内容正文:
专题01 物质的结构与性质
4大高频考点概览
考向1 化学用语、化学与生活
考向2 元素推断
考向3 分子结构与性质
考向4 晶体结构与性质
地 城
考点01
化学用语、化学与生活
1.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列化学用语表示正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.基态氮原子的核外电子轨道表示式:
C.的空间结构:平面三角形
D.HCl的形成过程:
2.(24-25高二下·安徽滁州·期中)下列化学用语使用正确的是
A.乙烯分子中碳原子之间的σ键电子云图:
B.二氧化碳分子的空间填充模型:
C.的结构示意图为
D.的电子式为
3.(24-25高二下·安徽池州·期中)我国战略高技术领域迎来新跨越,如“嫦娥”揽月、“天和”驻空、“天问”探火及“地壳一号”挺进地球深处。下列说法正确的是
A.“嫦娥六号”采集样本中所含的元素均位于元素周期表区
B.“天和一号”铝基复合材料中所含的碳化硅属于分子晶体
C.“天问一号”在火星大气中探测出的和互为同位素
D.“地壳一号”在万米深处钻出的石油和天然气均属于化石能源
4.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A.缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体,体现了晶体的自范性
B.糠醇、四氢糠醇均为工业重要原料,四氢糠醇有2个手性碳原子
C.“杯酚”分离和,体现了超分子“分子识别”的特性
D.五彩缤纷的烟花与与原子核外的电子跃迁有关
地 城
考点02
元素推断
5.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,和位于同一主族,和的原子序数之和与相等。下列说法正确的是
A.分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:
B.W单质通常保存在煤油中
C.与Y同周期的元素中第一电离能比小的有5种
D.的氧化物对应的水化物一定是强酸
6.(24-25高二下·安徽池州·期中)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。下列说法正确的是
A.Z元素的最高价态为+7 B.基态原子未成对电子数:W>Y
C.该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D.最简单氢化物水溶液的pH:X>M
7.(24-25高二下·安徽池州·期中)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.单质沸点: D.电负性:
8.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)某种催化剂阴离子的结构式如图所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A.该阴离子结构中σ键与π键数目之比为
B.该离子W为价
C.氢化物的沸点:
D.基态原子第一电离能:
9.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,非金属性:d>c。下列关于a、b、c、d四种元素的叙述错误的是
A.a元素的金属性最强
B.它们对应的单质中不可能有离子晶体
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢元素形成的化合物中化学键均为极性共价键
10.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol•L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是
A.X与Z的最高化合价之和为8
B.单质的氧化性:Z<Y<W
C.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
D.简单离子半径:Z>Y>W>X
11.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)已知:Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增,Z元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,其余均为短周期主族元素,Y原子价层电子排布式为,Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。下列说法中正确的是。
A.元素的第一电离能:X>R>Q
B.Z位于元素周期表d区
C.原子半径:Y>X>R>Q
D.Q、Y形成的最高价氧化物的水化物的酸性:Q>Y
12.(24-25高二下·安徽天一大联考·期中)X、Y、M、W均是前20号主族元素,其中X与Y原子的质子数之和等于M原子的核外电子数,基态Y原子的s能级与p能级的电子数之比为4:5,X与W的族序数之和是M的4倍,产生Og(氮)元素的反应为。下列有关说法正确的是
A.X、M属于同周期元素 B.电负性:W>Y
C.X与W形成的晶胞中阳离子的配位数是8 D.X、Y的单质与冷水均能剧烈反应
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考点03
分子结构与性质
13.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)壁虎爬墙是因其脚掌的特殊结构与墙壁产生一种作用力。下列事实可用该作用力解释的是
A.干冰晶体中的配位数为12 B.数九寒冬,水塘中的冰浮在水面
C.具有较高的熔点和沸点 D.金刚石在已知晶体中硬度最大
14.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·期中)下列说法中正确的是
A.、、都是含有极性键的非极性分子
B.稳定性:是因为氢键作用不同所导致
C.用二硫化碳清洗附着硫的试管,其应用了“相似相溶”规律
D.分子中含有3个手性碳原子
15.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)物质结构决定物质性质。下列事实与结构因素匹配错误的是
选项
事实
结构因素
A
P和Cl可以形成分子,N和Cl只形成分子
原子半径
B
熔点:(1040℃)远高于(178℃升华)
晶体类型
C
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是HCl分子
电负性
D
沸点:()高于()
分子间作用力
16.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)下列有关说法正确的是
A.SiO2与SiCl4的键角大小相同
B.NH4F与NH2F具有相同的熔点
C.离子晶体中可能存在电中性分子,但不可能存在氢键
D.臭氧分子具有极性,其在水中的溶解度高于在四氯化碳中的溶解度
17.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中) “肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为腓(H2NNH2),其反应历程如下所示。
下列说法不正确的是
A.NH2OH与NH3能形成分子间氢键 B.反应涉及非极性键的断裂和生成
C.I3中催化中心离子为Fe3+ D.I1中的键角小于I2中的键角
18.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)氰气的化学式为(CN) 2,结构式为N≡C-C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.不和氢氧化钠溶液发生反应
B.分子中N≡C键的键长大于C≡C键的键长
C.分子中既有极性键,又有非极性键
D.分子中含有2个σ键和4个π键
19.(24-25高二下·安徽池州·期中)白磷是不溶于水的固体,在空气中易自燃。下列有关白磷的说法错误的是
A.分子中每个原子的孤电子对数均为1
B.常保存于水中,说明白磷密度大于
C.难溶于水,是因为水是极性分子,是非极性分子
D.熔点低,是因为分子内的键弱
20.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH),以下说法错误的是
A.甲醛分子的空间结构为平面三角形
B.甲醛分子和甲醇分子内碳原子均采取sp2杂化
C.甲醛分子为极性分子
D.甲醇的沸点高于甲醛的沸点
21.(24-25高二下·安徽滁州·期中)下列有关氢键的说法中错误的是
A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键 B.分子间不存在氢键
C.氨水溶液中存在两种分子间氢键 D.氢键的三个原子不一定在一条直线上
22.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)反应:Al2Cl6+2NH3=2Al[(NH3)Cl3]中,共价化合物Al2Cl6的结构式为,下列说法错误的是
A.1mol Al[(NH3)Cl3]中通过p-p轨道重叠形成的σ键数目为4NA
B.Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构
C.反应前后Al原子配位数不变
D.Al[(NH3)Cl3]属于极性分子
23. (24-25高二下·安徽芜湖·期中)已知电离出H+的能力:>H2O>C2H5OH.下列说法正确的是
A.苯基是吸电子基,乙基是推电子基团 B.苯基是推电子基,乙基是吸电子基团
C.苯基和乙基都是吸电子基团 D.苯基和乙基都是推电子基团
24.(24-25高二下·安徽级示范高中·期中)在材料科学研究中,新型化合物的结构与性质研究备受关注。科研人员发现,某些催化物在特定条件下的聚合行为对其性能有重要影响。已知在有机合成反应的催化剂研究中, 和是常用的催化剂成分,可二聚为如下结构的二聚体,而没有类似的二聚体。下列说法不正确的是
A.二聚体中存在共价键、配位键 B.键角:
C.沸点比低 D.在二聚体中六个溴原子可能共平面
地 城
考点04
晶体结构与性质
25.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)现代化学仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法不正确的是
A.可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.红外光谱仪不能区分CH3CH2OH和CH3OCH3
C.色谱法可以分离、提纯有机化合物
D.晶体的X射线衍射图谱有明锐的衍射峰,而非晶体没有
26.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体,K+和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A.该过程体现了超分子的分子自组装功能
B.18-冠-6分子与K+通过弱配位键形成超分子
C.18-冠-6晶体既能溶于水,又能溶于甲苯
D.反应开始后18-冠-6不会留在上层溶液
27.(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)某些分子具有“分子识别”的特性,利用“杯酚”识别、分离的过程如图所示:
下列有关说法正确的是
A.氯仿是正四面体分子 B.均是分子晶体
C.操作①②为过滤,操作③为蒸发 D.超分子1中与杯酚间形成了共价键
28.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)某兴趣小组探究的生成[Cu(NH3)4](NO3)2过程。若向3mL0.1mol/LCu(NO3)2溶液中逐滴加入1mol/L氨水,则下列说法正确的是
A.未滴加氨水,溶液中c()=2c(Cu2+)
B.1mol/L氨水中c()>c(NH3·H2O)
C.沉淀完全时,溶液中c()>c(Cu2+)
D.沉淀完全溶解时离子反应方程式为:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
29.(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)下列说法错误的是
A.为八元环状结构,的键角有可能是135°
B.用饱和食盐水可修补好表面有缺陷的晶体
C.某材料R具有极强的耐磨性,则R的晶体可能属于共价晶体
D.与的VSEPR模型不同
30.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列关于微粒间作用力与晶体的说法正确的是
A.分子晶体中都存在共价键
B.一般来说,晶胞都是平行六面体
C.HF稳定性很强,是因为分子间能形成氢键
D.离子键的断裂与形成一定伴随着电子的转移和能量变化
31.(24-25高二下·安徽池州·期中)下列说法正确的是
A.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2也是分子晶体
B.CO2和H2O均是由极性键形成的非极性分子
C.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
D.HF、HCl、HBr、HI的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高
32.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)下列物质的熔点、沸点比较,正确的是:
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅 B.沸点:
C.沸点: D.沸点:
33.(24-25高二下·安徽滁州·期中)磷化硼(BP)是一种半导体材料,熔点1100℃,其结构与氮化硼相似,晶胞结构如图1[①处P原子坐标为(0,0,0)],下列说法正确的是
A.磷化硼晶胞在y轴方向的投影图为图2 B.晶体中P周围距离最近且相等的P有8个
C.②处的B原子坐标为 D.熔点:BP>BN
34.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·期中)应用于制造红外线光学仪器的硒化锌晶胞结构如图1,晶胞的俯视图如图2。已知晶胞的密度为,a点离子的分数坐标为,是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶胞中与等距且紧邻的有12个
B.b点离子的分数坐标为
C.晶胞中点离子和点离子的距离为
D.位于构成的四面体空隙中
35.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素,且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的,Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,Z原子单电子数在同周期元素中最多,W与Z同周期,第一电离能比Z的低,R与Y同一主族,I的原子序数是W的两倍,Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题:
(1)Q+核外电子排布式为___________,Y的电子排布图为___________;
(2)化合物ZX3中Z原子的杂化方式为___________,离子的立体构型是___________;
(3)W与I的简单氢化物中W的熔沸点更高,原因是___________;
(4)Y有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图,该晶体一个晶胞的Y原子数为___________,若晶胞的边长为a pm,晶体的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。
36.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·)下表为元素周期表的一部分,请参照7种元素在表中的位置,回答下列问题:
(1)的电子式为________;基态M元素原子价层电子排布式为________。
(2)元素X、Y、Z的第一电离能从大到小顺序为:________(用元素符号表示),元素X、Y、Z其最简单氢化物的沸点从低到高的顺序为________(用化学式表示)。
