占据18个原子轨道,选项C正确;
D.Se元素的基态原子的价电子排布式为4s24p4,最高正化合价是+6,选项D不正确;
答案选D。
15.(23-24高三下·广东实验中学·月考)在2.8gFe中加入100mL 3mol/L盐酸。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.Fe基态原子价层电子排布式为3d64s2 B.2.8g56Fe含有的中子数为1.5NA
C.标准状况下反应生成气体1.12L D.反应完全,转移0.15mol 电子
【答案】D
【分析】100mL3mol•L-1HCl物质的量为0.1L×3mol/L=0.3mol,2.8gFe物质的量为 =0.05mol,依据反应方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知HCl过量,铁完全反应,据此解答。
【详解】A.Fe是26号元素,基态原子价层电子排布式为3d64s2,故A正确;
B.2.8g56Fe的物质的量为0.05mol,含有的中子数为0.05mol×(56-26)×NA/mol=1.5NA,故B正确;
C.2.8gFe物质的量为 =0.05mol,依据反应方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,生成0.05molH2,标况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故C正确;
D.Fe不足,根据铁的物质的量计算,则反应转移电子为0.1mol,故D错误;
故选D。
16.(23-24高二下·广东广州天河区·期末)四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列说法不正确的是
元素
X
Y
Z
结构信息
有5个原子轨道填充有电子,有3个未成对电子
有8个不同运动状态的电子
2p能级上有2个电子
A.电负性:Y>X
B.X在周期表中位置:第二周期第VA族
C.简单氢化物的沸点:Z>Y
D.最高价含氧酸的酸性:X>Z
【答案】C
【分析】X由有5个原子轨道填充有电子,有3个未成对电子,可知X的核外电子排布式为1s22s22p3,X为N;Y有8个不同运动状态的电子,则Y有8个核外电子,Y为O;Z的核外电子排布式为1s22s22p2,则Z为C;
【详解】A.同周期从左到右电负性依次增大,则电负性O>N,A项正确;
B.X为N元素,电子排布式为1s22s22p3,位于第二周期第VA族,B项正确;
C.Y、Z的简单氢化物分别为的沸点:H2O、CH4,水分子间形成氢键,增大水的沸点,则沸点:H2O>CH4,C项错误;
D.同周期从左到右非金属性增强,即非金属性:C<N,非金属性越强其最高价含氧酸的酸性越强,N的最高价含氧酸为HNO3,C的最高价含氧酸为H2CO3,酸性HNO3>H2CO3,D项正确;
答案选C。
17.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素。该五种元素分处三个短周期,X、Z同主族,R、W、X的原子序数之和与Z的原子序数相等,Y原子的最外层电子数是Z原子最外层电子数的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性:W>X>Z
B.Y的氧化物属于两性氧化物
C.R、W、X只能组成共价化合物
D.W、Z氧化物的水化物的酸性:W>Z
【答案】B
【分析】结合分析可知,R为H,W为N,X为O, Y为Al,Z为S元素,据此分析解答。
【详解】A.非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性O>N>S,则简单氢化物的稳定性X>W>Z,故A错误;
B.Y的氧化物为氧化铝,氧化铝为两性氧化物,故B正确;
C.氢、氮、氧三种元素所形成的硝酸铵为离子化合物,故C错误;
D.应该比较最高价氧化物的水化物的酸性,N元素除了能形成强酸之外,还有弱酸,故D错误;
故本题选B。
18.(22-23高二下·广东茂名·期末)同一短周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示,下列说法正确的是
A.的氧化物均为离子化合物
B.单质的沸点:
C.电负性
D.基态b原子价层电子的轨道表示式为 或3
【答案】B
【分析】根据同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,第IIA族与第IIIA族、第族与第ⅥA族反常可知,为或,为或,c为C或,为或,e为或。
【详解】A.不是离子化合物,A项错误;
B. c为C或,为或,c的单质为共价晶体硅或金刚石,或混合晶体石墨,沸点均高于d的单质,故单质沸点:,B项正确;
C.非金属性越强其电负性越大,同周期主族元素从左到右非金属性增强,则电负性,C项错误;
D.为或,基态原子价层电子的轨道表示式应为 或3,D项错误;
故选:B。
19.(24-25高二下·广东部分学校·期末)甲、乙、丙、丁、戊、己是原子序数依次增大的前四周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素;基态乙原子的价层电子排布为;基态丙原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同;丁与戊是同主族的短周期元素,基态时都有两个未成对电子;己是ds区元素,基态己原子有1个单电子。下列说法正确的是
A.原子半径:戊>丁>丙>乙>甲 B.基态己原子的价层电子排布式为
C.第一电离能:丙>丁>乙 D.电负性:丙>丁>戊
【答案】C
【分析】宇宙中含量最多的元素是H,甲是H;基态乙原子的价层电子排布式为,乙是C,结合丁与戊是同主族的短周期元素,丙与丁是第二周期元素,基态N原子能级不同轨道都有电子且自旋方向相同,O和S同主族且有两个未成对电子,丙是N,丁是O,戊是S;第四周期ds区元素有和,基态Cu原子有1个单电子,己是,即甲、乙、丙、丁、戊、己分别是H、C、N、O、S、。
【详解】A.原子半径:,A项错误;
B.基态原子的价层电子排布式为,B项错误;
C.N的能级半满比较稳定,第一电离能:,C项正确;
D.O的电负性大于N,,即丁>丙,D项错误;
答案选C。
20.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素,且分别位于不同周期;Y元素基态原子的价层电子排布是nsnnp2n;X、Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子,Z元素原子中只有两种形状的电子云,Q元素基态原子内层的s、p、d能级均排满电子。下列说法正确的是
A.电负性:Y>Z>X
B.ZX属于共价化合物
C.Z2Y2的阴阳离子数之比为1:1
D.Q元素位于元素周期表的ds区
【答案】D
【分析】X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素,且分布在不同周期,则X是H元素,Y元素基态原子的价层电子排布是且位于第二周期,则Y是O元素,Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子,Z元素原子中只有两种形状的电子云,则Z只含有s和p轨道,故Z为Na元素,Q元素基态原子的s、p、d能级均排满电子,即为,则Q为Cu元素,综合可知,X、Y、Z、Q分别是H、O、Na、Cu元素。
【详解】A.同周期元素从左到右电负性依次增大,同主族元素从上往下电负性依次减小,故电负性:O>H>Na,故A错误;
B.ZX为NaH,属于离子化合物,故B错误;
C.为,是过氧化物,阴阳离子数之比为1∶2,故C错误;
D.Q元素位于元素周期表第ⅠB族,位于ds区,故D正确;
故选D。
21.(22-23高二下·广东梅州·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是;Y最外层只有一种自旋方向的电子;X与Z同主族,与某稀有气体具有相同的电子层结构,下列说法正确的是
A.简单离子半径:X<Y<W
B.简单氢化物的稳定性:W<Z
C.X、Y、W三种元素形成的化合物,其水溶液可能呈碱性
D.元素X与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物只有氧化性
【答案】C
【分析】根据题目信息,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是,则n=2,X为O元素;X与Z同主族,则Z为S元素;与某稀有气体具有相同的电子层结构,说明W位于第VIIA,且原子序数大于S,则W为Cl;Y最外层只有一种自旋方向的电子,且Y原子序数大于8小于16,则Y为Na元素;
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,序数越大半径越小,则可判断,即W>X>Y,故A错误;
B.元素非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性:Cl>S,所以简单氢化物的稳定性:W>Z,故B错误;
C.X、Y、W三种元素分别为O、Na、Cl,可形成化合物NaClO强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,故C正确;
D.X为O元素,与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物为ClO,根据氯元素的化合价可知其化合价既可升高,也可降低,既有氧化性,也有还原性,故D错误;
答案选C。
22.(22-23高二下·广东广州三校·期末)X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的价电子排布式为,Y的简单氢化物分子呈三角锥形,Z的单质及其化合物灼烧时火焰是黄色,W最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是
A.熔点:Y的氧化物>Z的氧化物
B.X的氯化物与Z的氯化物晶体类型相同
C.Y的最简单氢化物中的共价键是s−pσ键
D.X的最高价氧化物的水化物是强酸
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的价电子排布式为 nsnnpn−1 ,n=2,即X为B;Y的简单氢化物分子呈三角锥形,Y为N;Z的单质及其化合物灼烧时火焰是黄色,Z为Na;W最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对,W为K。
【详解】A.Y的氧化物为分子晶体,Z的氧化物为离子晶体,故熔点Y的氧化物小于Z的氧化物,A错误;
B.X的氯化物为BCl3是分子晶体,Z的氯化物为NaCl是离子晶体,晶体类型不同,B错误;
C.Y的最高价氢化物NH3中的共价键是H-N,是s-p键,C正确;
D.X的最高价氧化物对应的水化合是硼酸,是一种弱酸,D错误。
故选C。
23.(22-23高二下·广东中山·期末)2022年诺贝尔化学奖颁给了在“点击化学”领域做出贡献的科学家。我国科研人员发现了一种安全、高效的“点击化学”试剂氟磺酰基叠氮(FSO2N3),下列关于元素F、S、O、N的说法不正确的是
A.电负性:F>O>N>S B.基态S原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4
C.第一电离能:N>F>O>S D.基态N原子的核外未成对电子数最多
【答案】C
【详解】A.同一周期由左到右,电负性增大,因此电负性F>O>N>S,A正确;
B.S为16号元素,核外电子排布为[Ne]3s23p4,B正确;
C.同一周期,第一电离能从左向右递增,ⅤA族由于p轨道半充满的原因,比ⅥA高,但低于ⅦA族,C错误;
D.N价电子排布为2s22p3,含有3个单电子,S、O各含有2个单电子,F仅有1个单电子,D正确;
故选C。
24.(22-23高二下·广东肇庆·期末)元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大,X的2p能级中有2个未成对电子,Y是地壳中含量最高的元素,Z的最高价氧化物对应的水化物为中强碱,W与Y同主族。下列说法正确的是
A.原子半径:X<Y B.电负性:Y< W
C. XY2与WY2的VSEPR模型相同 D.Z的第一电离能大于同周期相邻的元素
【答案】D
【分析】元素X、Y、Z、W为短周期主族元素,且原子序数依次增大,X的2p能级中有2个未成对电子,X为C,Y是地壳中含量最高的元素,Y为O,Z的最高价氧化物对应的水化物为中强碱,Z为Mg,W与Y同主族,W为S。
【详解】A.X为C,Y为O,同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,原子半径:X>Y,故A错误;
B.Y为O,W为S,非金属性O>S,电负性:Y> W,故B错误;
C.XY2与WY2分别为CO2、SO2,二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,则碳原子的杂化方式为sp杂化,二氧化碳的空间构型为直线型,SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3,VSEPR模型为平面三角形,含有1对孤电子对,其空间构型为V形,VSEPR模型不相同,故C错误;
D.Z为Mg,其3s2轨道为全满状态,较稳定,第一电离能大于同周期相邻的元素,故D正确;
故答案选D。
25.(22-23高二下·广东江门·期末)光催化剂环保无毒,具有较高的催化活性,Zn2GeO4是新型光催化剂。下列有关说法错误的是
A.基态氧原子的电子排布图为
B.Zn处于元素周期表中的第ⅡB族,属于ds区
C.三种元素电负性由大到小的顺序是:O>Ge>Zn
D.Ge有着良好的半导体性质
