精品解析:黑龙江省齐齐哈尔市普通高中十校2026届高三上学期第三次统一联考化学试题
2026-02-24
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内容正文:
齐市普高联谊校高三第三次统一考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修2(含必修部分的元素周期表、周期律及化学键)。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64 La 139
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是
A.氢原子发光
B.钾与水剧烈反应
C.燃放烟花
D.霓虹灯发光
A. A B. B C. C D. D
2. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A. 的电子式:
B. 基态氧原子的轨道表示式:
C. 能级的能量大小:
D. 基态Ca原子核外N层电子的自旋状态相反
3. 下列说法正确的是
A. N能层含3个能级
B. 表示5d能级上有1个轨道
C. 轨道电子云轮廓图:
D. 的键的电子云图形:
4. 已知X和Y均是原子序数大于4的短周期主族元素,和两种离子的核外电子排布相同。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 电负性: D. X和Y的核电荷数之差为:
5. 下列晶体的分类正确的一组是
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
A
KCl
石墨
Ar
Cu
B
玻璃
金刚石
Ag
C
SiC
Mg
D
Si
NaH
A. A B. B C. C D. D
6. 下列说法正确的是
A. 的电子排布式违反了洪特规则
B. 甲基碳正离子的C上孤电子对数为1
C. 酸性:
D. 硫酸铜晶体中含离子键、共价键、氢键等化学键
7. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 12 g金刚石中,碳原子数目为
B. 晶体中,共价键数为
C. 64 g基态Cu原子未成对电子数为
D. 中键的数目为
8. 下列有关物质结构或性质解释不合理的是
选项
实例
解释
A
分子中的键角小于分子中的键角
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
金属汞在常温下呈液态
Hg原子的原子半径较大,金属键较弱
C
熔点:
的摩尔质量大于
D
超分子“杯酚”能盛装,从而分离和
“杯酚”空腔大小适配
A. A B. B C. C D. D
9. [可吸收CO,发生的反应如下:(已知:Ac表示)。下列说法正确的是
A. 基态O原子最高能级电子云轮廓图为球形 B. 中配体只有
C. 的VSEPR模型为三角锥形 D. 为离子晶体
10. 下列现象与氢键无关的是
A. 水、氨气分子在高温下均很稳定
B. 小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
C. 邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的熔沸点低
D. HF的熔沸点比ⅦA族其他元素简单氢化物的熔沸点高
11. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,且均位于p区,X与Z同主族,W与X的质子数之和等于Z的质子数,Y原子最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是
A. 分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构
B. W与X不能形成化合物
C. 基态Z原子核外有17种空间运动状态不同的电子
D. Y的第一电离能高于同周期相邻元素
12. 冠醚(如图所示甲、乙)是皇冠状分子,可有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子,乙与作用,但不与或作用。下列说法错误的是
A. 根据甲名称,可将乙命名为冠
B. 超分子丙中之间为离子键
C. 第ⅠA族的元素(除氢外)都是碱金属元素
D. 乙选择性与碱金属离子作用,反映了“分子识别”特征
13. 下列物质的性质递变规律可用范德华力的大小来解释的是
A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B. 、、的沸点依次升高
C. 、的沸点依次升高
D. 、、中上氢原子的活泼性依次减弱
14. 金属元素与非金属元素形成的化合物大多为离子化合物,但氯化铍是共价化合物,其结构式如图。下列说法正确的是
A. 非金属单质均为分子晶体
B. 碳化硅、金刚石、氮化硼的晶体类型不同
C. 氯化铍分子中存在配位键
D. 与铍同主族的元素与氯元素形成的化合物、也是共价化合物