(3)有一种结构类似于金刚石的共价晶体DX,1molDX中含有________键。
(4)已知分子中的大键可用符号表示,其中代表参与形成大键的原子数,代表大键中的电子数,离子的结构如图所示,则此结构中大键可表示为________。
(5)有剧毒,但的钾盐却允许用作食盐的抗结剂,其最大使用量为(以配离子计),原因是________。
(6)QZ的晶胞结构如图所示,该晶胞若沿体对角线投影,则的投影图为________(填字母选项)。
A. B. C. D.
37.(24-25高二下·安徽滁州·期中)元素周期表的一部分如图所示,其中的编号代表对应的不同元素。
回答下列问题:
(1)表中属于ds区的元素是__________(填元素符号)。
(2)某元素的价层电子排布式为,该元素为________(填元素符号),该元素与元素①形成的最简单化合物的电子式为_________。
(3)元素周期表中处于对角线位置的元素具有相似性质。写出②的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式:_________。
(4)基态③原子中电子占据最高能级的符号是__________,其原子核外存在_________对自旋相反的电子,共有_________种不同运动状态的电子。
(5)元素④⑤⑥的电负性由大到小的顺序:_________(填元素符号)。
(6)元素⑨(设为字母Y)和元素X(质子数为25)的部分电离能数据(用表示)如表:
元素
X
Y
电离能
717
759
1509
1561
3248
2957
比较两元素的可知,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难,请解释原因:__________。
38.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)X、Y、D、E、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y元素基态原子的三个能级上电子数目相同,E是地壳中含量最多的元素,M的基态原子核外的未成对电子数在第四周期元素中最多,N是目前用量最大的金属元素。
(1)N元素在周期表中的位置是______,N的基态原子的价层电子轨道表示式为______。
(2)Y、D、E三种元素的原子半径由大到小的排列顺序为______,非金属性由强到弱的排列顺序为______。(均用元素符号表示)
(3)由X、D两种元素按原子个数比为组成的化合物中D原子的杂化方式为______。
(4)金属镍粉在化合物YE气流中轻微加热,生成无色挥发性液态,其呈正四面体形。423K时,分解为Ni和YE,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:该液态物质易溶于______(填字母)。
A.水 B.苯 C.四氯化碳
(5)某盐中含离子,是一种水处理剂,加入稀硫酸后快速生成黄色溶液并释放出一种无色无味的气体,写出该反应的离子方程式:______。
39.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。如新型储氢材料、陶瓷基复合材料氮化硼(BN)、太阳能电池材料砷化镓(GaAs)等,请按要求回答问题:
(1)基态砷原子电子占据的最高能层符号是_______,占据最高能级的电子所在的原子轨道为_______形。
(2)硼氢化钠(,其中氢元素显价)是研究最广泛的储氢材料之一,它可以与水反应缓慢产生氢气:。上述方程式中所涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_______;与硼处于同一周期的元素中,第一电离能大于硼的元素有_______种。硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,请写出该激发态原子的价电子的轨道表示式_______。
(3)简单金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。在LiH中,离子半径:_______(填“>”“=”或“<”),原因是_______。
(4)铜、锌两元素的第一电离能()、第二电离能()数据如表所示:
电离能/()
铜
746
1958
锌
906
1733
铜的小于锌,却大于锌的主要原因是_______。
40.(24-25高二下·安徽级示范高中·期中)铁是现代工业的重要元素。请回答下列问题:
(1)铁位于元素周期表第__________周期第__________族。常温下为固体,熔点,沸点,推断固体属于__________晶体。
(2)铁的第三电离能,而锰的第三电离能,请解释其大小关系:__________。
(3)金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物,金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18。羰基铁的化学式为,则__________。
(4)血红蛋白运输氧气的原理如下,血红蛋白中的咪唑环(图a)中三级氮原子与形成配位键后(图b),氧气再与以配位键相连(图c)。此外,CO也能与以配位键结合,CO中毒就是因为其结合的能力比强约500倍,请从配位原子的电负性角度解释这一事实:__________。
(5)铁单质在不同温度下有两种堆积方式,下图是铁的两种晶胞,在面心立方晶胞和体心立方晶胞中Fe的配位数之比为__________。若两种晶胞中,最近的铁原子均相切,则面心立方晶胞和体心立方晶胞密度之比为__________。
41.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni等元素。回答下列问题:
(1)下列不同状态的碳原子中,失去一个电子需要吸收能量最多的是______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)基态镓原子核外价电子排布式为______;同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子的有______(写元素符号)。
(3)B、C、N三种元素的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为:______(填化学式)。
(4)基态Cr原子核外价电子排布图为______。Cr的第二电离能和Mn的第二电离能分别为、,的原因是______。
(5)在第四周期中未成对电子数最多的元素是______(填元素符号)。
(6)下列说法正确的是______。
A.电负性:
B.Fe原子变成,优先失去3d轨道上的电子
C.第一电离能:
D.键角:
42.(24-25高二下·安徽池州·期中)填空:
(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了___________(填字母,下同)的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了___________的作用力;碘的升华,粒子间克服了___________的作用力。
a.共价键 b.范德华力 c.氢键 d.金属键 e.离子键
氯酸钾、二氧化硅、碘三种晶体,熔点最高是___________。
(2)比较下列分子晶体的熔沸点高低:(填>、<或=)
CO2___________CS2, HF___________HI, CO___________N2
(3)下列5种分子,属于含极性键的非极性分子的有___________(填编号)。
①SO2 ② ③PH3 ④ ⑤P4
(4)下列5种微粒,键角由大到小顺序排列为___________(用编号表示)。
①CO2 ②CO ③SO2 ④SiCl4 ⑤H3O+
43.(24-25高二下·安徽池州·期中)钙、硒、氮的相关化合物在药物化学及工业化学领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为___________;钙盐的焰色为砖红色,该光谱是___________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)中原子的杂化类型为___________,比较与沸点高低,并说明原因:___________。
(3)芦笋中的天冬酰胺(结构简式如图所示)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
①天冬酰胺所含元素中,___________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
②天冬酰胺分子___________(填“是”或“不是”)手性分子。
③天冬酰胺晶体中,晶体中的作用力包括___________(填字母)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.键 E.氢键
(4)俗称萤石,主要用作冶炼金属的助熔剂,它的晶胞结构以及晶胞的投影图(晶胞所有面的投影均相同)如图所示,晶胞参数为anm。
①晶体中的配位数是___________。
②设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度是___________(列出计算式)。
44.(24-25高二下·安徽滁州·期中)最新研究表明: 在室温下具有超离子行为,该研究成果为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。回答下列问题:
(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为__________,同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为__________(填元素符号)。
(2)哈勃—韦斯(Haber-Weiss)原理表明,某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是:其次外层未排满的d轨道可以存取电子,降低活化能,使分解反应容易发生。则________(填“能”或“不能”)催化双氧水分解。
(3)中配体分子以及分子的空间结构如图所示。
中键的数目为__________(为阿伏加德罗常数的值),中P的杂化类型是_________。的沸点比的沸点__________(填“高”或“低”),原因是__________;水分子中键的极性__________(填“大于”“小于”或“等于”)分子中键的极性。
45.(24-25高二下·安徽滁州·期中)及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。回答下列问题:
(1)镓的卤化物熔点如表所示:
物质
熔点/℃
1000
78
124
213
由表中数据可知属于___________晶体。
(2)镓与铝是同主族元素,性质相似。下列有关镓及其化合物的说法正确的是___________(填字母)。
A.基态Ga原子价层电子的轨道表示式:
B.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气
C.一定条件下,可与NaOH反应生成盐
D.可由受热分解得到
(3)一种含镓的药物合成方法如图所示;
①化合物I中环上C原子的杂化方式为___________,化合物I中所含元素的电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
②x=___________。
(4)如图是氮化镓的一种晶胞结构图。
①由图知氮化镓晶体中Ga原子的配位数为___________。
②若晶体结构中Ga和N的最短距离为x nm,则晶体的密度为___________。
46..(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)是锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:。回答下列问题:
(1)基态铜原子价层电子排布式为而不是,原因是_______。
(2)中磷元素显-3价,则电负性P_______H(填“>”或“<”)。上述反应涉及的元素在周期表中分属_______个区。
(3)基态氮原子核外有_______种不同能量的电子;下列有关的说法错误的是_______(填字母)。
A.中心原子均是杂化 B.键角: C.是极性分子 D.中存在配位键
(4)使熔化需要克服的作用力类型是_______。
(5)铜的某种氧化物晶胞结构如图所示。其中A、B处的原子分数坐标分别为、,晶胞参数为apm。用表示阿伏加德罗常数的值,则该氧化物的化学式为_______,C处的原子分数坐标为_______,该氧化物晶体的密度为_______(用含a、的代数式表示)。
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专题01 物质的结构与性质
4大高频考点概览
考向1 化学用语、化学与生活
考向2 元素推断
考向3 分子结构与性质
考向4 晶体结构与性质
地 城
考点01
化学用语、化学与生活
1.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列化学用语表示正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.基态氮原子的核外电子轨道表示式:
C.的空间结构:平面三角形
D.HCl的形成过程:
【答案】D
【解析】A.中子数为10的氧原子:,A错误;
B.N为7号元素,核外电子排布式为,基态氮原子的核外电子轨道表示式:,B错误;
C.的中心原子P原子价层电子对数, 孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,C错误;
D.HCl为共价化合物,H和Cl共用一对电子,故形成过程:,D正确;
故选D。
2.(24-25高二下·安徽滁州·期中)下列化学用语使用正确的是
A.乙烯分子中碳原子之间的σ键电子云图:
B.二氧化碳分子的空间填充模型:
C.的结构示意图为
D.的电子式为
【答案】C
【解析】
A.,图中电子云采取“肩并肩”重叠,从而形成π键,A项错误;
B.碳原子半径大于氧原子半径,B项错误;
C.H﹣的最外层有2个电子,形成2电子稳定结构,C项正确;
D.中B原子最外层应有6个电子,B没有孤电子对,BF3的电子式应为,D项错误;
故答案选C。
3.(24-25高二下·安徽池州·期中)我国战略高技术领域迎来新跨越,如“嫦娥”揽月、“天和”驻空、“天问”探火及“地壳一号”挺进地球深处。下列说法正确的是
A.“嫦娥六号”采集样本中所含的元素均位于元素周期表区
B.“天和一号”铝基复合材料中所含的碳化硅属于分子晶体
C.“天问一号”在火星大气中探测出的和互为同位素
D.“地壳一号”在万米深处钻出的石油和天然气均属于化石能源
【答案】D
【解析】A.Ca属于s区元素,故A错误;
B.碳化硅属于共价晶体,故B错误;
C.同位素是质子数相同,而中子数不同的核素的互称,和属于化合物,不是同位素,故C错误;
D.煤、石油、天然气属于化石能源,故D正确;
故选:D。
4.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是
A.缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体,体现了晶体的自范性
B.糠醇、四氢糠醇均为工业重要原料,四氢糠醇有2个手性碳原子
C.“杯酚”分离和,体现了超分子“分子识别”的特性
D.五彩缤纷的烟花与与原子核外的电子跃迁有关
【答案】B
【解析】A.氯化钠属于晶体,具有自范性,缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体,故A正确;
B.四氢糠醇只有1个手性碳原子,故B错误;
C.“杯酚”可以识别与其空腔直径吻合的分子;“杯酚”能分离C60和C70,体现了超分子的“分子识别“特性,故C正确;
D.原子核外电子发生跃迁释放能量会产生光波,日常生活中我们看到的许多可见光,如焰火、LED灯、激光,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,故D正确;
故选:B。
地 城
考点02
元素推断
5.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)科学家合成出了一种高效电解质(如图所示),其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,和位于同一主族,和的原子序数之和与相等。下列说法正确的是
A.分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:
B.W单质通常保存在煤油中
C.与Y同周期的元素中第一电离能比小的有5种
D.的氧化物对应的水化物一定是强酸
【答案】C
【来源】安徽省芜湖市第一中学 2024-2025学年高二下学期期中化学试题
【分析】4个X原子均形成2个共价键,Q形成6个共价键,X和Q均位于第ⅥA族且X的原子序数小于Q,所以X为O,Q为S,W和阴离子之间形成离子键且原子序数最小,则W为Li,2个Z均形成一个共价键且原子序数比Q小,则Z为F,Y和Z的原子序数之和与Q相等,则Y为N,综上所述,W、Y、X、Z、Q分别为:Li、N、O、F、S,据此分析解答。
【解析】A.Y、X、Z分别与氢元素形成的化合物为NH3、H2O、HF,沸点大小为:H2O>NH3>HF,A错误;
B.Li单质通常保存在石蜡中,B错误;
C.与N同周期的元素中第一电离能比N小的有5种,分别为Li、Be、B、C、O,C正确;
D.S的氧化物对应的水化物有H2SO3、H2SO4,不一定是强酸,D错误;
故选C。
6.(24-25高二下·安徽池州·期中)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。下列说法正确的是
A.Z元素的最高价态为+7 B.基态原子未成对电子数:W>Y
C.该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D.最简单氢化物水溶液的pH:X>M
【答案】D
【分析】根据W是有机分子的骨架元素,知W为C元素:由图可如,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。以此解答。
【解析】A.根据上述分析可知:Z为F元素,无正化合价,故A错误;
B.根据上述分析可知:W为C元素,Y为O元素。C原子的电子排布式为,未成对电子数为2,O原子的电子排布式为,未成对电子数也为2,故B错误;
C.根据上述分析可知:X为N元素,该阴离子中N形成2个单键,有2对孤对电子,满足8电子稳定结构,故C错误:
D.根据上述分析可知:X为N元素, 最简单氢化物, 的水溶液星碱性;M为S元素, 最简单氢化物,的水溶液呈酸性,故水溶液的,故D正确;
故答案:D。
7.(24-25高二下·安徽池州·期中)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.单质沸点: D.电负性:
【答案】C
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【解析】A.一般原子的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,则原子半径:,故A错误;
B.同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:,故B错误;
C.、为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,在常温下为固体,则沸点:,故C正确;
D.同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:,故D错误;
故选C。
8.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)某种催化剂阴离子的结构式如图所示,其组成元素X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,原子序数关系为。下列说法正确的是
A.该阴离子结构中σ键与π键数目之比为
B.该离子W为价
C.氢化物的沸点:
D.基态原子第一电离能:
【答案】B
【分析】W是第四周期的某种元素,其化合物常用于检验酒驾,则W是Cr元素;X、Y、Z为原子半径逐渐增大的短周期元素,由图可知X只形成1条共价键,可知X最外层为1电子或7电子,X可能为H或F或Cl;Y形成2条共价键,Y最外层有6个电子,Y可能为O或S,Z形成4条共价键,Z最外层电子数为4,Z可能为C或Si,原子序数关系为:2X+2Y+Z=W,且X的原子序数最小,若X为Cl,17×2>24,X不可能为Cl,若X为F,24-9×2>9,X不可能为F,则X只能为H;若Y为S,2+16×2>24,则Y为O;24-2-8×2=6,Z为C,据此分析解答。
【解析】A.共价单键都是σ键,双键中一个σ键,一个π键,根据结构示意图可知,阴离子结构中键和键数目之比为26:4=13∶2,A错误;
B.根据化合物中各元素化合价代数和为0,Cr的化合价为+3价,B正确;
C.Y为O、Z为C,水分子间存在氢键,故沸点:H2O>CH4,但氧元素的氢化物还有H2O2,碳元素的氢化物也有很多种,但选项并未指定为简单氢化物,C错误;
D.第一电离能O>C,故D错误;
故选B。
9.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,非金属性:d>c。下列关于a、b、c、d四种元素的叙述错误的是
A.a元素的金属性最强
B.它们对应的单质中不可能有离子晶体
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢元素形成的化合物中化学键均为极性共价键
【答案】D
【分析】a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,则a为Na元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,b只能含有2个电子层,最外层含有4个电子,则b为C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c位于ⅥA族,c为S元素,c与d同周期,非金属性:d>c,则d为Cl元素,结合分析可知,a为Na,b为C,c为S,d为Cl元素,以此分析解答。
【解析】A.钠元素为短周期中金属性最强的元素,则四种元素中a的金属性最强,故A正确;
B.离子晶体必须为离子化合物,四种元素的单质中不可能有离子晶体,故B正确;
C.四种元素中,只有Na为活泼金属,其他均为非金属元素,则只有Na与其他元素生成的化合物都是离子化合物,故C正确;
D.碳与氢元素形成的化合物为烃,除了甲烷以外,其他烃分子中均含有C﹣C非极性键,故D错误;
故选:D。
10.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol•L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是
A.X与Z的最高化合价之和为8
B.单质的氧化性:Z<Y<W
C.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
D.简单离子半径:Z>Y>W>X
【答案】A
【分析】由图象和题给信息可知,浓度均为0.01的溶液,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的pH都小于7,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物是酸,说明W、Y、Z都是非金属元素,W、Z最高价氧化物对应的水化物的pH=2,为一元强酸,根据原子序数Z>W,Z是Cl,W是N;Y的最高价氧化物对应的水化物的pH<2,Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,为硫酸,Y是S,X的最高价氧化物对应的水化物的pH=12,X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,X是Na,可以判断出W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl,据此解析;