【答案】A
【详解】A.氧原子含有8个质子,基态原子电子排布式为1s22s22p4,电子排布图为,选项A错误;
B.Zn元素位于元素周期表第四周期第IIB族,其核外电子排布式为:[Ar]3d104s2,位于ds区,选项B正确;
C.非金属性越大,元素电负性越大,同周期元素从左到右非金属性依次增强,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,所以三种元素电负性由大到小的顺序是:O>Ge>Zn,选项C正确;
D.锗具有良好的半导体性质,对固体物理和固体电子学的发展发挥了重要的作用,选项D正确;
答案选A。
26.(22-23高二下·广东揭阳·期末)短周期元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,戊对应的氧化物具有两性。下列判断正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A.原子半径:丙<丁<戊
B.金属性:甲>丙
C.丙与氧元素组成的化合物只能含有离子键
D.丁的基态原子的电子排布式为
【答案】D
【分析】戊对应的氧化物具有两性可知戊为Al,则甲为Li,乙为Be,丙为Na,丁为Mg。
【详解】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:丙>丁>戊,故A错误;
B.同主族元素从上到下金属性增强,则金属性:甲<丙,故B错误;
C.Na和O可形成Na2O2,其中O原子之间存在共价键,故C错误;
D.丁为Mg,Mg为12号元素,基态原子的电子排布式为,故D正确;
故选:D。
27.(22-23高二下·广东广州天河区·期末)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.XEZ是一种强氧化性弱酸 B.电负性:
C.原子半径:Y>Z>W>X D.该分子中所有原子均满足8电子稳定结构
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,元素E的原子比W原子多8个电子,WE均形成1个共价键,则为W为氟、E为氯;Y形成4个共价键,为碳;Z形成2个共价键,为氧;X形成个共价键且原子序数最小,为氢;
【详解】A.HClO为次氯酸,是一种强氧化性弱酸,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;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;电负性:,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,原子半径:Y>Z>W>X,C正确;
D.该分子中氢原子不满足8电子稳定结构,D错误;
故选D。
28.(22-23高二下·广东广州七区·期末)X、Y、Z是原子序数依次增大的3种短周期元素,它们的原子结构分别如下:
元素
原子结构
X
原子核外电子的L层电子数是K层的2倍
Y
价电子层中有3个未成对电子
Z
只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子
下列说法正确的是
A.X可形成多种氢化物 B.非金属性:X>Y
C.Y的最高正化合价为+6 D.Z属于p区元素
【答案】A
【分析】X、Y、Z是原子序数依次增大的3种短周期元素,X原子核外电子的L层电子数是K层的2倍,X为碳;Y价电子层中有3个未成对电子则为氮或磷,Z只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子,则Z为钠,那么Y为氮。
【详解】A.碳可以形成甲烷、乙烯等多种氢化物,故A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;非金属性:X<Y,故B错误;
C.Y最外层有5个电子,最高正化合价为+5,故C错误;
D.Z为Na,为ⅠA族元素,属于s区元素,故D错误;
故选A。
29.(22-23高二下·广东广州七区·期末)第三周期11~17号元素某种性质变化趋势的柱形图如下,y轴表示的是
A.电负性 B.原子半径 C.第一电离能 D.元素的金属性
【答案】A
【详解】A.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强,A符合题意;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径应该依次减小,B不符合题意;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,Mg、P的3p轨道为全空或半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能会出现反复,C不符合题意;
D.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,D不符合题意;
故选A。
30.(21-22高二下·广东广州天河区·期末)元素N、O、F的某些性质随核电荷数的变化趋势如图所示。下列图示不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.同周期主族元素自左而右电负性增大,图像符合变化规律,故A正确;
B.同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素注意2p轨道为半充满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能O<N<F,故B错误;
C.同周期主族元素自左而右原子半径减小,原子半径N>O>F,图像符合变化规律,故C正确;
D.N原子有3个未成对电子、O原子有2个未成对电子、F原子有1个未成对电子,图像符合变化规律,故D正确;
故选:B。
31.(21-22高二下·广东潮州·期末)若NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为8NA
B.28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为3 NA
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体所含H原子数为0.4NA
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产生CH3Cl分子数为NA
【答案】D
【详解】A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为 ,故A正确;
B.N60分子中每个N原子与周围3个N原子形成3个σ键,1个N60分子中含有的共价键数目为:=90个,28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为,故B正确;
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体的物质的量为0.1mol,CH4和C2H4分子中均含4个H原子,所含H原子数为0.4NA,故C正确;
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,所以产生CH3Cl分子数为小于NA,故D错误;
选D。
考向2 分子结构与性质
32.(23-24高二下·广东东莞·期末)下列含硫微粒中硫原子的VSEPR模型与另外三个不同的是
A. B.H2S C. D.SO2
【答案】D
【详解】中心S原子价层电子对数为4+=4,VSEPR模型正四面体形,H2S中心S原子价层电子对数为2+=4,VSEPR模型为四面体形,中心S原子价层电子对数为3+=4,VSEPR模型为四面体形,SO2中心S原子价层电子对数为2+=3,VSEPR模型为平面三角形,故选D。
33.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)物质结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是
选项
性质差异
结构因素
A
熔点:AlF3>AlCl3
均存在离子键,且强度:AlF3>AlCl3
B
酸性:HCOOH>CH3COOH
O-H的极性:HCOOH强于CH3COOH
C
CO2在水中的溶解度大于CO
CO2为非极性分子,CO为极性分子
D
热稳定性:HF大于HCl
HF分子间存在氢键,HCl分子间不存在氢键
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.熔点:AlF3>AlCl3,是因为AlF3属于离子晶体含离子键,AlCl3属于分子晶体含共价键,A错误;
B.酸性:HCOOH>CH3COOH,表明HCOOH比CH3COOH易发生电离,也就是前者羟基的极性比后者羟基的极性强,B正确;
C.CO2与水结合生成碳酸,CO不与水反应,C错误;
D.热稳定性HF大于HCl,表明H-F键的键能大于H-Cl,氢键只影响二者的熔沸点,不影响二者的热稳定性,D错误;
故选B。
34.(23-24高二下·广东广州八区·期末)下列说法不正确的是
A.图甲表示随着核电荷数的增加,卤族元素原子半径增大
B.图乙表示第三周期的某主族元素的第一至第五电离能数据,则该元素为Mg
C.图丙表示周期表ⅣA~ⅦA中元素最简单氢化物的沸点变化,则a点代表H2S
D.图丁中18-冠-6中O原子电负性大,通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
【答案】D
【详解】A.同主族元素,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,A正确;
B.图乙中,I2与I3相差较大,该元素原子最外层有两个电子,应是第三周期主族元素镁,B正确;
C.第ⅣA~ⅦA元素的最简单氢化物中,NH3、H2O、HF的分子间有氢键,使得它们的沸点与同族其它元素的氢化物相比“反常”,H2O分子间氢键数目多,因此在三者中沸点最高,故a点代表的是第三周期与氧同族元素的氢化物,为H2S,C正确;
D.冠醚与K+之间并非离子键,而是通过配位键结合,D错误;
答案选D。
35.(23-24高三下·广东惠州·期末)纳米Ni-Pd催化制备甲酸钠的机理如下图所示:
下列说法正确的是
A.HCOOH中C的杂化方式为sp B.反应过程中只有非极性键的断裂与形成
C.反应过程中不需要持续补充 D.总反应的原子利用率为100%
【答案】C
【分析】由反应历程图可以看出总反应为H2+NaHCO3=HCOONa+H2O。
【详解】
A.HCOOH的结构式为,其C原子的杂化方式为sp2,故 A错误;
B.反应过程中存在CO2中的C=O键发生断裂,生成 HCOOH时会形成C-H键和O-H键,因此存在极性键的断裂和形成,故B错误;
C.从机理图中可以看出反应消耗CO2的同时,又会生成CO2,因此不需要补充CO2,故C正确;
D.从机理图中可以看出总反应为H2+NaHCO3=HCOONa+H2O,产物HCOONa为所要生产的产品,反应物中的原子有一部分进入H2O中,因此原子利用率未达到100%,故D错误;
故选C。
36.(23-24高三下·广东惠州·期末)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期元素中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A.沸点:
B.M与Q可形成化合物、
C.化学键中离子键成分的百分数:
D.与离子空间结构均为三角锥形
【答案】B
【分析】X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,则X为H元素,短周期中M电负性最小,则M为Na元素,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,则Z的核外电子排布式为:,则Z为O元素,Z与Y、Q相邻,则Y为N元素,Q为S元素,则X、Y、Z、M和Q分别为H、N、O、Na、S,据此分析。
【详解】A.水分子间存在氢键,则沸点:H2O>H2S,故A错误;
B.Na与S可形成化合物Na2S、Na2S2,故B正确;
C.化合物中两元素电负性差值越大,离子键的百分数就越大,电负性O>S,因此化学键中离子键成分的百分数:Na2O>Na2S,故C错误;
D.中心原子N的价电子对数为,孤电子对数为0,其空间结构为平面三角形,中心原子S的价电子对数为,孤电子对数为1,其空间结构为三角锥形,故D错误;
故选B。
37.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列说法中,不正确的是
A.中共面的原子数目最多为
B.1个乳酸()分子中含有1个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
【答案】A
【详解】A.CH3OH的结构都是单键,氧原子形成两个σ键,还有两个孤电子对,采取 sp3杂化,C-O-H中的三个原子一定共平面,由于碳氧单键可以旋转,则甲基上最多有一个氢原子可以共面,则1molCH3OH中共面的原子数目最多为4NA,故A错误;
B.连有4个完全不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子,乳酸分子中含有一个手性碳原子,就是羟基所在的C原子,故B正确;
C.碘、四氯化碳、甲烷均是非极性分子,而水是极性溶剂,根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水,故C正确;
D.由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体称为超分子,故D正确;
故本题选A.