15. 钛酸铅在光催化领域有很好的应用前景。温度高于490时,晶体结构以图1形式存在;低于490℃时,和构成的正八面体会沿着z轴被拉伸,晶体结构以图2形式存在。下列说法正确的是
A. 钛酸铅的化学式为
B. 基态Ti原子核外电子有12种空间运动状态
C. 温度从400℃升高至600℃,钛酸铅晶体的密度减小
D. 四方钛酸铅(图2)中周围最近的数目为6
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知X、Y、Z、W、Q、M、N是前4周期原子序数依次增大的元素,其中X、Y、Z、W、Q为短周期非金属元素,基态X原子只有一个能级,基态Y原子的s能级上的电子数为p能级上电子数的2倍,基态Z原子的s能级上的电子数与p能级上电子数相等,W的最高价氧化物对应的水化物难溶于水,基态Q原子的未成对电子数为1.M、N是第4周期的金属元素,且3d能级均为半充满。回答下列问题:
(1)基态M原子价层电子轨道表示式为___________,M的第二电离能大于N的第二电离能的原因是___________。
(2)写出分子中含有X、Y、Z三种元素,且Y的杂化类型有3种的化合物的结构简式:___________(任写一种)。
(3)键能:___________(填“>”或“<”)。
(4)N的常见氧化物可用于实验室制取Q的单质,其化学方程式为___________。
(5)的晶体类型为___________。
(6)沸点为220℃,加热可得到单质M和YZ,反应破坏的作用力为___________。
17. 锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,如图是锂离子电池的一种电解质电离出来的阴离子结构,该阴离子由同周期四种元素X、Y、Z、W组成,Y与X的核外电子总数比为,四种元素最外层电子数之和为20.回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置是___________,1 mol该阴离子中含有___________mol配位键,X、Y、Z、W第一电离能大小关系是___________(填元素符号)。
(2)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(3)(氨硼烷)是具有广泛应用前景的储氢材料。中存在配位键,提供空轨道的原子是___________;的沸点高于的主要原因是___________已知中N为价,B为价。H、B、N电负性由大到小的顺序为___________。
18. Zn、As、N、B、S等均是重要的化学元素。回答下列问题:
(1)基态N、B、S原子核外电子云轮廓图呈哑铃形的能级上电子数之比为___________。
(2)硫化锌(ZnS)是一种优良的电池负极材料,其在充电过程中晶胞的组成变化如图所示。
①在ZnS晶胞和晶胞中的配位数___________(填“相同”或“不相同”)。
②在中,___________,___________。
(3)吡啶()是含氮的芳香族化合物。吡啶能与盐酸反应,从结构角度解释原因:___________。吡咯()的沸点高于噻吩()的原因是___________。分子中的大π键可用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡咯分子中大π键可表示为___________。
(4)砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为。
①M点的分数坐标为,则N点的分数坐标为___________;晶体中与顶点B原子等距且最近的B原子个数为___________。
②如果将晶体中砷原子换成氮原子,形成的晶体的熔点明显升高,原因是___________。
19. 某些过渡元素的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着极为广泛的应用。回答下列问题:
(1)国际权威学术期刊《自然》最近报道,我国科学家选择碲化锆(ZrTe)和砷化镉为材料验证了三维量子霍尔效应。
①Zr是Ti的同族相邻元素,位于周期表的___________区。
②与可形成配离子。该离子中存在的化学键类型有___________(填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.π键 D.共价键
已知该离子中2个被2个替代只得到一种结构,说明该离子的空间结构为___________。
(2)钴被称为无机配合物之王,配合物的中心离子的配位数为___________。钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,晶体中一个Ti周围与其最近的O的个数为___________,在该晶胞中氧、钴、钛的粒子个数比为___________。
(3)在储氢和超导等领域具有重要应用。高压下,中的每个H结合4个H形成类似的结构独立存在,即得到晶体(部分H原子未画出)。
①晶体的密度为___________(写表达式即可,为阿伏加德罗常数的值)。
②晶体中___________。