【解析】A.X是Na,最高化合价为+1价,Z是Cl,最高化合价为+7价,它们最高化合价之和为+8,A正确;
B.根据元素周期律可得:非金属性越强,元素原子得到电子的能力越强,元素对应单质的氧化性就越强,非金属性:Y<Z,即单质的氧化性:Y<Z,B错误;
C.化合物Na2S2中含有离子键和非极性共价键,C错误;
D.电子层数不相同时,电子层数越多,原子或离子的半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,半径越小,N3-、Na+、S2-、Cl-的半径大小为S2->Cl->N3->Na+,即Y>Z>W>X,D错误;
故选A。
11.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中)已知:Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增,Z元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,其余均为短周期主族元素,Y原子价层电子排布式为,Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。下列说法中正确的是。
A.元素的第一电离能:X>R>Q
B.Z位于元素周期表d区
C.原子半径:Y>X>R>Q
D.Q、Y形成的最高价氧化物的水化物的酸性:Q>Y
【答案】D
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增,Z元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,Z为Cu元素,其余的均为短周期主族元素;Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4,Q原子的核外电子排布为1s22s22p2,故Q为C元素;X原子的核外电子排布为1s22s22p4,为O元素;R原子序数介于C元素与O元素之间,故R为N;元素Y原子价层电子排布式为msnmpn,则n=2,故为第ⅣA族元素,原子序数大于O元素,小于Cu元素,故Y为Si元素;
【解析】A.同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能降低,但第ⅤA族由于p轨道为半充满状态,更加稳定,所以第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:R>X> Q,故A错误;
B.铜位于元素周期表ds区,故B错误;
C.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> Q >R>X,故C错误;
D.同非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Q、Y形成的最高价氧化物的水化物的酸性:Q>Y,故D正确;
故选D。
12.(24-25高二下·安徽天一大联考·期中)X、Y、M、W均是前20号主族元素,其中X与Y原子的质子数之和等于M原子的核外电子数,基态Y原子的s能级与p能级的电子数之比为4:5,X与W的族序数之和是M的4倍,产生Og(氮)元素的反应为。下列有关说法正确的是
A.X、M属于同周期元素 B.电负性:W>Y
C.X与W形成的晶胞中阳离子的配位数是8 D.X、Y的单质与冷水均能剧烈反应
【答案】D
【分析】由可知,M为Ca,Y的s与p电子数比为4:5,基态Y为F(1s22s22p5,s电子总数4,p电子5),X的质子数=20-9=11,X为Na,X与W的族序数之和是M的4倍,W为ⅦA族元素,为Cl,据此分析;
【解析】A.Na(第三周期)与Ca(第四周期)不同周期,A错误;
B.同族元素由上至下,电负性减弱,电负性:W<Y,B错误;
C.NaCl晶胞中Na+配位数为6(面心立方结构),C错误;
D.Na与冷水剧烈反应,F2与水剧烈反应生成HF和O2,D正确;
故选D。
地 城
考点03
分子结构与性质
13.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)壁虎爬墙是因其脚掌的特殊结构与墙壁产生一种作用力。下列事实可用该作用力解释的是
A.干冰晶体中的配位数为12 B.数九寒冬,水塘中的冰浮在水面
C.具有较高的熔点和沸点 D.金刚石在已知晶体中硬度最大
【答案】A
【分析】壁虎脚掌有很多细小刚毛与墙壁之间存在分之间作用力,壁虎爬墙与范德华力有关。
【解析】A.干冰是分子晶体,分子之间是分子间作用力,CO2分子的配位数,A正确;
B.冰浮在水面,是由于水分子之间形成氢键使冰晶体中水分子间的空隙增大,B错误;
C.是离子晶体,离子晶体的微粒间存在离子键,离子键的强度较大,离子晶体具有较高的熔点和沸点,C错误;
D.金刚石是共价晶体,是原子间以共价键形成的空间网状结构,D错误;
故选A;
14.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·期中)下列说法中正确的是
A.、、都是含有极性键的非极性分子
B.稳定性:是因为氢键作用不同所导致
C.用二硫化碳清洗附着硫的试管,其应用了“相似相溶”规律
D.分子中含有3个手性碳原子
【答案】C
【解析】A.是含极性键的非极性分子,是既含极性键又含非极性键的非极性分子,而为含极性键的极性分子,A错误;
B.中提供孤电子对,提供空轨道,形成配位键,中提供孤电子对,提供空轨道,形成配位键,由于的电负性小于,更易给出孤电子对与形成配位键,所以稳定性:,B错误;
C.二硫化碳、硫均为非极性分子,用二硫化碳清洗附着硫的试管,其应用了“相似相溶”规律,C正确;
D.该分子中含有4个手性碳原子,如图所示:,D错误;
故选C。
15.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)物质结构决定物质性质。下列事实与结构因素匹配错误的是
选项
事实
结构因素
A
P和Cl可以形成分子,N和Cl只形成分子
原子半径
B
熔点:(1040℃)远高于(178℃升华)
晶体类型
C
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢中是HCl分子
电负性
D
沸点:()高于()
分子间作用力
【答案】A
【解析】A.P属于第三周期元素,核外存在3d轨道,能够发生sp3d杂化,能形成PCl5,而N原子位于第二周期,核外不存在d轨道,只能发生sp3杂化形成,NCl3,与原子半径无关,A错误;
B.AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子晶体熔点远高于分子晶体,晶体类型是主因,B正确;
C.F的电负性大于Cl,H-F键极性强于H-Cl键,HF气态存在(HF)2是因分子间氢键,而HCl无氢键,结构因素应为电负性,C正确;
D.与的沸点均由分子间作用力决定。虽然分子间存在氢键,但的相对分子质量远大于,其范德华力强于的分子间作用力(氢键和范德华力之和),故沸点更高。该选项事实与结构因素匹配正确,D正确;
故选A。
16.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)下列有关说法正确的是
A.SiO2与SiCl4的键角大小相同
B.NH4F与NH2F具有相同的熔点
C.离子晶体中可能存在电中性分子,但不可能存在氢键
D.臭氧分子具有极性,其在水中的溶解度高于在四氯化碳中的溶解度
【答案】A
【解析】A.SiO2中每个Si原子与四个O原子形成正四面体结构;SiCl4分子也为正四面体结构,两者键角大小相同,A正确;
B.NH4F为离子晶体,熔点较高;NH2F为分子晶体,熔点较低,二者熔点不同,B错误;
C.离子晶体中可能含电中性分子如结晶水,结晶水可形成分子间氢键,C错误;
D.臭氧为极性分子,但极性较弱,根据相似相溶原理,其在非极性的CCl4中溶解度高于极性的水,D错误;
故选A。
17.(24-25高二下·安徽芜湖第一中学·期中) “肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为腓(H2NNH2),其反应历程如下所示。
下列说法不正确的是
A.NH2OH与NH3能形成分子间氢键 B.反应涉及非极性键的断裂和生成
C.I3中催化中心离子为Fe3+ D.I1中的键角小于I2中的键角
【答案】B
【解析】A.NH2OH与NH3能形成分子间能形成O-H•••N氢键,故A正确;
B.在NH2OH与NH3中只存在极性共价键,在H2NNH2中存在N-N非极性键和N-H极性键,故反应涉及极性键的断裂与生成以及非极性键的形成,故B错误;
C.I2→I3的过程中,I2中的Fe2+失去1个电子,转化为Fe3+,故I3中催化中心离子为Fe3+,故C正确;
D.I1中O原子含有2对孤电子对,I2中O原子含有1对孤电子对,故I1中H-N-O的键角小于I2中H-N-O的键角,故D正确;
故选:B。
18.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)氰气的化学式为(CN) 2,结构式为N≡C-C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.不和氢氧化钠溶液发生反应
B.分子中N≡C键的键长大于C≡C键的键长
C.分子中既有极性键,又有非极性键
D.分子中含有2个σ键和4个π键
【答案】C
【分析】根据题中氰气可知性质与卤素相似,本题氰气的性质,根据卤素性质分析。
【解析】A.氰气性质与卤素相似,能和氢氧化钠溶液发生反应,故A错误;
B.同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大其键长越长,碳原子半径大于氮原子,所以氰分子中键长小于键长,故B错误;
C.同种原子间形成非极性键,不同原子形成极性键,该分子的结构式为,分子中既有极性键,又有非极性键,故C正确;
D.该分子的结构式为,该分子中含有3个键4个键,故D错误;
答案选C。
19.(24-25高二下·安徽池州·期中)白磷是不溶于水的固体,在空气中易自燃。下列有关白磷的说法错误的是
A.分子中每个原子的孤电子对数均为1
B.常保存于水中,说明白磷密度大于
C.难溶于水,是因为水是极性分子,是非极性分子
D.熔点低,是因为分子内的键弱
【答案】D
【解析】A.白磷的分子式为P4,空间构型为正四面体,每个P原子采取sp3杂化,而每个P原子有5个价电子,所以每个P原子还剩一对孤电子对,A正确;
B.白磷在空气中容易自燃,保存于水中隔绝空气,故其密度大于水,B正确;
C.白磷的分子式为P4,空间构型为正四面体,为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,白磷难溶于水,C正确;
D.白磷的分子式为P4,为非极性分子,属于分子晶体,分子间作用力较弱,故其熔点低,熔点低与其共价键强弱无关,D错误;
故选D。
20.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH),以下说法错误的是
A.甲醛分子的空间结构为平面三角形
B.甲醛分子和甲醇分子内碳原子均采取sp2杂化
C.甲醛分子为极性分子
D.甲醇的沸点高于甲醛的沸点
【答案】B
【解析】A.甲醛分子中,碳原子价电子数,采用杂化,为平面三角形,A正确;
B.中碳原子采取杂化,而中碳原子采取杂化,B错误;
C.甲醛分子是平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,为极性分子,C正确;
D.甲醇分子之间形成氢键,甲醛分子之间不能形成氢键,故甲醇的沸点高于甲醛的沸点,D正确;
故选B。
21.(24-25高二下·安徽滁州·期中)下列有关氢键的说法中错误的是