38.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列叙述中,正确的是
A.电石()和储氢材料氢化钙()都存在非极性键
B.该电子排布图 违背了泡利原理
C.核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
D.属于共价晶体,熔化时需破坏共价键和分子间作用力
【答案】C
【详解】A.氢化钙只有离子键,没有非极性键,故A错误;
B.该电子排布图违反的是洪特规则,故B错误;
C.磷酸、戊糖和碱基会通过氢键等方式结合而成核酸生物大分子,故C正确;
D.SiO2 属于共价晶体,熔化时只需破坏共价键,故D错误;
故本题选C.
39.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)下列对有关事实的解释正确的是
事实
解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
金属盐灼烧时发生了化学反应
B
与分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
苯可以使溴水褪色
苯与溴水发生加成反应
D
的热稳定性比强
的键能比的键能大
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.焰色实验是物理变化,不是化学变化,故A错误;
B.与分子的空间构型不同,但两者价层电子对数为4, 都为sp3杂化,故B错误;
C.苯可以使溴水褪色,是由于苯萃取溴水中的溴单质而使溶液分层,上层为橙红色,下层为无色,故C错误;
D.H−F键键能比H−Cl键键能大,键能越大,越不易断裂,因此的热稳定性比强,故D正确。
综上所述,答案为D。
40.(22-23高二下·广东广州第六中学·期末)NA为阿伏伽德罗常数,下列叙述中正确的是
A.标准状况下,22.4L己烷中共价键数目为19NA
B.光照条件下CH4和Cl2充分反应,当消耗1molCl2时,形成的σ键的数目为2NA
C.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液中含的数目小于0.2NA
D.18g葡萄糖分子中,sp3杂化的原子数为0.5NA
【答案】B
【详解】A.标准状况下,己烷是非气态物质,无法计算物质的量,故A错误;
B.光照条件下CH4和Cl2充分反应生成氯代物和氯化氢,当消耗1mol Cl2时,形成的σ键的数目为2NA,故B正确;
C.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液,由于缺少溶液体积,因此无法计算硫酸铵物质的量,故C错误;
D.葡萄糖结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,1个葡萄糖分子sp3杂化的原子有5个碳原子和5个氧原子,因此18g葡萄糖分子(物质的量为0.1mol)中,sp3杂化的原子数为NA,故D错误。
综上所述,答案为B。
41.(22-23高二下·广东潮州·期末)资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。以作催化剂,可使在温和的条件下转化为甲醇,经历如下过程:
ⅰ.催化剂活化:(有活性)
ⅱ.与在活化后的催化剂表面合成甲醇,其反应历程如图:
以下描述正确的是
A.碳的杂化方式未发生改变
B.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂和形成
C.加压可以提高的平衡转化率
D.该反应达到“原子经济性”
【答案】C
【详解】A.CO2中C原子采用sp杂化,CH3OH中C原子采用sp3杂化,碳的杂化方式发生了改变,故A错误;
B.反应历程中不存在非极性键的形成,故B错误;
C.加压(g)+3(g)=CH3OH(g)+H2O(g)平衡正向移动,可以提高的平衡转化率,故C正确;
D.该反应有水生成,原子利用率小于100%,故D错误;
选C。
42.(22-23高二下·广东潮州·期末)下列有关物质结构与性质的论述错误的是
A.分子中有5个σ键,1个π键
B.根据原子半径推知,键的键能大于键,化学性质更稳定
C.的成键电子对间排斥力较大,所以的键角比大
D.和中B、S杂化轨道类型相同,二者VSEPR模型均为平面三角形
【答案】B
【详解】A.分子中含1个碳碳双键、4个碳氢单键,每个单键中含1个σ键,双键中含1个σ键和1个π键,故A正确;
B.F原子半径比Cl原子半径小,所以键比键短,但是由于键键长短,原子间斥力大,所以稳定性差,且F原子比Cl原子非金属性强,所以化学性质更不稳定,故B错误;
C.和均为三角锥结构,由于电负性:N>P,成键电子靠近中心N原子,成键电子间产生斥力大,所以的键角比大,故C正确;
D.BF3中心原子的价层电子对数为,中心原子采取sp2杂化,没有孤电子对,BF3的VSEPR模型为平面三角形;SO3中心原子的价层电子对数为,中心原子采取sp2杂化,没有孤电子对,SO3的VSEPR模型为平面三角形,故D正确;
答案选B。
43.(22-23高二下·广东茂名·期末)劳动开创未来。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
用可溶性铁盐净水
具有强氧化性
用乙酸乙酯溶解衣服上沾有的油漆
相似相溶原理
农业上用波尔多液防治虫害
重金属离子会使蛋白质变性
用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃
氢氟酸能与反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.用可溶性铁盐净水,利用的是Fe3+水解形成的胶体具有吸附性,故A说法错误;
B.用乙酸乙酯溶解衣服上沾有的油漆,利用的是相似相溶原理,故B说法正确;
C.农业上用波尔多液防治虫害,利用的是重金属离子使蛋白质变性,故C说法正确;
D.玻璃的成分里有SiO2,氢氟酸能与SiO2反应,生产磨砂玻璃,故D说法正确;
答案为A。
44.(22-23高二下·广东汕尾·期末)某有机物的结构简式如图所示。下列关于该有机物分子的说法不正确的是
A.所含元素中电负性最小的是
B.的键能大于的键能
C.所有原子采用杂化
D.σ键与π键数目之比为
【答案】D
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,C、N、O、F、H电负性由大到小顺序为,故A正确;
B.键长越短,键能越大,该分子中的键能大于的键能,故B正确;
C.含有的原子中均形成3个σ犍,故所有原子都为杂化,故C正确;
D.单键均为σ键,双键是1个σ键和1个π键,该分子中含有15个σ键,4个π键,σ键与π键数目之比为,故D错误。
综上所述,答案为D。
45.(22-23高二下·广州越秀区·期末)一种高效消毒漂白剂的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,的轨道电子总数与轨道电子数相同,Y、Z不在同一周期。下列叙述错误的是
A.电负性: B.分子的键角为
C.最简单氢化物的稳定性: D.简单离子半径:
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,结合图示结构式可知,Y形成2个共用电子对,则说明Y最外层有6个,的轨道电子总数与轨道电子数相同,电子排布式为1s22s22p4,推知Y为O元素;W形成4个共用电子对,则推知W为C,X形成三个共用电子对达到稳定结构,则X为N元素,Z形成1个共用电子对,且与Y不同周期,则说明Z为Cl元素,据此分析。
【详解】A.同一周期元素,从左往右,电负性逐渐增大,电负性:,故A错误;
B.分子即CO2,为直线形,键角为,故B正确;
C.元素非金属性越强,最简单氢化物越稳定,非金属性:N<O,最简单氢化物的稳定性:,故C正确;
D.X、Y、Z的简单离子分别为氮离子、氧离子、氯离子,前二者为10电子,后者为18电子,一般电子层越多离子半径越大,具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则简单离子半径:,故D正确;
故选A。
46.(22-23高二下·广州越秀区·期末)已知是原子序数依次增大的短周期元素。其中的核外电子总数与其周期数相同,元素原子的价层电子排布是,的价电子层中的末成对电子有3个,的最外层电子数为其内层电子数的3倍。下列说法中错误的是
A.和形成的两种分子都是极性分子
B.F和B形成的两种化合物都属分子晶体
C.分子空间结构为平面形
D.中心原子的杂化轨道类型为
【答案】C
【分析】A、B、E、F是原子序数依次增大的短周期元素,A的核外电子总数与其周期数相同,A为H,B元素原子的价层电子排布式为nsnnpn,则B原子的价层电子排布式为2s22p2,B为C,F的最外层电子数为其内层电子数的3倍,F为O,E的价电子层中未成对电子有3个,且E的原子序数小于O,E为N。
【详解】A.O和H形成的两种分子为H2O和H2O2,两种分子都是极性分子,A正确;
B.O和C形成的两种化合物为CO和CO2,CO和CO2都属于分子晶体,B正确;
C.N2H4分子中N为sp3杂化,该分子不是平面结构,C错误;
D.NH3中心原子N的价层电子对数为3+=4,采取sp3杂化,D正确;
故答案选C。
47.(22-23高二下·广州越秀区·期末)“结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列有关性质的比较正确的是
A.酸性:乙酸>甲酸
B.第一电离能:
C.在四氯化碳中的溶解度:
D.沸点:对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛
【答案】D
【详解】A.烃基为推电子基团,使羧基中羟基的极性变小、酸性减弱,烃基越大酸性越弱,则酸性:乙酸<甲酸,A错误;
B.同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,N元素原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:,B错误;
C.分子中心原子孤电子对数=,价层电子对数=3+0=3,则中心B原子发生sp2杂化,分子空间构型为平面正三角形,和四氯化碳均为非极性分子,NH3为极性分子,根据相似相溶的原则,在四氯化碳中的溶解度:,C错误;
D.对羟基苯甲醛主要形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键,因此对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛,D正确;
答案选D。
48.(21-22高二下·广东潮州·期末)若NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为8NA
B.28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为3 NA
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体所含H原子数为0.4NA
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产生CH3Cl分子数为NA
【答案】D