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齐市普高联谊校高三第三次统一考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修2(含必修部分的元素周期表、周期律及化学键)。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64 La 139
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是
A.氢原子发光
B.钾与水剧烈反应
C.燃放烟花
D.霓虹灯发光
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】电子由能量较高的能级跃迁到能量较低的能级时,以光的形式释放能量,氢原子发光、燃放烟花、霓虹灯发光等现象都是电子发生跃迁释放能量形成的,钾与水反应与电子的跃迁没有直接关联,B项符合题意,故答案为B。
2. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A. 的电子式:
B. 基态氧原子的轨道表示式:
C. 能级的能量大小:
D. 基态Ca原子核外N层电子的自旋状态相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮原子之间共享3对电子形成N≡N键,每个氮原子还存在1对孤电子对,则氮气分子的电子式为,A错误;
B.氧原子为8号元素,基态氧原子的电子排布式为,其轨道表示式为,B错误;
C.根据构造原理,能级的能量大小关系为,C错误;
D.基态钙原子核外电子排布式为,根据泡利原理可知,其原子核外N层电子的自旋状态相反,D正确;
故答案为D。
3. 下列说法正确的是
A. N能层含3个能级
B. 表示5d能级上有1个轨道
C. 轨道电子云轮廓图:
D. 的键的电子云图形:
【答案】C
【解析】
【详解】A.N能层是第四能层,有s、p、d、f共4个能级,A错误;
B.表示能级上有1个电子,B错误;
C.p轨道电子云轮廓图呈哑铃形,C正确;
D.的键中,两个原子的电子云发生“头碰头”重叠,电子云图形为,D错误;
故答案为C。
4. 已知X和Y均是原子序数大于4的短周期主族元素,和两种离子的核外电子排布相同。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 电负性: D. X和Y的核电荷数之差为:
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由于Xm+和Yn-核外电子排布相同,X处于Y的下一周期,原子半径X > Y,因此原子半径X < Y错误。
B. X为金属元素,Y为非金属元素,金属元素的第一电离能通常小于非金属元素,因此第一电离能X < Y正确。
C. 非金属元素的电负性大于金属元素,因此电负性Y > X,电负性X > Y错误。
D. 由Xm+和Yn-电子数相等可得Zx - m = Zy + n,即核电荷数之差Zx - Zy = m + n,不是m - n,因此错误。
故选B。
5. 下列晶体的分类正确的一组是
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
A
KCl
石墨
Ar
Cu
B
玻璃
金刚石
Ag
C
SiC
Mg
D
Si
NaH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨不是共价晶体,石墨是混合型晶体,故A错误;
B.玻璃是混合物,玻璃是非晶体,故B错误;
C.CH3COONa是离子晶体,SiC是共价晶体,Cl2O7是分子晶体,Mg是金属晶体,故C正确;
D.NaH由Na+和H-离子组成,属于离子晶体,故D错误;
选C。
6. 下列说法正确的是
A. 的电子排布式违反了洪特规则
B. 甲基碳正离子的C上孤电子对数为1
C. 酸性:
D. 硫酸铜晶体中含离子键、共价键、氢键等化学键
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳原子()的基态电子排布应为 ,洪特规则要求电子在等价轨道上尽可能分占不同轨道且自旋平行,2p能级上的2个电子应分占2个p轨道,所以违反了洪特规则,故A正确;
B.甲基碳正离子中,孤电子对数为,无孤电子对,故B错误;
C.羧酸的酸性受取代基电负性影响:取代基吸电子作用越强酸性越强,电负性F > Cl > H,故酸性顺序为 ,故C错误;
D.硫酸铜晶体中含离子键(如与之间)、共价键(如内部及内部),氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故D错误;
选A。
7. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 12 g金刚石中,碳原子数目为
B. 晶体中,共价键数为
C. 64 g基态Cu原子未成对电子数为
D. 中键的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.金刚石为碳单质,摩尔质量为12 g/mol,12 g金刚石物质的量为1 mol,含碳原子数为,A正确;