A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键 B.分子间不存在氢键
C.氨水溶液中存在两种分子间氢键 D.氢键的三个原子不一定在一条直线上
【答案】C
【解析】A.因HF分子间存在氢键,所以HF的沸点最高,A正确;
B.氢键的形成条件中,X与Y必须具有较强的非金属性,不满足氢键的形成条件,分子间不存在氢键,B正确;
C.氨水溶液中存在四种分子间氢键,即,C错误;
D.氢键有方向性,故不一定总在一条直线上,D正确;
故答案选C。
22.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)反应:Al2Cl6+2NH3=2Al[(NH3)Cl3]中,共价化合物Al2Cl6的结构式为,下列说法错误的是
A.1mol Al[(NH3)Cl3]中通过p-p轨道重叠形成的σ键数目为4NA
B.Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构
C.反应前后Al原子配位数不变
D.Al[(NH3)Cl3]属于极性分子
【答案】A
【解析】A.Al[(NH3)Cl3]分子中含有3个Al—Cl键、3个N—H键和1个N—Al键,其中Al—Cl键为sp3—p σ键,N—H键为s—sp3 σ键,N—Al键属于配位键,不是轨道重叠形成,则1mol Al[(NH3)Cl3]中无p—p轨道重叠形成的σ键,故A错误;
B.由Al2Cl6分子结构图可知,Al原子外围有4对成键电子对,Cl原子有2对成键电子对,还含有2对孤电子对,所以Al2Cl6分子中所有原子最外层均满足8电子结构,故B正确;
C.由Al2Cl6分子结构图可知,Al原子的配位数为4;Al[(NH3)Cl3]分子分子中含有3个Al—Cl键、1个N—Al键(实质为配位键),则Al原子的配位数也是4,即反应前后Al原子配位数不变,故C正确;
D.Al[(NH3)Cl3]分子中含有3个Al—Cl键、1个N—Al键, 且两种键的键长不相等,正负电中心不能重合,所以Al[(NH3)Cl3]属于极性分子,故D正确;
故选A。
23. (24-25高二下·安徽芜湖·期中)已知电离出H+的能力:>H2O>C2H5OH.下列说法正确的是
A.苯基是吸电子基,乙基是推电子基团 B.苯基是推电子基,乙基是吸电子基团
C.苯基和乙基都是吸电子基团 D.苯基和乙基都是推电子基团
【答案】A
【解析】苯酚中的O—H中H原子的活泼性比水和乙醇大,是因为苯基是吸电子基团,使得羟基极性大,而乙基是推电子基团,使得羟基极性减弱;
故选A;
24.(24-25高二下·安徽级示范高中·期中)在材料科学研究中,新型化合物的结构与性质研究备受关注。科研人员发现,某些催化物在特定条件下的聚合行为对其性能有重要影响。已知在有机合成反应的催化剂研究中, 和是常用的催化剂成分,可二聚为如下结构的二聚体,而没有类似的二聚体。下列说法不正确的是
A.二聚体中存在共价键、配位键 B.键角:
C.沸点比低 D.在二聚体中六个溴原子可能共平面
【答案】D
【解析】
A.在分子中,Al原子和Br原子之间通过共价键相连接,而二聚体中,Al原子提供空轨道,Br原子提供孤对电子互相形成配位键得到分子,A正确;
B.在和中,由于中B原子为杂化,为平面三角形分子,的键角为120°; 而在中,铝原子为杂化,还存在着配位键的四面体结构,则键角小于120°;最后得到:,B正确;
C.和都是分子晶体,通过分子间作用力结合,相对分子质量越大,分子间作用力越强,由于相对分子质量,同时还有二聚体的形式存在,其沸点也远高于,则沸点比低,C正确;
D.在结构中,其空间结构为平面三角形,3个Br原子处于同一平面,则形成二聚体后,两个铝原子和两个桥溴原子形成平面四元环(共面),但四个终端溴原子位于该平面的上方和下方,呈四面体排列,则6个Br原子不可能共平面,D错误;
故答案为:D。
地 城
考点04
晶体结构与性质
25.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)现代化学仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列关于仪器分析的说法不正确的是
A.可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
B.红外光谱仪不能区分CH3CH2OH和CH3OCH3
C.色谱法可以分离、提纯有机化合物
D.晶体的X射线衍射图谱有明锐的衍射峰,而非晶体没有
【答案】B
【解析】A.原子光谱的特征谱线确实用于元素鉴定,A正确;
B.红外光谱能检测官能团,乙醇含羟基,二甲醚含醚键,官能团不同,红外光谱可以区分,B错误;
C.色谱法是一种利用物质的溶解性、吸附性等特性的物理化学分离方法。其分离原理是根据混合物的各组分在互不相溶的两相(称为固定相和流动相)作用的差异作为分离依据的,能分离提纯有机物,C正确;
D.晶体结构有序,X射线衍射图谱有明锐峰;非晶体无序,图谱弥散,D正确;
故选B。
26.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体,K+和迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A.该过程体现了超分子的分子自组装功能
B.18-冠-6分子与K+通过弱配位键形成超分子
C.18-冠-6晶体既能溶于水,又能溶于甲苯
D.反应开始后18-冠-6不会留在上层溶液
【答案】A
【解析】A.冠醚识别碱金属,该过程体现了超分子的分子识别功能,A错误;
B.18-冠-6分子可以与K+通过弱配位键形成超分子,B正确;
C.18-冠-6结构中多个氧原子可以与水分子形成氢键,增大在水中溶解度,含有多个烃基,与甲苯互溶,C正确;
D.甲苯和KMnO4发生氧化还原反应后,被还原为Mn2+,上层溶液中的负电荷减少,迫使18-冠-6与K+回到下层溶液并将新的迁移至上层溶液中,D正确;
故选A。
27.(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)某些分子具有“分子识别”的特性,利用“杯酚”识别、分离的过程如图所示:
下列有关说法正确的是
A.氯仿是正四面体分子 B.均是分子晶体
C.操作①②为过滤,操作③为蒸发 D.超分子1中与杯酚间形成了共价键
【答案】B
【解析】A.CH4为正四面体结构,CH3Cl(氯仿)可视为甲烷中的一个H被一个Cl取代而得到,CH3Cl(氯仿)是四面体结构的分子,但不是正四面体结构,A项错误;
B.由独立的分子构成,每个分子由60个碳原子通过共价键连接而成,属于分子晶体,同理,B项正确;
C.操作①分离出不溶于甲苯的超分子1,操作②分离出不溶于氯仿的,两个操作均为固液分离过程,为过滤操作;操作③分离沸点不同的有机物,为蒸馏操作,C项错误;
D.由操作②分离出与“杯酚”可知,“杯酚”与之间不是共价键,是分子间作用力,D项错误;
故选B。
28.(24-25高二下·安徽合肥第八中学·期中)某兴趣小组探究的生成[Cu(NH3)4](NO3)2过程。若向3mL0.1mol/LCu(NO3)2溶液中逐滴加入1mol/L氨水,则下列说法正确的是
A.未滴加氨水,溶液中c()=2c(Cu2+)
B.1mol/L氨水中c()>c(NH3·H2O)
C.沉淀完全时,溶液中c()>c(Cu2+)
D.沉淀完全溶解时离子反应方程式为:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
【答案】C
【解析】A.未滴加氨水时,Cu(NO3)2完全电离,理论上c()=2c(Cu2+),但Cu2+会微弱水解,故c() > 2c(Cu2+),A错误;
B.1mol/L氨水为弱碱溶液,大部分以NH3·H2O形式存在,电离出的浓度远小于NH3·H2O的浓度,故c() < c(NH3·H2O),B错误;
C.沉淀完全时,Cu2+几乎全部转化为Cu(OH)2沉淀,溶液中残留的c(Cu2+)极低,而来自反应生成的NH4NO3,其浓度远高于残留的Cu2+浓度,C正确;
D.沉淀完全溶解时,离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH-,D错误;
故选C。
29.(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)下列说法错误的是
A.为八元环状结构,的键角有可能是135°
B.用饱和食盐水可修补好表面有缺陷的晶体
C.某材料R具有极强的耐磨性,则R的晶体可能属于共价晶体
D.与的VSEPR模型不同
【答案】A
【解析】A.S8为八元环状结构,每个硫原子采用sp3杂化,每个S还有两个孤电子对,键角小于109°28’,A错误;
B.饱和食盐水与NaCl晶体形成溶解-析出动态平衡,可修复晶体表面缺陷,B正确;
C.共价晶体(如金刚石)因强共价键具有高耐磨性,材料R可能属于此类,C正确;
D.BF3的中心B的价层电子对数为,其VSEPR模型为平面三角形,NF3的中心N的价层电子对数为,其VSEPR模型为四面体形,D正确;
故选A。
30.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列关于微粒间作用力与晶体的说法正确的是
A.分子晶体中都存在共价键
B.一般来说,晶胞都是平行六面体
C.HF稳定性很强,是因为分子间能形成氢键
D.离子键的断裂与形成一定伴随着电子的转移和能量变化
【答案】B
【解析】A.稀有气体中不存在共价键,只有分子间作用力,A错误;
B.根据晶体学理论,晶胞是晶体结构的最小重复单元,通常为平行六面体(如立方体、四方柱体等),符合“一般来说”的描述,B正确;
C.HF很稳定性很强,是因为H-F键能很大,氢键不能影响物质的稳定性,C错误;
D.离子键的断裂和形成一定有能量变化,但是不一定有电子的转移,如BaCl2和Na2SO4的反应,有离子键的破坏和形成,有能量变化,但不是氧化还原反应,没有电子的转移,D错误;
故选B。
31.(24-25高二下·安徽池州·期中)下列说法正确的是
A.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2也是分子晶体
B.CO2和H2O均是由极性键形成的非极性分子
C.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
D.HF、HCl、HBr、HI的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高
【答案】C
【解析】A.CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体,二氧化硅是由硅原子和氧原子按照个数比1∶2通过Si-O键构成共价晶体,A错误;
B.CO2含有C=O极性键,是直线分子,呈对称结构,正负电中心重合,是非极性分子;H2O含有O-H极性键,空间构型为V形,正负电中心不重合,是极性分子,B错误;
C.分子晶体中一定存在分子间作用力,可能有共价键(如水分子),可能没有共价键(如稀有气体分子),C正确;
D.同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高,但含有氢键的氢化物熔沸点最高,HF中含有氢键,其熔沸点最高,D错误;
故选C。
32.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)下列物质的熔点、沸点比较,正确的是:
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅 B.沸点:
C.沸点: D.沸点:
【答案】A
【解析】A.共价晶体中半径越小,键长越短,共价键越强,熔点越大,因键长C−C<C−Si<Si−Si,则熔沸点为金刚石>碳化硅>晶体硅,A正确;
B.结构相似的氢化物中分子间存在氢键的熔沸点较高,没有氢键时,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,则熔沸点为:,B错误;
C.饱和烷烃相对分子质量大则沸点高,故异丁烷沸点小于新戊烷,C错误;