【详解】A.常温常压下,15g甲基碳正离子(CH)所含的电子数为 ,故A正确;
B.N60分子中每个N原子与周围3个N原子形成3个σ键,1个N60分子中含有的共价键数目为:=90个,28gN60 (分子结构为)中含有的σ键数目为,故B正确;
C.标准状况下,2.24L的CH4和C2H4混合气体的物质的量为0.1mol,CH4和C2H4分子中均含4个H原子,所含H原子数为0.4NA,故C正确;
D.在光照的条件下,1mol氯气与1mol甲烷充分反应,产物中有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,所以产生CH3Cl分子数为小于NA,故D错误;
选D。
49.(23-24高二下·广东潮洲·期末)硼酸是一元弱酸,水溶液中电离方程式为,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.和的VSEPR构型相同
B.硼酸和氢氧化钠反应生成
C.的硼酸溶液中含个
D.中含个电子
【答案】C
【详解】A.的价层电子数为,的价层电子数为,VSEPR构型相同,故A正确;
B.由电离方程式可知,硼酸溶液与氢氧化钠溶液四羟基合硼酸钠,反应的方程式为,故B正确;
C.的硼酸溶液,没有给具体体积,所以无法计算个数,故C错误;
D.即1mol,含个电子,故D正确;
答案选C。
50.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中 W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素,W 是有机分子的骨架元素。下列说法不正确的是
A.元素最高价氧化物的水合物的酸性:X>W B.简单离子半径:M>Y>Z
C.分子极性: D.简单氢化物的沸点:X>M
【答案】C
【分析】W为有机物骨架元素,故W为C元素;由图可知,Y形成1个双键,则其最外层有6个电子,结合原子序数关系知,Y为O元素,则X为N元素;Z形成1个单键;则Z为F元素;M的成键总数为6,则M为S元素,据此分析解题。
【详解】A.同周期主族元素从左往右,非金属性逐渐增强,非金属性:N>C,因此最高价氧化物的水合物的酸性:HNO3>H2CO3,故A正确;
B.电子层数越多,半径越大,电子排布相同时,核电荷数越大,半径越小,最简单离子半径:S2−>O2−>F−,故B正确;
C.WY2为CO2,为直线形,正负电荷中心重合,为非极性分子,MY2为SO2,为V形,正负电荷中心不重合,为极性分子,因此分子极性:SO2> CO2,故C错误;
D.X的简单氢化物为NH3,M的简单氢化物为H2S,NH3分子之间可以形成氢键,因此沸点:NH3>H2S,故D正确;
故答案选C。
51.(22-23高二下·广东广州天河区·期末)图像可以直观地表示两个科学量之间的关系。下列图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.成键原子半径越小,键长越短,键能越大,所以键能大小:H-F>H-Cl>H-Br,故A错误;
B.O、S、Se原子序数依次增大,相对原子质量依次增大,故B错误;
C.根据中心原子价层孤电子对数计算:SiH4为0对,NH3对1对,H2O为2对,三者中心原子均为sp3杂化,孤电子对对成键电子对的排斥力大,故键角SiH4最大,H2O最小,故C错误;
D.C、N、F同周期,随原子序数增大,电负性增强,键的极性增强,故D正确;
答案选D。
52.(22-23高二下·广东中山·期末)根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或离子的空间构型为三角锥形的是
A.H2O B. C.BF3 D.PCl3
【答案】D
【详解】A.H2O中心原子氧原子形成两个σ键,有两对孤对电子,价层电子对数为4,空间构型为V形,A不符合题意;
B.中心原子氮原子形成四个σ键,孤对电子对数为,价层电子对数为4,空间构型为正四面体形,B不符合题意;
C.BF3中心原子B形成3个σ键,孤对电子对数为,价层电子对数为3,为平面三角形,C不符合题意;
D.PCl3中心原子P形成3个σ键,孤对电子对数为,价层电子对数为4,空间构型为三角锥形,D符合题意;
故选D。
53.(22-23高二下·广东茂名·期末)甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸之一,结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A.第一电离能:O>N>C>H
B.基态氧原子的核外价电子的轨道表示式:
C.甲硫氨酸分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3
D.甲硫氨酸分子间不能形成氢键
【答案】C
【详解】A.第一电离能: N >O >C>H,A错误;
B.基态氧原子的核外价电子的轨道表示式: ,B错误;
C.甲硫氨酸分子中双键碳原子是sp2杂化,其余碳原子是sp3杂,C正确;
D.甲硫氨酸分子有-NH2和-OH,可以形成分子间氢键,D错误;
故选C。
54.(22-23高二下·广东湛江·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。
55.(22-23高二下·广东湛江·期末)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个未成对电子,Y元素原子半径在同周期中最大,X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,W元素单质常温下是淡黄色固体。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.简单离子半径比较:
C.XW2的空间结构为V形 D.Y在元素周期表中位于p区
【答案】B
【分析】因X的2p轨道有两个末成对电子,则X可能为或;由Y元素原子半径在同周期中最大,知Y为;由W元素单质常温下是淡黄色固体,知W为S;由Z与W的原子序数关系知,Z的价层电子数小于6,则推知X仅能为C;由X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,可知Z为P。得知X为C,Y为,Z为P,W为S;
【详解】A.第一电离能:由于P的价电子为半满结构,能量低,结构稳定,第一电离能较大,则得知第一电离能,即元素,A错误;
B.简单离子半径:Z为,W为,它们核外电子排布相同,微粒半径的影响因素是原子核电荷数,核电荷数越大,离子半径越小,故,即,B正确;
C.分子式为,其中心原子C采取的杂化,其空间构型为直线形,C错误;
D.Y元素为,位于元素周期表中s区,D错误;
故选B。
56.(23-24高二下·广东江门·期末)硼是一种用途广泛的化工原料矿物,主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。回答下列问题:
I.一种比事光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(II)的高时空分辨率动态成像。反应如下所示:
已知:“”表示的化学键伸向纸面外,“”表示的化学键伸向纸面内。
(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为 ,M中F-B-F键角 中F-B-F键角(填“>”、“<”或“=”)。
II.B的简单氢化物不能游离存在,常倾向于形成较稳定的或与其他分子结合。
(2)分子结构如图,则B原子的杂化方式为 。
Ⅲ.硼酸在电子器件工业和医疗上有重要用途。硼酸是一种片层状结构的白色晶体,层内结构如下图所示:
(3)加热时,硼酸在水中的溶解度增大,主要原因是 。
(4)硼酸在水中电离产生过程为:,是___________酸。
A.一元强酸 B.一元弱酸 C.三元强酸 D.三元弱酸
Ⅳ.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,请根据模型回答有关问题。
(5)硼砂中阴离子(含B、O,H三种元素)的球棍模型如图所示,则在中,2号硼原子的价层电子对数为 ,m= (填数字)。
(6)和过量NaF作用可生成,的空间构型为 ,的电子式为 。
【答案】(1) F>N>C>H <
(2)sp3
(3)加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键
(4)B
(5) 3 2
(6) 正四面体形
【详解】(1)元素的非金属性越强,电负性越大,四种非金属元素的非金属性强弱顺序为F>N>C>H,则电负性的大小顺序为F>N>C>H;由图可知,M中硼原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,硼原子的空间构型为四面体形,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,分子的空间构型为平面正三角,所以M中F-B-F键角小于三氟化硼中F-B-F键角,故答案为:F>N>C>H;<;
(2)由图可知,B2H6分子中硼原子的价层电子对数为4,则原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:sp3;
(3)由图可知,硼酸分子间形成的分子间氢键影响硼酸与水分子形成分子间氢键,加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键,所以加热时,硼酸在水中的溶解度增大,故答案为:加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键;
(4)由电离方程式可知,硼酸与水部分反应电离出四羟基合硼离子和1个氢离子,所以硼酸是一元弱酸,故选B;
(5)由图可知,2号硼原子与3个氧原子形成3个σ键,所以硼原子的价层电子对数为3;阴离子的化学式为[H4B4O9]m—,离子中氢元素、硼元素、氧元素的化合价分别为+1、+3、—2,由化合价代数和为0可知,m=2,故答案为:3;2;
(6)
四氟合硼离子中硼硼原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,四氟合硼酸钠是含有离子键、极性键和配位键的离子化合物,电子式为,故答案为:正四面体形;。
57.(23-24高二下·广东佛山·期末)从中药麻黄中可提取麻黄碱(I)、去甲基麻黄碱(II)、甲基麻黄碱(III)等,它们具有镇咳平喘的药效。
回答下列问题:
(1)基态O原子核外电子有 种空间运动状态。
(2)①I中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
②I中含有 个手性碳原子。
③I中具有孤对电子的原子有 (填元素符号)。
(3)①II中碳原子的杂化方式为 。
②II可与水形成氢键,这些氢键表示式为()O—H…O(II)、 、 (写2种)。
③II可与盐酸反应生成盐酸盐,该反应的化学方程式为 。
(4)Lewis碱理论认为:物质给出电子对能力越强,碱性越强。根据该理论,I和II碱性更强的是(填“I”或“II”) 。
【答案】(1)5
(2) N>O> H>C 2 N、O
(3) sp2、sp3 (II)O—H…O(H2O) (II)N—H…O(H2O) +HCl→
(4)I
【详解】(1)基态O的电子排布式为1s22s22p4,其原子核外电子占据5个轨道,有5种空间运动状态;