B.晶体中,每个Si原子与4个O原子形成Si-O键,1 mol 含总键数为4 mol,即个Si-O键,B正确;
C.铜的摩尔质量约为64 g/mol,64 g基态Cu原子的物质的量= mol,基态Cu原子电子排布为[Ar]3d104s1,含1个未成对电子,故未成对电子数为,C正确;
D.含离子,每个中,Fe与6个C形成6个σ配位键,每个CN⁻内部C≡N键含1个σ键,总σ键数=6+6=12 mol,即,D错误;
故选D。
8. 下列有关物质结构或性质解释不合理的是
选项
实例
解释
A
分子中的键角小于分子中的键角
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
金属汞在常温下呈液态
Hg原子的原子半径较大,金属键较弱
C
熔点:
的摩尔质量大于
D
超分子“杯酚”能盛装,从而分离和
“杯酚”空腔大小适配
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3、CH4中心原子价电子对数均为4,NH3中N原子有1个孤电子对,NH3分子键角小于CH4是由于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致键角压缩,故A正确;
B.汞在常温下呈液态是因Hg原子半径较大,金属键较弱,熔点低,故B正确;
C.熔点CO2 < SiO2是因SiO2为共价晶体、CO2为分子晶体,故C错误;
D.“杯酚”通过空腔大小选择性结合C60,实现与C70分离,故D正确;
选C。
9. [可吸收CO,发生的反应如下:(已知:Ac表示)。下列说法正确的是
A. 基态O原子最高能级电子云轮廓图为球形 B. 中配体只有
C. 的VSEPR模型为三角锥形 D. 为离子晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态O原子电子排布为1s22s2 2p4,最高能级为2p,其电子云轮廓图为哑铃形,故A错误;
B.[Cu(NH3)3CO]+中,配体包括3个NH3和1个CO,故B错误;
C.NH3分子中N原子价层电子对数为4、有1对孤电子对,VSEPR模型为四面体形,故C错误;
D.[Cu(NH3)2]Ac由阳离子[Cu(NH3)2]+和阴离子Ac⁻组成,离子间以离子键结合,形成离子晶体,故D正确;
选D。
10. 下列现象与氢键无关的是
A. 水、氨气分子在高温下均很稳定
B. 小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
C. 邻羟基苯甲酸的熔沸点比对羟基苯甲酸的熔沸点低
D. HF的熔沸点比ⅦA族其他元素简单氢化物的熔沸点高
【答案】A
【解析】
【详解】A.水、氨气分子的稳定性由其分子内共价键的键能决定,与分子间氢键无关,A符合题意;
B.小分子的醇、羧酸含有羟基或羧基,能与水分子形成氢键,从而增强互溶性,因此该现象与氢键有关,B不符合题意;
C.邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键,减弱分子间作用力,导致熔沸点较低;对羟基苯甲酸形成分子间氢键,增强分子间作用力,导致熔沸点较高,差异由氢键引起,因此与氢键有关,C不符合题意;
D.HF分子间能形成强氢键,而ⅦA族其他元素氢化物(HCl、HBr、HI)不存在氢键,导致HF熔沸点异常升高,因此该现象与氢键有关,D不符合题意;
故选A。
11. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,且均位于p区,X与Z同主族,W与X的质子数之和等于Z的质子数,Y原子最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是
A. 分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构
B. W与X不能形成化合物
C. 基态Z原子核外有17种空间运动状态不同的电子
D. Y的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素,则Y为P;因为X与Z同主族,则X与Z分别可能是O与S或F与Cl,又因为W与X质子数之和等于Z的质子数,则X与Z分别是F与Cl,则W是O,W、X、Y、Z依次是由此解答。
【详解】A.YZ5为PCl5。在PCl5中,Cl原子最外层达到8电子稳定结构(每个Cl形成1个共价键,有3个孤对电子),但P原子形成5个共价键,最外层有10个电子,不满足8电子稳定结构,A错误;
B.W为氧,X为氟,W与X可形成化合物OF2,B错误;
C.Z为氯。基态Cl原子电子排布为,有9个轨道,每个轨道对应一种空间运动状态,故其核外电子共有9种不同的空间运动状态,C错误;
D.Y为磷,位于第三周期。同周期相邻元素为Si和S。P因具有半满的3p轨道,稳定性高,其第一电离能高于相邻的Si和S,D正确;
故选D。
12. 冠醚(如图所示甲、乙)是皇冠状分子,可有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子,乙与作用,但不与或作用。下列说法错误的是