D.邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,沸点降低,对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,沸点升高,沸点:邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸,D错误;
故选A。
33.(24-25高二下·安徽滁州·期中)磷化硼(BP)是一种半导体材料,熔点1100℃,其结构与氮化硼相似,晶胞结构如图1[①处P原子坐标为(0,0,0)],下列说法正确的是
A.磷化硼晶胞在y轴方向的投影图为图2 B.晶体中P周围距离最近且相等的P有8个
C.②处的B原子坐标为 D.熔点:BP>BN
【答案】A
【解析】A.磷化硼晶胞中顶点和面心全部为P原子,在y轴方向的投影落在顶点和棱心,4个小立方体体心位置为B原子,在y轴方向的投影均匀落在内部,在y轴方向的投影图为图2,A项正确;
B.根据图1可以看出晶体中P周围距离最近且相等的P有12个,B项错误;
C.图中①处P原子坐标为(0,0,0),将晶胞均分为8个小立方体,则②处的B原子在前左下角小立方体体心的位置,坐标为(),C项错误;
D.磷化硼(BP)结构与氮化硼相似,均为共价晶体,N原子半径小,B—N键键长短,键能大,故BN熔点高,D项错误;
答案选A。
34.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·期中)应用于制造红外线光学仪器的硒化锌晶胞结构如图1,晶胞的俯视图如图2。已知晶胞的密度为,a点离子的分数坐标为,是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶胞中与等距且紧邻的有12个
B.b点离子的分数坐标为
C.晶胞中点离子和点离子的距离为
D.位于构成的四面体空隙中
【答案】C
【解析】A.由晶胞结构可知,与等距且紧邻的有3×8×=12个,A正确;
B.结合晶胞结构如图1可知z为,图2为晶胞的俯视图可知x为,y为,b点离子的分数坐标为,B正确;
C.晶胞中含的个数为,含的个数为4,晶胞中含有4个ZnSe,晶胞密度为,则晶胞参数为,点和点的距离为晶胞面对角线长度的一半,为,C错误;
D.由晶胞结构可知位于构成的四面体空隙中,D正确;
故选C。
35.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素,且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的,Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,Z原子单电子数在同周期元素中最多,W与Z同周期,第一电离能比Z的低,R与Y同一主族,I的原子序数是W的两倍,Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题:
(1)Q+核外电子排布式为___________,Y的电子排布图为___________;
(2)化合物ZX3中Z原子的杂化方式为___________,离子的立体构型是___________;
(3)W与I的简单氢化物中W的熔沸点更高,原因是___________;
(4)Y有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图,该晶体一个晶胞的Y原子数为___________,若晶胞的边长为a pm,晶体的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10
(2)sp3 V形
(3)水分子间有氢键
(4)8
【分析】X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素,且原子序数依次增大,X是所有元素中原子半径最小的,则X为H元素;Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,核外电子排布为1s22s22p2,故Y为C元素;R与Y同一主族,结合原子序数可知,R为Si;而Z原子单电子数在同周期元素中最多,则外围电子排布为ns2np3,原子序数小于Si,故Z为N元素;W与Z同周期,第一电离能比Z的低,则W为O元素,原子序数为8,I的原子序数是W的两倍,为16号元素,则I为S元素;Q的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态,不可能为短周期元素,原子序数小于30,故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则Q为Cu元素,据此回答。
【解析】(1)
由分析知,Q为Cu元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则Q+为Cu+,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10;Y为C元素,核外电子排布式为1s22s22p2,电子排布图为;
(2)化合物ZX3为NH3,中心原子N原子的价电子对数为,有一个孤电子对,故O原子采取杂化;为,中心原子N原子的价电子对数为,有一个孤电子对,故其立体构型是V形;
(3)W的简单氢化物是H2O,I的简单氢化物是H2S,H2O分子间存在氢键,而H2S分子间只存在范德华力,氢键比范德华力强,所以H2O的熔沸点更高;
(4)根据晶胞结构,利用均摊法,顶点原子占,面心原子占,体内原子为1,则一个晶胞中Y(C)原子数为;晶胞体积 ,晶胞质量,根据,可得。
36.(24-25高二下·安徽安庆桐城中学·)下表为元素周期表的一部分,请参照7种元素在表中的位置,回答下列问题:
(1)的电子式为________;基态M元素原子价层电子排布式为________。
(2)元素X、Y、Z的第一电离能从大到小顺序为:________(用元素符号表示),元素X、Y、Z其最简单氢化物的沸点从低到高的顺序为________(用化学式表示)。
(3)有一种结构类似于金刚石的共价晶体DX,1molDX中含有________键。
(4)已知分子中的大键可用符号表示,其中代表参与形成大键的原子数,代表大键中的电子数,离子的结构如图所示,则此结构中大键可表示为________。
(5)有剧毒,但的钾盐却允许用作食盐的抗结剂,其最大使用量为(以配离子计),原因是________。
(6)QZ的晶胞结构如图所示,该晶胞若沿体对角线投影,则的投影图为________(填字母选项)。
A. B. C. D.
【答案】(1)
(2)
(3)4
(4)
(5)很稳定,极难离解出,并且食盐中添加的很少
(6)B
【分析】根据元素周期表中元素的相对位置可知A是Ca,X是C,Y是N,Z是O,D是Si,M是Cr,Q是Fe。
【解析】(1)
是碳化钙,属于离子化合物,电子式为;Cr的原子序数是24,基态Cr原子价层电子排布式为。
(2)同周期主族元素,从左至右,第一电离能呈增大趋势,但基态N原子的价电子排布式为2s2p3,其2p轨道半充满,较稳定,故其第一电离能大于O,则C、N、O的第一电离能从大到小顺序为。X、Y、Z的最简单氢化物分别为,水、氨气均能形成分子间氢键,且水形成的氢键数目更多,甲烷不能形成氢键,则沸点从低到高的顺序为。
(3)DX即SiC,1molSiC中含有键。
(4)离子即,其结构中,5个N均参与形成大键,每个N各提供一个单电子,再加上离子整体所带的一个负电荷,所形成的大键中包含6个电子,则此结构中大键可表示为。
(5)CN-有剧毒,但的钾盐却允许用作食盐的抗结剂,其原因是很稳定,极难离解出,并且食盐中添加的很少。
(6)
FeO的晶胞结构如图所示,图中的小白球为O2-,该晶胞若沿体对角线投影,经过体对角线的两个O2-在投影面上的中心位置,其余6个顶点处的O2-构成正六边形的顶点,立方体面上的6个O2-投影后位于正六边形的顶点与中心连线的处,则O2-的投影图为,故选B。
37.(24-25高二下·安徽滁州·期中)元素周期表的一部分如图所示,其中的编号代表对应的不同元素。
回答下列问题:
(1)表中属于ds区的元素是__________(填元素符号)。
(2)某元素的价层电子排布式为,该元素为________(填元素符号),该元素与元素①形成的最简单化合物的电子式为_________。
(3)元素周期表中处于对角线位置的元素具有相似性质。写出②的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式:_________。
(4)基态③原子中电子占据最高能级的符号是__________,其原子核外存在_________对自旋相反的电子,共有_________种不同运动状态的电子。
(5)元素④⑤⑥的电负性由大到小的顺序:_________(填元素符号)。
(6)元素⑨(设为字母Y)和元素X(质子数为25)的部分电离能数据(用表示)如表:
元素
X
Y
电离能
717
759
1509
1561
3248
2957
比较两元素的可知,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难,请解释原因:__________。
【答案】(1)Cu
(2)N
(3)或
(4)2p 2 5
(5)
(6)的价层电子排布式为轨道半充满,再失去一个电子困难,的价层电子排布式为轨道容易再失去一个电子成为半充满稳定状态(合理即可)
【分析】根据元素周期表的结构,可以判断出①是H,②是Be,③是B,④是C,⑤是N,⑥是O,⑦是Al,⑧是Cl,⑨是Fe,⑩是Cu。
【解析】(1)由元素周期表结构可知,表中属于ds区的元素是Cu。
(2)
某元素的价层电子排布式为,则n=2,该元素为N,该元素与元素①形成的最简单化合物是氨气,电子式为。
(3)元素周期表中处于对角线位置的元素具有相似性质。Be的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式与氧化铝和氢氧化钠溶液反应相似,所以离子方程式为:或。
(4)基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1电子占据最高能级的符号是2p,其原子核外存在2对自旋相反的电子,共有5种不同运动状态的电子。
(5)同周期从左到右,元素电负性逐渐增大,所以元素④⑤⑥的电负性由大到小的顺序。
(6)比较两元素的可知,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难,元素是Mn,Y是Fe,的价层电子排布式为 ,轨道半充满,再失去一个电子困难,的价层电子排布式为,轨道容易再失去一个电子成为半充满稳定状态。
38.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)X、Y、D、E、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,Y元素基态原子的三个能级上电子数目相同,E是地壳中含量最多的元素,M的基态原子核外的未成对电子数在第四周期元素中最多,N是目前用量最大的金属元素。
(1)N元素在周期表中的位置是______,N的基态原子的价层电子轨道表示式为______。
(2)Y、D、E三种元素的原子半径由大到小的排列顺序为______,非金属性由强到弱的排列顺序为______。(均用元素符号表示)
(3)由X、D两种元素按原子个数比为组成的化合物中D原子的杂化方式为______。
(4)金属镍粉在化合物YE气流中轻微加热,生成无色挥发性液态,其呈正四面体形。423K时,分解为Ni和YE,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:该液态物质易溶于______(填字母)。
A.水 B.苯 C.四氯化碳
(5)某盐中含离子,是一种水处理剂,加入稀硫酸后快速生成黄色溶液并释放出一种无色无味的气体,写出该反应的离子方程式:______。
【答案】(1)第四周期第VIII族
(2)C>N>O O>N>C
(3)sp3
(4)BC
(5)4+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O