(2)①I中所含元素为H、C、N、O,C、N、O 位于同一周期,同一周期主族元素从左至右第一电离能有增大的趋势,VA族元素第一电离能大于同周期相邻的两种元素,H的第一电离能大于C小于O,所以第一电离能由大到小的顺序为N>O> H>C;
②I中含有2个手性碳原子,如图中星号标记的碳原子:;
③I中O形成两个价键,还有2对孤电子对,N形成3个价键,还有1对孤电子对,即具有孤对电子的原子有O、N;
(3)①II中苯环上的碳原子采取sp2杂化,环外的碳原子为饱和碳原子,采取sp3杂化,即碳原子的杂化方式为sp2、sp3;
②II可与水形成氢键,这些氢键表示式为(H2O)O—H…O(II) 、(II)O—H…O(H2O)、(II)N—H…O(H2O)(其他合理答案均可);
③II中具有氨基,可与盐酸反应生成盐酸盐,该反应的化学方程式为+HCl→;
(4)甲基是供电子基,I中-NHCH3中的氮原子电子云密度更大,更易提供电子对,碱性更强,所以根据该理论,I和II碱性更强的是I。
58.(22-23高二下·广东梅州·期末)Ⅰ.醛、酮在有机合成中是非常重要的中间体。
(1)甲醛所含元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示),基态O原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)甲醛分子中碳原子的杂化轨道类型为 ,甲醛沸点(19.5℃)低于甲醇沸点(64.8℃),其原因是 。
(3)醛、酮的羰基能和一些极性试剂(如HCN)发生加成反应。写出丙酮与HCN在一定条件下发生加成反应的化学方程式为 。
Ⅱ.构建碳骨架在有机合成中是非常重要的一环。
(4)已知共轭二烯与含有双键的化合物相互作用,能生成六元环状化合物,例如,在一定条件下,和能发生类似上述的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),写出任意一种产物的结构简式 。
【答案】(1) H<C<O
(2) sp2 甲醇分子间有氢键
(3)
(4) 或
【详解】(1)甲醛分子式为CH2O,所含元素为C、H、O,其电负性从小到大的顺序为H<C<O;O原子的价电子排布式为2s22p4,其轨道表达式为 。
(2)甲醛是平面型分子,含有C=O,故C采取sp2杂化;甲醇分子间有氢键,故甲醛的沸点低于甲醇;
(3)丙铜中的羰基与HCN发生加成反应,-H加到O上,-CN加到C上,其方程式为;
(4)根据断键基理,两个分子断键之后的产物是 和 ,故产物有两种 或 。
考向3 晶体结构与性质
59.(23-24高二下·广东东莞·期末)劳动创造未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
装修师傅用汽油溶解衣服上沾的油漆
相似相溶
B
设计师用18K金而非足金做镶嵌饰品
足金导电性好
C
工人用钻石头玻璃刀切割玻璃
金刚石是共价晶体,硬度大
D
质检员用X射线衍射仪鉴定宝石真假
晶体的衍射图上有明锐的衍射峰
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.油漆和汽油的主要成分均为非极性分子或极性很弱的分子,利用相似相溶原理,汽油可以溶解衣服上沾的油漆,与所述的化学知识有关联,A正确;
B.18K金比足金硬度大,做镶嵌饰品,与所述的化学知识有关联,B错误;
C.金刚石是共价晶体,工人用钻石头玻璃刀切割玻璃利用其硬度大的性质,与所述的化学知识有关联,C正确;
D.X射线衍射可以区分晶体和非晶体,普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体,故可以区别普通玻璃和水晶,与所述的化学知识有关联,D正确;
故选B。
60.(23-24高二下·广东东莞·期末)下列关于Na、Mg、Al元素及物质的说法正确的是
A.基态Na原子有11种不同运动状态的电子
B.基态Al原子的核外电子排布式:1s22s22p63p3
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.熔点:Al<Mg<Na
【答案】A
【详解】A.Na是11号元素,核外有11个电子,每个电子的运动状态不同,则基态Na原子有11种不同运动状态的电子,A正确;
B.Al是13号元素,基态Al原子的核外电子排布式:1s22s22p63s23p1,B错误;
C.同周期元素从左到右,第一电离能呈逐渐增大趋势,但Mg的最外层为全充满状态,电子能量低,第一电离能较大,第一电离能:Na<Al<Mg,C错误;
D.Al、Mg、Na都是金属晶体,Al、Mg、Na电荷数顺序:Al>Mg>Na,原子半径顺序:Al<Mg<Na,金属晶体中原子半径越小,电荷越大,熔点越高,所以熔点顺序:Na<Mg<Al,D错误;
故选A。
61.(23-24高二下·广东广州执信中学·期末)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A.第一电离能由大到小的顺序:O>N>C>H
B.从分子结构的角度分析可知甘氨酸易溶于水
C.该物质中存在的化学键有配位键、共价键、氢键
D.NH3中H-N-H的键角大于该配合物中H-N-H的键角
【答案】B
【详解】A.元素的非金属性越强,其第一电离能有增大趋势,N最外层的P轨道半充满结构,第一电离能大。第一电离能由大到小的顺序N>O>H>C,A错误;
B.甘氨酸(H2NCH2COOH)为极性分子,分子中氨基和羧基都是亲水基团,所以甘氨酸易溶于水,B正确;
C.氢键不属于化学键,C错误;
D.NH3、该配合物中的N原子均为sp3杂化,NH3中N原子有一个孤电子对,故键角较小,D错误;
故选B。
62.(23-24高二下·广东广州越秀区·期末)科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示。X、Y、M、Q为前四周期元素原子序数依次增大。 X、Y为相邻非金属元素,M、Q为同一周期元素。Y元素的基态原子价层电子为nsnnpn。Q元素原子中只有两种形状的电子云,且所有轨道的电子均成对,其最高能层数是最高能级电子数的2倍。下列说法不正确的是
A.晶体最简化学式为 MQX6Y6
B.最高正化合价:Y >X >Q >M
C.QY2能与水剧烈反应生成可燃性气体
D.Y的最高价氧化物的中心原子的价层电子对数为 4
【答案】D
【分析】X、Y、M、Q为前四周期元素原子序数依次增大。 X、Y为相邻非金属元素,Y元素的基态原子价层电子为nsnnpn,n为2,即基态Y原子的价层电子排布式是2s22p2,则Y为C元素,X为B元素;Q元素原子中只有两种形状的电子云,且所有轨道的电子均成对,其最高能层数是最高能级电子数的2倍,则Q为Ca元素,M、Q为同一周期元素且原子序数依次增大,故M为K元素,以此分析。
【详解】A.根据均摊法,图中晶胞含有X原子个,含有Y原子个,含有M原子个,含有Q原子1个,故晶体最简化学式为 MQX6Y6,A正确;
B.Y、X、Q、M最高正化合价分别为4、3、2、1,B正确;
C.由分析可知,Q为Ca,Y为C,CaC2能与水剧烈反应生成可燃性气体乙炔,C正确;
D.C的最高价氧化物是CO2,碳原子的价层电子对数为,D错误;
故选D。
63.(23-24高二下·广东四校(华附、实、广雅、深中)·期末)化学创造美好生活。下列选项中生产活动和化学原理关联正确的是
A.向工业废水中添加FeS以除去废水中的,是由于FeS具有还原性
B.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇,是由于纤维素能发生水解反应生成乙醇
C.飞船返回舱使用耐高温的结构材料氮化硅,因为是由共价键构成的分子晶体
D.用醋酸能除去水垢中的,因为醋酸的酸性强于碳酸
【答案】D
【详解】A.向工业废水中添加FeS生成CuS除去废水中的,利用沉淀转化原理,故A错误;
B.纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,故B错误;
C. 是由共价键构成的共价晶体,故C错误;
D.用醋酸能除去水垢中的,因为醋酸的酸性强于碳酸,醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳、水,故D正确;
选D。
64.(23-24高二下·广东四校(华附、实、广雅、深中)·期末)化学处处呈现美,下列说法不正确的是
A.舞台上干冰升华时,共价键断裂
B.与18-冠-6的空腔大小相近,形成稳定的超分子结构(),这体现出超分子的分子识别特征
C.缺角的晶体在饱和溶液中变为完美立方体块,体现晶体的自范性
D.雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体,其六角形形状与氢键的方向性有关
【答案】A
【详解】A.干冰升华时,是从固态直接变成气态,破坏的是分子间作用力,分子内的共价键没有断裂,A错误;
B.碱金属离子有大有小,冠醚有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,K+与18-冠-6的空腔大小相近,则K+与18-冠-6形成稳定的超分子结构,现了超分子的分子识别特征,B正确;
C.晶体具有规则的几何形状,有自范性,则缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性,C正确;
D.氢键具有方向性和饱和性,天空中的水汽经凝华形成雪花的六角形形状与氢键的方向性有关,D正确;
故选A。
65.(23-24高二下·广东江门·期末)如图为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法不正确的是
A.晶体熔化时破坏了共价键
B.一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子
C.甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子
D.晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子
【答案】A
【详解】A.甲烷晶体是分子晶体,熔化时只需克服范德华力,不需要破坏共价键,故A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的甲烷分子的个数为8×+6×=4,故B正确;
C.由晶胞结构可知,晶胞中甲烷分子位于顶点和面心,所以晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子,故C正确;
D.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的甲烷分子与位于面心的甲烷分子的距离最近,所以晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子,故D正确;
故选A。
66.(23-24高二下·广东江门·期末)将某电镀工艺中的阳极泥(主要含Se和)在空气中煅烧,得铜、硒的氧化物,用还原可得硒,已知S和Se同主族,晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A.X为
B.分子是直线形分子
C.晶胞中Se2—的配位数为8
D.煅烧时,可能发生反应:
【答案】B