A. 根据甲名称,可将乙命名为冠
B. 超分子丙中之间为离子键
C. 第ⅠA族的元素(除氢外)都是碱金属元素
D. 乙选择性与碱金属离子作用,反映了“分子识别”特征
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据甲的命名规则,乙的名称为冠,A项正确;
B.超分子丙中之间为弱相互作用力,不是离子键,B项错误;
C.第ⅠA族的氢元素不是碱金属元素,其余都是碱金属元素,C项正确;
D.冠与作用,不与或作用,这反映了超分子的“分子识别”的特征,D项正确
答案选B。
13. 下列物质的性质递变规律可用范德华力的大小来解释的是
A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B. 、、的沸点依次升高
C. 、的沸点依次升高
D. 、、中上氢原子的活泼性依次减弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X键的键能依次减小,A项不符合题意;
B.、、的相对分子质量依次增大,分子间的范德华力也依次增大,故其沸点也依次增大,B项符合题意;
C.的沸点比的低是由于分子间形成了氢键,C项不符合题意;
D.、、中上氢原子的活泼性依次减弱,与键的极性有关,D项不符合题意;
故答案为B。
14. 金属元素与非金属元素形成的化合物大多为离子化合物,但氯化铍是共价化合物,其结构式如图。下列说法正确的是
A. 非金属单质均为分子晶体
B. 碳化硅、金刚石、氮化硼的晶体类型不同
C. 氯化铍分子中存在配位键
D. 与铍同主族的元素与氯元素形成的化合物、也是共价化合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体Si中每个硅原子与其他4个硅原子以共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,A项错误;
B.碳化硅、金刚石、立方氮化硼均属于共价晶体,B项错误;
C.Be的价电子数为2,与2个Cl共用电子对后,与另外一个氯形成配位键,结构如图:,C项正确;
D.与相似,Be—Cl形成的是共价键,形成的晶体为分子晶体,而和是离子化合物,D项错误;
答案选C。
15. 钛酸铅在光催化领域有很好的应用前景。温度高于490时,晶体结构以图1形式存在;低于490℃时,和构成的正八面体会沿着z轴被拉伸,晶体结构以图2形式存在。下列说法正确的是
A. 钛酸铅的化学式为
B. 基态Ti原子核外电子有12种空间运动状态
C. 温度从400℃升高至600℃,钛酸铅晶体的密度减小
D. 四方钛酸铅(图2)中周围最近的数目为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据均摊原则,晶胞中Pb原子数为 ,Ti原子数为1,O原子数为,所以化学式为PbTiO3,故A错误;
B.Ti是22号元素,基态Ti原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,空间运动状态数即原子轨道数,所以有12种空间运动状态,故B正确;
C.温度升高(400→600℃),晶胞由图2变为图1,晶胞的高减小,体积减小,质量不变,密度增大,故C错误;
D.图2中,c>a,周围最近的数目为4,故D错误;
选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知X、Y、Z、W、Q、M、N是前4周期原子序数依次增大的元素,其中X、Y、Z、W、Q为短周期非金属元素,基态X原子只有一个能级,基态Y原子的s能级上的电子数为p能级上电子数的2倍,基态Z原子的s能级上的电子数与p能级上电子数相等,W的最高价氧化物对应的水化物难溶于水,基态Q原子的未成对电子数为1.M、N是第4周期的金属元素,且3d能级均为半充满。回答下列问题:
(1)基态M原子价层电子轨道表示式为___________,M的第二电离能大于N的第二电离能的原因是___________。
(2)写出分子中含有X、Y、Z三种元素,且Y的杂化类型有3种的化合物的结构简式:___________(任写一种)。
(3)键能:___________(填“>”或“<”)。
(4)N的常见氧化物可用于实验室制取Q的单质,其化学方程式为___________。
(5)的晶体类型为___________。
(6)沸点为220℃,加热可得到单质M和YZ,反应破坏的作用力为___________。
【答案】(1) ①. ②. 的价电子排布为(半充满稳定结构),失去第二个电子所需能量高;的价电子排布为,失去第二个电子是能量较高的4s电子,所需能量相对较低,故M的第二电离能大于N
(2)等
(3)< (4)
(5)分子晶体 (6)配位键
【解析】
【分析】基态X原子只有一个能级,X为H,基态Y原子的s能级上的电子数为p能级上电子数的2倍,电子排布式为,Y为C,基态Z原子的s能级上的电子数与p能级上电子数相等,电子排布式为,Z为O,W(非金属元素)的最高价氧化物对应的水化物难溶于水(硅酸H2SiO3难溶于水),W为Si,基态Q原子的未成对电子数为1,价电子层,未成对电子1个,Q为Cl,M、N是第4周期的金属元素,且3d能级均为半充满,则M、N的价电子分别为,M、N分别为Cr、Mn,综上所述:X为H、Y为C、Z为O、W为Si、Q为Cl、M为Cr、N为Mn,据此解答。