【分析】X、Y、D、E、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是周期表中原子半径最小的元素,则X为H元素;Y元素基态原子的三个能级上电子数目相同,核外电子排布为1s22s22p2,则Y为C元素;E是地壳中含量最多的元素,则E为O元素;D的原子序数介于碳、氧之间,则D为N元素;N是目前用量最大的金属元素,则N为Fe元素;M的基态原子核外的未成对电子数在第四周期元素中最多,价电子排布为3d54s1,则M为Cr元素;由上述分析可知,X为H元素、Y为C元素、D为N元素、E为O元素、M为Cr元素、N为Fe元素。
【解析】(1)
N为Fe元素,在周期表中的位置是第四周期第VIII族,基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,其价层电子轨道表示式为。
(2)同周期主族元素从左向右原子半径减小,Y、D、E分别为C、N、O,原子半径由大到小的排列顺序为C>N>O,同周期主族元素从左向右非金属性增强,则非金属性由强到弱的排列顺序为O>N>C。
(3)
X为H元素、D为N元素,由X、D两种元素按原子个数比为2:1组成的化合物为N2H4,其结构式为,每个N原子形成3个σ键且有1个孤电子对,N的杂化轨道数目为4,N原子采取sp3杂化。
(4)Ni(CO)4的熔点低,易分解,属于分子晶体,呈四面体对称构型,为非极性分子,根据相似相溶原理可知,该物质应易溶于苯、四氯化碳(非极性分子),不易溶于水(极性分子),故答案为BC。
(5)某盐中含离子,具有强氧化性,加入稀硫酸后快速生成黄色溶液并释放出一种无色无味的气体,则该气体为氧气,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可确定反应的离子方程式为
4+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O。
39.(24-25高二下·安徽芜湖安徽师范大学附属中学·期中)近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。如新型储氢材料、陶瓷基复合材料氮化硼(BN)、太阳能电池材料砷化镓(GaAs)等,请按要求回答问题:
(1)基态砷原子电子占据的最高能层符号是_______,占据最高能级的电子所在的原子轨道为_______形。
(2)硼氢化钠(,其中氢元素显价)是研究最广泛的储氢材料之一,它可以与水反应缓慢产生氢气:。上述方程式中所涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_______;与硼处于同一周期的元素中,第一电离能大于硼的元素有_______种。硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,请写出该激发态原子的价电子的轨道表示式_______。
(3)简单金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。在LiH中,离子半径:_______(填“>”“=”或“<”),原因是_______。
(4)铜、锌两元素的第一电离能()、第二电离能()数据如表所示:
电离能/()
铜
746
1958
锌
906
1733
铜的小于锌,却大于锌的主要原因是_______。
【答案】(1)N 哑铃
(2) 6
(3)< 两个离子核外电子排布相同,但锂的核电荷数大,对电子的吸引力强,离子半径减小
(4)铜的价电子为,锌的价电子为,铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此小于锌,也由于3d全满结构稳定,再失去一个电子较困难,因此大于锌
【解析】(1)As原子序数是33,位于元素周期表第四周期第VA族,占据最高能层为N;其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,则占据最高能级的电子所在的原子轨道为p轨道,为哑铃形,故答案为:N;哑铃。
(2)
同一主族从上到下,电负性逐渐减小,同一周期从左到右,电负性逐渐增大,而硼氢化钠中氢元素显-1价,说明H的电负性大于B,则电负性大小:;同周期主族元素随着原子序数增大,第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,硼位于元素周期表第二周期第ⅢA族,与硼处于同一周期的元素中,则第一电离能大于硼的元素有6种;硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,该激发态原子的价电子的轨道表示式为,故答案为:;6;。
(3)两个离子核外电子排布相同,但锂的核电荷数大,对电子的吸引力强,离子半径减小,离子半径:<,故答案为:<;两个离子核外电子排布相同,但锂的核电荷数大,对电子的吸引力强,离子半径减小。
(4)铜的价电子为,锌的价电子为,铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此小于锌,也由于3d全满结构稳定,再失去一个电子较困难,因此大于锌,故答案为:铜的价电子为,锌的价电子为,铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此小于锌,也由于3d全满结构稳定,再失去一个电子较困难,因此大于锌。
40.(24-25高二下·安徽级示范高中·期中)铁是现代工业的重要元素。请回答下列问题:
(1)铁位于元素周期表第__________周期第__________族。常温下为固体,熔点,沸点,推断固体属于__________晶体。
(2)铁的第三电离能,而锰的第三电离能,请解释其大小关系:__________。
(3)金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物,金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18。羰基铁的化学式为,则__________。
(4)血红蛋白运输氧气的原理如下,血红蛋白中的咪唑环(图a)中三级氮原子与形成配位键后(图b),氧气再与以配位键相连(图c)。此外,CO也能与以配位键结合,CO中毒就是因为其结合的能力比强约500倍,请从配位原子的电负性角度解释这一事实:__________。
(5)铁单质在不同温度下有两种堆积方式,下图是铁的两种晶胞,在面心立方晶胞和体心立方晶胞中Fe的配位数之比为__________。若两种晶胞中,最近的铁原子均相切,则面心立方晶胞和体心立方晶胞密度之比为__________。
【答案】(1)四 Ⅷ 分子
(2)Mn2+是半充满结构(3d5),再电离一个电子所需的能量较高,所以Mn的第三电离能也比Fe大
(3)5
(4)CO是C做配位原子,O2是O做配位原子,O的电负性大,对孤电子对的吸引能力强,使O2与Fe2+形成的配位键弱于CO与Fe2+形成的配位键
(5)3:2
【解析】(1)铁是第26号元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;常温下为固体,熔点,沸点,由此判断FeCl3的晶体类型为分子晶体;
(2)第三电离能为Fe2+失去3d6的电子,Mn失去3d5稳定状态的电子(半充满结构),故需要能量比Fe的高,Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能;
(3)铁原子的价电子是8个,所以根据金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18可知,X==5;
(4)它们是通过配位键和血红蛋白结合的,配位键越强则越容易和血红蛋白结合,故一氧化碳更容易和血红蛋白结合的原因是:CO是C做配位原子,O2是O做配位原子,O的电负性大,对孤电子对的吸引能力强,使O2与Fe2+形成的配位键弱于CO与Fe2+形成的配位键;
(5)面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子,体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子,故Fe原子配位数之比为12:8=3:2;
两种晶胞中Fe原子均相切,设铁原子半径为rpm。
面心立方晶胞中,边长为a1pm,存在,则⋯①;
体心立方晶胞中,边长为a2pm,存在,则⋯②;
面心立方晶胞中,晶胞内铁原子数目为,密度⋯③;
体心立方晶胞中,晶胞内铁原子数目为,密度⋯④;
将①代入③,②代入④可得:
⋯⑤;
⋯⑥;
化简⑤⑥式可得,
故ρ(面心):ρ(体心)=。
41.(24-25高二下·安徽芜湖·期中)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni等元素。回答下列问题:
(1)下列不同状态的碳原子中,失去一个电子需要吸收能量最多的是______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)基态镓原子核外价电子排布式为______;同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子的有______(写元素符号)。
(3)B、C、N三种元素的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为:______(填化学式)。
(4)基态Cr原子核外价电子排布图为______。Cr的第二电离能和Mn的第二电离能分别为、,的原因是______。
(5)在第四周期中未成对电子数最多的元素是______(填元素符号)。
(6)下列说法正确的是______。
A.电负性:
B.Fe原子变成,优先失去3d轨道上的电子
C.第一电离能:
D.键角:
【答案】(1)C
(2)4s24p1 K和Br
(3)HNO3>H2CO3>H3BO3
(4) Cr+、Mn+的价电子排布式分别为3d5、3d54s1,Cr+为半充满状态更稳定,难失电子,故其第二电离能大于Mn
(5)Cr
(6)CD
【解析】(1)同种元素,激发态原子的能量高于基态原子,失去电子所需能量小于基态原子,元素的第二电离能大于第一电离能,基态碳原子的轨道表示式为,失去1个电子后基态正一价阳离子的轨道表示式为,为碳原子激发态电子轨道排布图,为激发态正一价阳离子,则失去一个电子需要吸收能量最多,故答案为C;
(2)镓是31号元素,含有31个电子,核外价电子排布式为4s24p1,含有1个未成对电子,同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子的价层电子排布为4s1和4s22p5,分别为K和Br。
(3)B、C、N非金属性增加,则最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3>H3BO3;
(4)Cr是24号元素,含有24个电子,核外价电子排布式为3d54s1,含有6个未成对电子,核外价电子排布图为;Cr+、Mn+的价电子排布式分别为3d5、3d54s1,Cr+为半充满状态更稳定,难失电子,故其第二电离能大于Mn;
(5)第四周期中,未成对电子数最多的元素是价电子数是6,价电子包含3d、4s电子,所以位于第四周期第VIB族,是24号Cr元素;
(6)A.同周期元素从左到右电负性增大,故A错误;
B.Fe原子变成,优先失去4s轨道上的电子,故B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能增大,由于P的3p轨道为半充满稳定状态,因此P的第一电离能最大,因此第一电离能:Si<S<P,故C正确;
D.成键电子之间的排斥<成键电子-孤电子对<孤电子对-孤电子对,CH4、NH3、H2O中C、N、O均为sp3杂化,三者VSEPR模型均为正四面体,CH4、NH3、H2O中孤电子对数量分别为0、1、2,则键角:CH4>NH3>H2O,故D正确;
故答案为CD。
42.(24-25高二下·安徽池州·期中)填空:
(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了___________(填字母,下同)的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了___________的作用力;碘的升华,粒子间克服了___________的作用力。