【详解】A.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的Y离子个数为8×+6×=4,位于体内的X离子个数为8,由硒化亚铜的化学式可知,X为亚铜离子,故A正确;
B.二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1,分子的空间构型为V形,故B错误;
C.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点硒离子与位于体对角线上的亚铜离子距离最近,则硒离子的配位数为8,故C正确;
D.由题意可知,硒化亚铜在空气中煅烧发生的反应为硒化亚铜高温条件下与氧气反应生成氧化铜和二氧化硒,反应的化学方程式为,故D正确;
故选B。
67.(23-24高二下·广东肇庆·期末)钛酸锶可用作电子陶瓷材料和人造宝石,其一种晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,下列说法不正确的是
A.钛酸锶的化学式为 B.原子A的分数坐标表示为(0,,)
C.沿晶胞体对角线的投影图为 D.与Sr原子最近的Ti原子的距离为
【答案】D
【详解】A.Ti处于体心位置,根据均摊法,晶胞中Ti原子的数目为1,处于面心位置的O原子属于一个晶胞的微粒数为3,处于顶点位置的Sr原子的数目为1,化学式为,A项正确;
B.根据图中原子B坐标确定x、y、z轴和原点,原子A的坐标为(0,,),B项正确;
C.沿晶胞体对角线的投影图为,C项正确;
D.距离Sr原子最近的Ti原子的距离为体对角线的一半,为,D项错误;
故答案选D。
68.(23-24高二下·广东番禺区仲元中学·期末)酞菁和酞菁钴可制得光动力学中的光敏剂,分子结构如图所示,其中酞菁分子中所有原子共平面。下列说法不正确的是
A.元素的第一电离能:N>C
B.在酞菁分子中,标注③的N原子 p轨道能提供1个电子
C.在酞菁钴分子中,钴元素的化合价为正二价
D.在一定条件下,酞菁钴分子能发生加成反应
【答案】B
【详解】A.同周期主族元素从左往右呈现增大的趋势,但由于基态N原子为半充满状态,较稳定,因此元素的第一电离能为N>C,A正确;
B.因为酞菁分子中所有原子共平面,故标注③的N原子采取杂化与2个碳原子和1个氢原子形成3个键,价电子中剩余2个电子在p轨道上参与形成大键,故标注③的N原子p轨道能提供1对电子,B错误;
C.酞菁钴中,失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成配合物,因此,钴离子的化合价为+2,C正确;
D.酞菁钴中含有氮氮双键和苯环,均可以发生加成反应,D正确;
故答案选B。
69.(23-24高三下·广东湛江·期末)甲为碳单质的一种晶体,其二维结构图如图,乙为C、K原子构成的一种晶体,其二维结构图如图。下列叙述错误的是
A.甲、乙的二维材料都具有良好的导电性
B.甲、乙中碳原子都是杂化
C.乙的化学式为
D.甲中碳原子数与键数之比为2:3
【答案】C
【详解】A.甲是石墨烯,存在大π键;乙的二维材料为石墨烯中镶嵌K原子,石墨烯、钾都能导电,所以甲、乙的二维材料都具有良好的导电性,故A正确;
B.甲、乙中碳原子都形成3个σ键,都是杂化,故B正确;
C.根据均摊原则,每个K原子构成的正六边形中含有K原子数为、C原子数为,乙的化学式为,故C错误;
D.甲中碳原子形成3个共价键,每个共价键被2个碳原子共用,碳原子数与键数之比为2:3,故D正确;
选C。
70.(22-23高二下·广东广州第二中学·期末)石墨烯可转化为富勒烯(C60),科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为a pm。下列说法不正确的是
A. C60和石墨烯互为同素异形体 B.该富勒烯化合物的化学式为K3C60
C. C60周围等距且距离最近的C60的数目为6 D.该晶体的密度为
【答案】C
【详解】A.C60和石墨烯都是由C元素形成的结构不同的单质,互为同素异形体,A正确;
B.由晶胞结构图可知,C60位于顶点和体心,个数为8×+1=2,K位于面上,个数为12×=6,C60:K=2:6=1:3,化学式为K3C60,B正确;
C.距离顶点的C60最近的C60位于体心,顶点的C60为8个晶胞所有,故C60周围等距且距离最近的C60的数目为8,C错误;
D.晶胞质量为g=g,晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体密度ρ==g⋅cm-3=,D正确;
故答案为:C。
71.(23-24高三下·广东潮州·期末)开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作,科学家开发一种形状记忆陶瓷,它的主要原材料是纳米级ZrO2.用锆石ZrSiO4(含少量FeO、Al2O3、SiO2和CuO)制备纳米级ZrO2的流程设计如图:
回答下列问题:
(1)锆石杂质中含锆元素,基态Cu的价电子排布式为 ,锆石杂质中含铁元素,已知Fe2+易被氧化为Fe3+,原因是 。(从原子结构角度解释)
(2)碱熔过程中有多种物质能发生反应,写出其中一个反应方程式 。
(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为 ,滤渣1经回收加工后有多种用途,写出其中一种 。
(4)久置H2O2浓度需要标定。取xmLH2O2溶液,用amol/LCe(SO4)2溶液滴定H2O2,完全反应转化为Ce2(SO4)3时,消耗bmLCe(SO4)2溶液。则H2O2溶液的浓度为: mol/L。
(5)易溶氰化物有剧毒,需对滤液1中的氰化物进行处理,选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化,其中一种产物为空气的主要成分,写出其离子反应方程式 。
(6)ZrO2的晶胞结构如图所示。
①其中B表示 (填O2-或Zr4+)。
②ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm,其晶体密度为 g/cm3(列算式用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) 3dl04s1 Fe2+价电子排布式为3d6,失去一个电子形成更稳定的3d5半满结构
(2)或
(3) 做干燥剂(催化剂载体等)
(4)
(5)
(6) O2-
【分析】锆石粉碎后加NaOH进行碱熔,过程中氧化铝和二氧化硅与NaOH反应生成盐,碱熔后固体加足量盐酸溶解,此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1,加过氧化氢将亚铁离子氧化为三价铁,再加氨水调节pH值使三价铁转化为氢氧化铁,铝离子转化为氢氧化铝沉淀即滤渣2,滤液中甲KCN使铜离子沉淀,过滤后滤液中加氨水调节使锆沉淀,过滤后灼烧得到氧化锆,据此解答。
【详解】(1)Cu为29号元素,根据洪特规则特例,轨道全充满、半满结构更稳定,其价电子排布式为:3dl04s1;Fe2+价电子排布式为3d6,Fe为26号元素,其价电子排布式为:3d64s2,Fe2+价电子排布式为3d6,失去一个电子形成Fe3+,价电子排布为3d5,根据洪特规则特例,半满结构更稳定,因此Fe2+易被氧化成Fe3+,故答案为:3dl04s1;Fe2+价电子排布式为3d6,失去一个电子形成更稳定的3d5半满结构;
(2)碱熔过程中Al2O3 、SiO2能与NaOH发生反应,故答案为:或;
(3)“酸浸”过程中FeO与H2O2发生氧化还原反应,1molFeO失1mol电子,1mol H2O2得2mol电子,根据得失电子守恒可得反应方程式:;碱熔过程中二氧化硅与NaOH反应生成盐,碱熔后固体加足量盐酸溶解,此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1,硅酸经回收加工后有多种用途,可以做干燥剂(催化剂载体等),故答案为:;做干燥剂(催化剂载体等);
(4)Ce(SO4)2与H2O2完全反应转化为Ce2(SO4)3,根据电子守恒有如下关系,H2O2~2 Ce(SO4)2,则H2O2溶液的浓度为故答案为:;
(5)易溶氰化物有剧毒,需对滤液1中的氰化物进行处理,选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化,其中一种产物为空气的主要成分N2,故答案为:;
(6)根据ZrO2的晶胞结构,A的个数为8×+6×=4,B的个数为8,B表示O2-,故答案为:O2-;
ZrO2晶胞的质量为,ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm,ZrO2晶胞的体积为,晶体密度为,故答案为:。
72.(23-24高二下·广东江门·期末)铜及其合金是人类最早使用的金属材料,铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。
(1)基态铜原子的价电子排布式是 。
(2)铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是 。
(3)如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为 。
(4)科学家通过X射线推测,胆矾的结构如下图所示。
①胆矾的阳离子中心原子的配位数为 ,
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为 ;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是 。
A.三角锥形 B.正四面体 C.平面正方形 D.四角锥形
(5)Cu与Cl构成晶体的晶胞结构如下图所示,该晶体组成的最简式为 ,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,则该晶胞的边长为 pm(列计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则其气体的分子式为 。
【答案】(1)3d104s1
(2)铜离子的半径比钙离子小,铜的金属键强度大于钙
(3)1:5
(4) 4 C
(5) CuCl Cu2Cl2
【详解】(1)铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式是3d104s1;
(2)铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是铜离子的半径比钙离子小,铜的金属键强度大于钙;
(3)根据均摊原则,该合金晶胞中Ca原子数 ,Cu原子数,原子个数比为1:5。
(4)①根据图示,胆矾晶体中铜离子与周围4个氧原子形成配位键,配位数为4;胆矾晶体中铜离子与周围4个水分子中的氧原子形成配位键,则胆矾的化学式用配合物的形式可表示为;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是平面正方形,选C。
(5)根据均摊原则,Cu原子数为4,Cl原子数为,该晶体组成的最简式为CuCl,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,设该晶胞的边长为apm,则,pm;设气体分子式为(CuCl)n,若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则(64+35.5)n=199,解得n=2,所以气体的分子式为Cu2Cl2。