【小问1详解】
M为铬(Cr),基态电子排布为,价层电子为4s和3d轨道,轨道表示式为:;M(Cr)失去第一个电子后形成半充满的稳定结构,再失去第二个电子需破坏半充满,所需能量高;N(Mn)失去第一个电子后形成,再失去第二个电子时失去的是能量较高的4s电子,相对容易。因此,Cr的第二电离能大于Mn的第二电离能。
【小问2详解】
含有C、H、O三种元素,且C元素杂化类型有3种,说明该物质含有三键、双键和饱和键,满足条件的结构简式为等;
【小问3详解】
原子半径:Si>C>O,W-Y键(Si-C)的键长>W-Z键(Si-O)的键长,因此键能:W-Y键<W-Z键;
【小问4详解】
实验室常用与浓盐酸反应制取,反应条件为加热,化学方程式:;
【小问5详解】
SiCl4在室温下为液体,分子间以范德华力结合,熔沸点低,符合分子晶体特征;
【小问6详解】
为,加热时得到金属Cr和CO,中Cr提供空轨道,CO提供孤对电子,故破坏的是配位键。
17. 锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,如图是锂离子电池的一种电解质电离出来的阴离子结构,该阴离子由同周期四种元素X、Y、Z、W组成,Y与X的核外电子总数比为,四种元素最外层电子数之和为20.回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置是___________,1 mol该阴离子中含有___________mol配位键,X、Y、Z、W第一电离能大小关系是___________(填元素符号)。
(2)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(3)(氨硼烷)是具有广泛应用前景的储氢材料。中存在配位键,提供空轨道的原子是___________;的沸点高于的主要原因是___________已知中N为价,B为价。H、B、N电负性由大到小的顺序为___________。
【答案】(1) ①. 第二周期ⅦA族 ②. 1 ③. (2)A
(3) ①. B ②. 二者的晶体都属于分子晶体,相对分子质量相差不大,分子间形成分子间氢键而不能形成分子间氢键 ③.
【解析】
【分析】该阴离子由同周期元素X、Y、Z、W原子构成,结合图示可知,Y形成2个共价键,X形成4个共价键,Y与X的核外电子总数比为4:3,则二者原子序数比4:3,则X是C元素、Y是O元素;C、O都属于第二周期,由于四种元素原子的最外层电子数之和为20,则Z和W最外层电子数之和为20-4-6=10,在第二周期中,仅有B(最外层3个电子)和F(最外层7个电子)满足关系:3+7=10,结合W形成4个共价键、Z形成1个共价键,可知W是B元素、Z是F元素;据此解答。
【小问1详解】
Z为F,在元素周期表中的位置是第二周期ⅦA族;根据上述分析可知:W是B元素、Y是O元素,B原子最外层有3个电子,形成3个键后仍有1个空轨道,F离子最外层含有孤对电子,可提供孤对电子而与具有空轨道的B形成1个配位键,该阴离子中有1个B原子,则1 mol该阴离子中含有1 mol配位键;同周期元素第一电离能呈增大趋势,则第一电离能。
【小问2详解】
核外只有4个电子、且具有稳定结构,第一电离能最大,故答案为A。
【小问3详解】
中N原子有孤电子对,B原子有空轨道,形成N-B配位键;与的晶体都属于分子晶体,相对分子质量相差不大,分子间形成分子间氢键而不能形成分子间氢键,因此的沸点高于;在NH3BH3中,与N成键的H显+1价,与B成键的H显-1价,根据元素得失电子能力可判断电负性顺序为。
18. Zn、As、N、B、S等均是重要的化学元素。回答下列问题:
(1)基态N、B、S原子核外电子云轮廓图呈哑铃形的能级上电子数之比为___________。
(2)硫化锌(ZnS)是一种优良的电池负极材料,其在充电过程中晶胞的组成变化如图所示。
①在ZnS晶胞和晶胞中的配位数___________(填“相同”或“不相同”)。
②在中,___________,___________。
(3)吡啶()是含氮的芳香族化合物。吡啶能与盐酸反应,从结构角度解释原因:___________。吡咯()的沸点高于噻吩()的原因是___________。分子中的大π键可用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡咯分子中大π键可表示为___________。
(4)砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为。
①M点的分数坐标为,则N点的分数坐标为___________;晶体中与顶点B原子等距且最近的B原子个数为___________。
②如果将晶体中砷原子换成氮原子,形成的晶体的熔点明显升高,原因是___________。
【答案】(1)
(2) ①. 不相同 ②. 1.5 ③. 0.25
(3) ①. 吡啶分子中氮原子有孤电子对,能与的空轨道形成配位键 ②. 吡咯存在分子间氢键 ③.