a.共价键 b.范德华力 c.氢键 d.金属键 e.离子键
氯酸钾、二氧化硅、碘三种晶体,熔点最高是___________。
(2)比较下列分子晶体的熔沸点高低:(填>、<或=)
CO2___________CS2, HF___________HI, CO___________N2
(3)下列5种分子,属于含极性键的非极性分子的有___________(填编号)。
①SO2 ② ③PH3 ④ ⑤P4
(4)下列5种微粒,键角由大到小顺序排列为___________(用编号表示)。
①CO2 ②CO ③SO2 ④SiCl4 ⑤H3O+
【答案】(1)e a b 二氧化硅(或SiO2)
(2)< > >
(3)④
(4)①>②>③>④>⑤
【解析】(1)氯酸钾为离子晶体,熔化时粒子间克服了离子键作用力;二氧化硅为共价晶体,熔化时粒子间克服了共价键作用力;碘的升华属于物理变化,粒子间克服了分子间的范德华力;晶体类型不同,熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体,熔点最高是:二氧化硅(或SiO2);
(2)二氧化碳和二硫化碳均属于分子晶体,分子间无氢键形成,相对分子质量越大,范德华力越大,熔点越高,熔点:;HF和HI均属于分子晶体,HF分子间可形成氢键,熔点较高,熔点;;一氧化碳与氮气均属于分子晶体,分子间无氢键形成,相对分子质量相同,但CO分子极性大于N2,所以CO分子间范德华力较强,熔点:;
(3)①分子中硫原子与氧原子间形成极性共价键,分子空间结构为V形,属于极性分子;
②分子中硫原子与氢原子间形成极性共价键,分子空间结构为V形,属于极性分子;③分子中磷原子与氢原子间形成极性共价键,分子空间结构为三角锥形,属于极性分子;
④分子中硅原子与氟原子间形成极性共价键,分子空间结构为正四面体形,属于非极性分子;
⑤分子中磷原子间形成非极性共价键,分子空间结构为四面体形,属于非极性分子;
答案选④;
(4)二氧化碳分子空间结构为直线型,键角180°;碳酸根离子空间结构为正平面三角形,键角120°;二氧化硫分子空间结构为V形,含对孤电子对,夹角小于120°;四氯化硅分子空间结构为正四面体形;水合氢离子空间结构为三角锥形,键角约107°,键角:①>②>③>④>⑤。
43.(24-25高二下·安徽池州·期中)钙、硒、氮的相关化合物在药物化学及工业化学领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为___________;钙盐的焰色为砖红色,该光谱是___________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)中原子的杂化类型为___________,比较与沸点高低,并说明原因:___________。
(3)芦笋中的天冬酰胺(结构简式如图所示)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
①天冬酰胺所含元素中,___________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
②天冬酰胺分子___________(填“是”或“不是”)手性分子。
③天冬酰胺晶体中,晶体中的作用力包括___________(填字母)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.键 E.氢键
(4)俗称萤石,主要用作冶炼金属的助熔剂,它的晶胞结构以及晶胞的投影图(晶胞所有面的投影均相同)如图所示,晶胞参数为anm。
①晶体中的配位数是___________。
②设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度是___________(列出计算式)。
【答案】(1)4s2 发射光谱
(2)sp3 H2O的沸点高于,因为H2O能形成分子间氢键,而H2S不能形成分子间氢键
(3)氮元素 是 BCDE
(4)8
【解析】(1)位于周期表的第四周期第IIA族,基态原子的价层电子排布式为4s2,钙盐的焰色为砖红色,该光谱是发射光谱;
(2)中原子的价层电子对数为3+=4,杂化类型为sp3杂化;H2O的沸点高于,因为H2O能形成分子间氢键,而H2S不能形成分子间氢键;
(3)①根据天冬酰胺结构可判断所含元素为C、H、N、O,价电子排布式分别为:2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4,未成对电子分别为:2、1、3、2,故氮元素基态原子未成对电子数最多;
②分子中连有4个不同原子或原子团的碳为手性碳,天冬酰胺中连羧基和氨基的碳为手性碳,故是手性分子;
③天冬酰胺是分子晶体,不含有离子键;分子中有C-H、C-N等极性键,有C-C非极性键,有C=O键,其中含有键,分子中有-NH2,-COOH,能形成分子间氢键;故答案为BCDE;
(4)①根据晶胞的结构可知,周围相邻最近的F-有8个,即的配位数为8;
②晶胞中含有8个F-,即有4个,故晶胞的质量为,晶胞的体积为,晶体的密度为==。
44.(24-25高二下·安徽滁州·期中)最新研究表明: 在室温下具有超离子行为,该研究成果为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。回答下列问题:
(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为__________,同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为__________(填元素符号)。
(2)哈勃—韦斯(Haber-Weiss)原理表明,某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是:其次外层未排满的d轨道可以存取电子,降低活化能,使分解反应容易发生。则________(填“能”或“不能”)催化双氧水分解。
(3)中配体分子以及分子的空间结构如图所示。
中键的数目为__________(为阿伏加德罗常数的值),中P的杂化类型是_________。的沸点比的沸点__________(填“高”或“低”),原因是__________;水分子中键的极性__________(填“大于”“小于”或“等于”)分子中键的极性。
【答案】(1) K、Cu
(2)能
(3)19NA 高 分子间形成了氢键 大于
【解析】(1)
Cr为24号元素,价层电子排布式为3d54s1,价层电子的轨道表达式为;同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为K、Cu;
(2)Cr3+的价电子排布式为:3d3,d轨道未排满,可以存取电子,降低活化能,从而能催化过氧化氢分解;
(3)NH3中N-H、H2O中O-H键均为σ键,配位键也为σ键,则1mol中σ键的数目为19NA;PH3中P的价层电子对数为:,为sp3杂化;NH3分子间形成了氢键,使得其沸点高于PH3;由于O的电负性大于N,则水分子中H―O键的极性大于NH3分子中N―H键的极性。
45.(24-25高二下·安徽滁州·期中)及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。回答下列问题:
(1)镓的卤化物熔点如表所示:
物质
熔点/℃
1000
78
124
213
由表中数据可知属于___________晶体。
(2)镓与铝是同主族元素,性质相似。下列有关镓及其化合物的说法正确的是___________(填字母)。
A.基态Ga原子价层电子的轨道表示式:
B.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气
C.一定条件下,可与NaOH反应生成盐
D.可由受热分解得到
(3)一种含镓的药物合成方法如图所示;
①化合物I中环上C原子的杂化方式为___________,化合物I中所含元素的电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
②x=___________。
(4)如图是氮化镓的一种晶胞结构图。
①由图知氮化镓晶体中Ga原子的配位数为___________。
②若晶体结构中Ga和N的最短距离为x nm,则晶体的密度为___________。
【答案】(1)离子
(2)CD
(3) O>N>C>H 1
(4)4
【解析】(1)的熔点较高,符合离子晶体性质特征;
(2)
基态Ga原子价层电子的轨道表示式:,故A错误;
镓与铝是同主族元素,性质相似,Al与沸水不反应,则Ga与水不能剧烈反应,故B错误;
与NaOH反应生成偏铝酸钠,而Ga与Al性质相似,则也可与NaOH反应生成相应的盐,故C正确;
结合受热分解生成可知,受热分解得到,故D正确;
(3)①由Ⅰ的结构简式可知环上的碳原子均为不饱和C,采用sp2杂化;化合物I中含H、C、N、O四种元素,同周期元素从左到右电负性增强,则电负性由大到小顺序为:O>N>C>H;
②化合物Ⅱ中Ga为+3价离子,四个羧酸根结构带四个负电荷,则化合物Ⅱ显1个负电荷,x=1;
(4)①以面心Ga为观察对象,可知与其距离最近的N原子1个晶胞中有2个,而面心N为两个晶胞共用,则Ga的配位数为4;
②该晶胞中N在体内有4个,Ga位于顶点和面心个数为,晶胞质量为:;结合晶胞结构可知Ga和N的最短距离为体对角线的四分之一,则,,晶胞体积为:;则晶体的密度= =。
46..(24-25高二下·安徽蚌埠·期中)是锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:。回答下列问题:
(1)基态铜原子价层电子排布式为而不是,原因是_______。
(2)中磷元素显-3价,则电负性P_______H(填“>”或“<”)。上述反应涉及的元素在周期表中分属_______个区。
(3)基态氮原子核外有_______种不同能量的电子;下列有关的说法错误的是_______(填字母)。
A.中心原子均是杂化 B.键角: C.是极性分子 D.中存在配位键
(4)使熔化需要克服的作用力类型是_______。
(5)铜的某种氧化物晶胞结构如图所示。其中A、B处的原子分数坐标分别为、,晶胞参数为apm。用表示阿伏加德罗常数的值,则该氧化物的化学式为_______,C处的原子分数坐标为_______,该氧化物晶体的密度为_______(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) 是能量较低的全充满状态,稳定性强
(2)> 3
(3)3 B
(4)离子键
(5)
【解析】(1)核外电子排布时,根据洪特规则特例可知,处于全满、半满、全空状态时较慢,则基态铜原子价层电子排布式为而不是,原因是是能量较低的全充满状态,稳定性强;
(2)中磷元素显-3价,电负性大的元素在化合物中显负价,则电负性P>H;上述反应涉及的元素钠、氢、钙位于s区,磷、氧、硫、氮位于p区,铜为ds区,共分属3个区;
(3)氮的电子排布式为1s22s22p3,一共涉及3个能级,即原子核外有3种不同能量的电子;
A.氨气和铵根中的氮原子的价层电子对数都是4,则中心原子均是杂化 ,A正确;
B.结合A选项,虽然两者中心原子的杂化方式相同,但是氨气中氮原子有一对孤电子对,斥力较大,则其键角较小,则键角:,B错误;
C.结合A和B分析可知,氨气的价层电子对数都是4,有一对孤电子对,则其空间构型为三角锥,正负电荷中心不重合,是极性分子,C正确;
D.氨气中氮原子上的孤电子对和氢离子形成配位键从而形成铵根,故中存在配位键,D正确;
故选B;
(4)硫酸钠是离子晶体,则使熔化需要克服的作用力类型是离子键;
(5)该晶胞中铜位于体内,一共4个铜,氧位于顶点和体心,一共2个氧,则其化学式为Cu2O;结合A、B处的原子分数坐标分别为、,C位于其中一个小立方体的体心,则C处的原子分数坐标;个晶胞中含有2个,的相对分子质量为144,,晶体密度为。
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