73.(23-24高二下·广东揭阳·期末)钛被称为继铁、铝之后的第三金属,在我国航空航天事业中发挥重要作用。钛白是目前最好的白色颜料,用含有少量杂质的钛铁矿(主要成分为)制取的流程如图所示:
回答下列问题:
(1)已知的原子序数为22,写出基态原子的电子排布式: 。
(2)钛铁矿中与溶液反应的化学方程式为 。
(3)步骤①加入发生反应的离子方程式为 。步骤②冷却的目的是 。
(4)结构中含有部分过氧键,其中的化合价为,则含有过氧键的数目为 。
(5)金属钛与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用代替其中部分可提升耐磨性,掺后的晶胞结构如图所示,已知该晶体属立方晶系,阿伏加德罗常数的值为
①若点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为 。
②已知最近的两个原子之间的距离为,则掺铝氮化钛晶体的密度为 (用计算式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 使晶体析出,便于除去
(4)4
(5)
【分析】钛铁矿中加入稀硫酸溶解,然后加入铁粉将混合溶液中的Fe3+还原为Fe2+,滤液冷却后过滤得到FeSO4•7H2O,滤液中含有TiO2+、SO等离子,水浸得到H2TiO3,煅烧得到TiO2。
【详解】(1)的原子序数为22,基态原子的电子排布式:。故答案为:;
(2)钛铁矿中与溶液反应生成、和水,化学方程式为。故答案为:;
(3)步骤①加入发生反应使铁离子还原为亚铁离子,离子方程式为。步骤②冷却的目的是使晶体析出,便于除去。故答案为:;使晶体析出,便于除去;
(4)结构中含有部分过氧键,其中的化合价为,令过氧根离子数目为a,由化合价代数和为0,1×2+4×5-(15-2a)×2-2a=0,a=4,则含有过氧键的数目为4。故答案为:4;
(5)①若点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为。故答案为:;
②已知最近的两个原子之间的距离为,则晶胞边长为 cnm,掺铝氮化钛晶体中Ti位于棱心,个数为12×=3,N位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,Al位于体心,个数为1,则密度为ρ= ;故答案为:。
74.(23-24高二下·广东肇庆·期末)我国某科研团队报道了钌(Ru)负载硅氧化物催化剂,用于催化聚苯乙烯()和甲醇共同转化得到主要产物为高价值的烷基苯(如:甲苯、丙苯、异丙苯等)。回答下列问题:
(1)中碳原子的杂化方式为 。
(2)所在周期中,电负性最强的元素的价层电子排布式为
(3)甲醇的结构式为,其中 (填“>”“<”或“=”),理由是
(4)聚苯乙烯作为包装盒、泡沫保温箱时若不经处理带来的环境问题为
(5)结合下表数据,分析苯胺的沸点远高于甲苯的原因为 ;造成甲苯、丙苯、异丙苯沸点差异的原因为
名称
苯胺
甲苯
丙苯
异丙苯
结构简式
沸点
184℃
110.6℃
160.5℃
153℃
(6)硅的应用领域广泛,某含硅化合物应用于新型电源行业,其晶胞结构如下图所示,立方晶胞边长为anm,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为
【答案】(1)、
(2)
(3) < O存在两对孤对电子,孤对电子对成键电子有更强的排斥作用,故小于
(4)白色污染
(5) 四种物质固态时均为分子晶体,苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺分子间存在氢键,沸点高于甲苯 丙苯和异丙苯相对分子质量大于甲苯,沸点比甲苯高;异丙苯侧链上因有支链,沸点比丙苯低
(6)
【详解】(1)聚苯乙烯中苯环中的碳原子采用杂化,单键碳采用杂化,碳原子的杂化方式有两种,分别为、杂化。
(2)同周期元素从左到右电负性依次增大,在元素周期表中的位置为第五周期第Ⅷ族,其所在周期中,电负性最强的元素是Ⅰ,Ⅰ的价层电子排布式为。
(3)O、C原子均有4个价电子对,O存在两对孤对电子、C无孤电子对,由于孤对电子对成键电子有更强的排斥作用,故小于。
(4)聚苯乙烯,难降解,聚苯乙烯作为包装盒、泡沫保温箱时若不经处理带来的环境问题为“白色污染”。
(5)四种物质固态时均为分子晶体,苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺分子间存在氢键,沸点高于甲苯。丙苯和异丙苯相对分子质量大于甲苯,沸点比甲苯高;异丙苯侧链上因有支链,沸点比丙苯低。
(6)该晶胞中Li的位置为棱心和体心,根据均摊原则,晶胞中一共有个Li,Al位于顶点和面心,Si位于体内,属于晶胞的Al和Si分别也有4个,晶体密度。
75.(23-24高二下·广东湛江·期末)硼(B)与镓Ga同主族,它们的一些化合物在很多领域有重要的作用,如氮化镓(GaN)经常用在国防技术、航空航天及5G技术等领域;硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂;B和Mg形成的化合物可用高温超导材料。
(1)基态B原子中,核外电子占据的最高能层的符号为 ,基态N原子占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 。
(2)基态Ga原子的价电子排布式为 。
(3)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为 。
(4)测定晶体结构最常用的仪器为___________。
A.质谱仪 B.X射线衍射仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
(5)NaBH4晶胞结构如下图所示,BH的空间构型是 。晶胞参数如图所示,NaBH4晶体的密度为 g﹒cm3(结果用含a、NA的最简分数表达式表示)。
(6)硼化镁晶胞如图所示,则该晶体的化学式为 。
【答案】(1) L 哑铃形
(2)4s24p1
(3)GaCl3熔化时破坏分子间作用力,GaF3熔化时破坏离子键,离子键强于分子间作用力,所以GaCl3的熔点低于GaF3;
(4)B
(5) 正四面体形
(6)MgB2
【详解】(1)基态B原子电子排布式为1s22s22p1,核外电子占据的最高能层的符号为L,基态N原子电子排布式为1s22s22p3,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为哑铃形;
(2)基态B原子电子排布式为1s22s22p1,硼(B)与镓Ga同主族,基态Ga原子的价电子排布式为4s24p1;
(3)Ga与F的电负性差较大,形成离子键,GaF3为离子化合物;Ga与Cl电负性差小,形成共价键,GaCl3为共价分子,因此在熔化时,GaCl3熔化时破坏分子间作用力,GaF3熔化时破坏离子键,离子键强于分子间作用力,所以GaCl3的熔点低于GaF3;
(4)测定晶体结构最常用的仪器为X射线衍射仪,故选B;
(5)BH的中心原子B的价层电子对数,故其空间构型是正四面体形;由晶胞示意图可知,每个晶胞的体积为:V=a2×2a×10-21cm3=2a3×10-21cm3,一个晶胞中含有Na+个数为:×4+×6=4,含有[BH4]-个数为:,则一个晶胞的质量为:,故晶胞密度为;
(6)由晶胞示意图和均摊法可知Mg:,B:2,则该晶体的化学式为MgB2。
76.(23-24高二下·广东广州八区·期末)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态铜原子的价层电子轨道表示式为 ,位于周期表 区。
(2)Cu2+能与多种物质形成配合物,为研究配合物的形成及性质,某小组进行如下实验。
步骤
实验操作
实验现象或结论
ⅰ
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解得到深蓝色的溶液
ⅱ
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
ⅲ
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
①写出步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的离子方程式 。
②已知[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为 (填“正四面体”或“平面正方形”)。
③配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O中的配位原子为 。
(3)①铜是一种导电性良好的金属,其晶胞结构如图所示,则该晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有 个;若晶体密度为dg·cm-3,晶胞参数为apm,则阿伏加德罗常数的值NA为 (用含d和a的式子表示)。
②一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则该晶体中粒子个数比Cu:In:Te= 。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点,B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,),则D点原子的分数坐标为 。
【答案】(1) ds
(2) Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 平面正方形 N
(3) 12 mol—1 1:1:2 (,1,)
【详解】(1)
铜元素的原子序数为29,基态原子的价层电子排布式为3d104s1,轨道表示式为,位于元素周期表的ds区,故答案为:;ds;
(2)①步骤i中“沉淀溶解得到深蓝色的溶液”的反应为氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,故答案为:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;
②若四氨合铜离子的空间结构为正四面体形,离子中两个氨分子被氯离子取代所得结构只有一种,若离子的空间结构为平面正方形,离子中两个氨分子被氯离子取代能得到结构有两种,由离子中两个氨分子被氯离子取代能得到两种不同结构的产物可知,四氨合铜离子的空间结构为平面正方形,故答案为:平面正方形;
③配合物中具有空轨道的铜离子为中心离子,氨分子为配体,具有孤对电子的氮原子为配位原子,配位数为4,故答案为:N;
(3)①由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的铜原子的距离最近,则晶体中每个铜原子周围与它最近且相等距离的铜原子有12个;晶胞中位于顶点和面心的铜原子个数为8×+6×=4,由晶胞的质量公式可得:=(10-10 a)3d,解得NA= mol-1,故答案为:12; mol-1;
②由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为8×+4×+1=4,位于棱上和面上的铟原子个数为6×+4×=4,位于体内的碲原子个数为8,则该晶体中粒子个数比Cu:In:Te=1:1:2;A点,B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,),则位于面上的D点原子的分数坐标为(,1,),故答案为:1:1:2;(,1,)。