(4) ①. 或 ②. 12 ③. N的原子半径小于As,即的键长比的键长短,的键能比的键能大
【解析】
【小问1详解】
基态N、B、S原子“哑铃形”轨道(即p轨道)上的电子数分别为 3、1、10,故电子数之比为3∶1∶10。
【小问2详解】
①由晶胞结构可知,硫离子的配位数为4,晶胞中,硫离子的配位数为8,故填:不相同;
②由均摊法可知,LixZnyS中Li+和Zn2+共有7个,S2-有8 =4,由化合价代数和为零可知,Li+和Zn2+的个数比为6:1, 化学式为Li6ZnS4,即,故;
【小问3详解】
吡啶环上的5个碳原子和1个氮原子均为sp2杂化,每个原子提供1个p电子形成离域大π键,N原子上的孤对电子能与的空轨道形成配位键;吡咯()含有N-H键,能形成分子间氢键,故沸点高于噻吩();吡咯()分子中,五元环内存在大π键,故m=5,其中4个碳原子提供单电子,N原子提供1对电子形成大π键,故n=6,大π键可用表示;
【小问4详解】
①根据M点的分数坐标为,则N点的分数坐标为或(原子分数坐标为1时记为0);晶体中与顶点B原子等距且最近的B原子位于面心,个数是个;
②如果将晶体中砷原子换成氮原子,N的原子半径小于As,即的键长比的键长短,的键能比的键能大,所以晶体的熔点明显升高。
19. 某些过渡元素的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着极为广泛的应用。回答下列问题:
(1)国际权威学术期刊《自然》最近报道,我国科学家选择碲化锆(ZrTe)和砷化镉为材料验证了三维量子霍尔效应。
①Zr是Ti的同族相邻元素,位于周期表的___________区。
②与可形成配离子。该离子中存在的化学键类型有___________(填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.π键 D.共价键
已知该离子中2个被2个替代只得到一种结构,说明该离子的空间结构为___________。
(2)钴被称为无机配合物之王,配合物的中心离子的配位数为___________。钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,晶体中一个Ti周围与其最近的O的个数为___________,在该晶胞中氧、钴、钛的粒子个数比为___________。
(3)在储氢和超导等领域具有重要应用。高压下,中的每个H结合4个H形成类似的结构独立存在,即得到晶体(部分H原子未画出)。
①晶体的密度为___________(写表达式即可,为阿伏加德罗常数的值)。
②晶体中___________。
【答案】(1) ①. d ②. BD ③. 正四面体形
(2) ①. 6 ②. 12 ③.
(3) ①. ②. 10
【解析】
【小问1详解】
①Ti为22号元素,为d区,Zr是Ti的同族相邻元素,位于周期表的d区。
②配离子离子中存在配位键,氨分子中存在N-H共价键,不存在离子键和π键,故选BD;已知该离子中2个被2个替代得到,其只有一种结构,说明的空间结构为正四面体形;
【小问2详解】
配合物的,中心离子Co同时与1个及5个配位,故配位数为6; 晶胞中Ti位于各顶点,Co位于体心,O位于6个面心,Ti周围与其最近的O的个数为个;在该晶胞中氧、钴、钛的粒子个数比为,即3:1:1;
【小问3详解】
①晶体中含有=4个La,由化学式可知,其中含有8个H原子,则晶体的密度为;
②由题干信息可知,1个LaHx晶胞中含有=4个La,每个H结合4个H形成类似的结构独立存在,含有5×8=40个H原子,La和H的个数比为1:10,晶体中。
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