77.(23-24高二下·广东梅州·期末)氢能是极具发展潜力的绿色能源,开发新型储氢材料,对大规模使用氢能具有重要的意义。
Ⅰ.氨硼烷()属于配位氢化物储氢材料,具有储氢量高的特点。
(1)在元素周期表中,与硼元素的化学性质最相似的邻族元素是 (填元素符号)。
(2)分子中与原子相连的呈正电性(),与原子相连的呈负电性(),、、的电负性由大到小的顺序是
(3)氨硼烷在金属型催化剂(如、等)催化下可水解放出氢气,并产生(结构如下图所示)。请写出基态原子的价层电子排布式 ;在该反应过程中,原子的杂化方式由 变为 。
Ⅱ.镧镍合金属于固态金属储氢材料,具有高寿命、耐低温的特点。
(4)镧镍合金晶胞结构如图甲,原子处于晶胞的面上和体心,该晶体的化学式为 。
(5)已知该晶胞的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积为 (用含、的代数式表示)。
(6)该合金储氢后晶胞结构如图乙,含的合金可吸附 。
【答案】(1)Si
(2)N>H>B
(3) 3d54s1 sp3 sp2
(4)
(5)
(6)3
【详解】(1)B与Si在对角线上,所以在周期表中,与B的化学性质最相似的邻族元素是Si;
(2)分子中与原子相连的呈正电性(),电负性N>H,与原子相连的呈负电性(),电负性B<H,故电负性的顺序为N>H>B;
(3)Cr为24号元素,基态价电子的排布式为3d54s1;NH3BH3分子中, B最外层有3个电子,分别与H形成σ键,剩余一个空轨道接受来自N的电子对,形成配位键,杂化轨道类型为sp3,反应后一个B原子与3个O原子成键,B的杂化轨道类型变为sp2;
(4)根据晶胞结构图,La的个数为8×=1,Ni的个数为8×+1=5,故镧镍合金晶体的化学式为;
(5)该晶体的化学式为,晶胞的质量为,密度为,体积为;
(6)氢气分子占据晶胞中上下底面的棱和面心,则H2的个数为8×+2×=3,故含1molLa的合金可吸附3mol。
78.(23-24高三下·广东惠州·期末)从废旧锂离子电池回收的粗品,使用微波辅助“低共熔溶剂法”制备产品,可实现有价金属的循环利用,其工艺流程如下:
已知:①氯化胆碱是一种铵盐,易溶于水并电离出;
②难溶于水:在溶液中常以(蓝色)和(紫红色)形式存在;
③25℃时,,。
回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子排布式为 。
(2)“微波共熔”中氯化胆碱-草酸和粗品以不同的液固比在120℃下微波处理10min后,锂和钴的浸取率如下图,则最佳液固比为 mL/g,草酸加入过多反而会导致钴的浸取率下降,原因是 。
(3)“水浸”操作中得到较浓的滤液()呈深蓝色,同时有气体逸出,该过程发生的离子方程式为 。
(4)25℃时,“沉钴”反应完成后溶液,此时 。
(5)“滤饼2”与混合后,鼓入空气,经高温烧结得到的化学方程式为 。
(6)晶体的晶胞如图所示(表示晶胞中的位置),一半填充在构成的正四面体空隙中,和另一半填充在构成的正八面体空隙中。
①周围紧邻的数目为 。
②已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数为,则晶体密度为 (用含a和的代数式表示)。
【答案】(1)
(2) 60 mL /g 若草酸加入过多,钴与草酸结合成难溶,使Co的浸出率下降;
(3)
(4)
(5)
(6) 12
【分析】氯化胆碱-草酸和粗品微波共熔的过程中,Co由+3价变为+2价,加入氢氧化钠溶液沉钻,得到沉淀和含有锂离子的溶液,固体经过煅烧得到固体,含有锂离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀,碳酸锂和高温烧结(通入空气氧化)得到产品。
【详解】(1)基态Co原子位于元素周期表第四周期,Ⅷ族,其价电子排布式为,故答案为:;
(2)图中信息显示当液固比为60 mL /g 时钴的浸取率最高,当液固比继续增大时,锂的浸取率随液固比的增大变化不大,因此最佳液固比为60 mL /g;若草酸加入过多,钴与草酸结合成难溶,使Co的浸出率下降,故答案为:60 mL /g;若草酸加入过多,钴与草酸结合成难溶,使Co的浸出率下降;
(3)水浸”操作中得到较浓的滤液()呈深蓝色,同时有气体逸出,其离子方程式为,故答案为:;
(4)25℃时,“沉钴”反应完成后溶液,此时,钴离子物质的量浓度为,故答案为;
(5)“滤饼2”与混合后,鼓入空气,目的是将+2价Co氧化为+3价,其化学方程式为,故答案为:;
(6)①由图可知顶点的与面心的距离最近,则周围紧邻的个数为个,故答案为:12;②晶胞中个数为,由化学式可知晶胞中含有1个,晶胞的体积为,晶胞质量为晶胞的密度为,故答案为:。
79.(23-24高二下·广东广州第二中学·期末)钴广泛应用于新能源、航空航天等领域,一种萃铜余液(主要存在等金属阳离子)中提取钴并制得的工艺流程如下:
已知:常温下,。相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子
开始沉淀的
7.4
4.7
1.5
3.4
8.9
6.2
沉淀完全的
9.4
6.7
2.8
4.7
10.9
8.2
回答下列问题:
(1)的价电子排布图为 。
(2)“除杂”时,将按一定比例同时加入萃铜余液中,调节溶液,充分反应后过滤。
①滤渣的主要成分是 。
②加入量过大时,钴的损耗增大,其原因是 。
(3)“萃取”时,用硫酸调节溶液的至2.5左右,加入萃取剂,发生萃取反应:(其中HA为萃取剂P204,为金属离子)。萃取剂P204在不同下对金属离子萃取率的影响如图所示。
①“萃取”的主要目的是除去 (填金属离子的符号)。
②往“萃取”所得有机层中加入 (选填“”或“”),可将其中金属离子反萃取至水中。反萃取后,有机萃取剂可循环使用。
(4)“沉钴”时,往萃余液中加入,调节溶液,过滤得到沉淀。当恰好沉淀完全时,溶液中 。
(5)“煅烧”时完全转化为和,制得需消耗 。
(6)含的溶液经电沉积可制备Sm-Co水磁合金,一种Sm-Co水磁合金的六方晶胞结构如图1所示,晶胞中Co原子的投影位置如图2所示。晶胞参数,。
①该合金的化学式为 。
②设为阿伏加德罗常数的值,合金最简式的式量为,则该合金的密度 (列出计算式)。
【答案】(1)
(2) Cu(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3 造成溶液pH过高,生成Co(OH)2沉淀进入滤渣
(3) Ca2+、Zn2+
(4)0.075
(5)2
(6) Co5Sm
【分析】萃铜余液主要存在等金属阳离子,加氧化钙、氧化镁调节溶液pH生成氢氧化物沉淀除去,过滤,滤液1中加萃取剂P204萃取除去Ca2+、Zn2+,水层中加草酸生成草酸钴晶体,过滤,草酸钴晶体煅烧得到Co3O4。
【详解】(1)
Co是27号元素,Co原子失去最外层2个电子得到Co2+,的价电子排布图为
(2)①根据关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围,调节溶液,生成氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,所以滤渣的主要成分是Cu(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3。
②加入量过大时,造成溶液pH过高,生成Co(OH)2沉淀进入滤渣,所以钴的损耗增大。
(3)①根据流程图,滤液1中含有、Ca2+、Zn2+,“萃取”的主要目的是除去Ca2+、Zn2+。
②根据,增大氢离子浓度,平衡逆向移动,能实现萃取剂的重生,往“萃取”所得有机层中加入,可将其中金属离子反萃取至水中。反萃取后,有机萃取剂可循环使用。
(4)“沉钴”时,往萃余液中加入,调节溶液,过滤得到沉淀。当恰好沉淀完全时, ,Ka1×Ka2=,溶液中0.075。
(5)“煅烧”时完全转化为和,反应方程式为3+2O26,制得需消耗2。
(6)①根据均摊原则,Sm原子数为,Co原子数,为该合金的化学式为Co5Sm。
②设为阿伏加德罗常数的值,合金最简式的式量为,晶胞的体积为,则该合金的密度。
80.(22-23高二下·广东广州番禺区·期末)氧化铈()是一种广泛应用的稀土氧化物,具有吸收强紫外线的能力,可以用于光催化降解有机污染物。现以氟碳铈矿(含、、等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示;
已知:①稀土离子易与形成复盐沉淀。
步骤②中)发生的反应为:
②在空气中易被氧化为。
回答下列问题:
(1)中元素的化合价为 。
(2)滤渣A的主要成分是 。
(3)操作①所需的玻璃实验仪器有烧杯、 。
(4)加入硫脲的目的是 。
(5)步骤④中发生的离子方程式为 。
(6)步骤④中生成的中的空间构型是 。
(7)氧化铈的晶体结构如图所示,其已知晶胞参数为a pm,阿伏伽德罗常数为,则晶胞中铈离子间最短的距离为 ,晶体密度为 (写出计算式)。
【答案】(1)
(2)、
(3)漏斗、玻璃棒
(4)将还原为
(5)
(6)平面三角形
(7)
【分析】氟碳矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,氟碳铈矿在空气中焙烧, CeFCO3中+3价的Ce被氧化为CeO2,烧渣中加稀硫酸酸浸,二氧化硅不反应,氧化钡与硫酸反应得到硫酸钡,过滤得到滤渣A(主要成分为BaSO4和SiO2)和含的滤液,向滤液中加入硫脲,将 Ce4+还原为Ce3+,再加入硫酸钠溶液,得到含F—的滤液和沉淀B即
Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O,向沉淀B中先加入氢氧化钠,再加入稀盐酸,得到含Ce3+的溶液,向其中加入碳酸氢铵溶液,过滤得到Ce2(CO3)3,Ce2(CO3)3再进行灼烧得到CeO2
【详解】(1)CeFCO3中氧元素的化合价为-2,氟元素的化合价为-1,碳元素的化合价为+4,根据元素化合价代数和为0,则Ce的化合价为+3;
(2)稀硫酸和BaO反应生成硫酸钡反应,二氧化硅不与稀硫酸反应,则滤渣A的主要成分为BaSO4、 SiO2;
(3)操作①为固液分离,是过滤操作,过滤所需的玻璃实验仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
(4)硫脲具有还原性,可将还原为Ce3+,
(5)步骤④是往含Ce3+的溶液中加入NH4HCO3,生成Ce2(CO3)3,则发生的离子方程式为2Ce3++6= Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O;
(6)中的中心原子是C,配位原子是O,O做配位原子时不提供电子,则为 sp2杂化,空间构型是平面三角形;
(7))根据晶胞结构分析,Ce原子位于顶点和面心,原子个数为4,O原子位于体心,原子个数为8,已知晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞中铈离子间最短的距离为;根据晶体密度计算公式,可算得氧化铈的晶
体密度
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