内容正文:
秦安一中2025-2026学年度高二第二学期第一次阶段性考试
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 P:31 Ge:73 Zr:91 I:127
一、单选题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 许多测定分子结构的现代仪器和谱图是化学研究的重要手段之一,下列说法错误的是
A. X射线衍射仪可测定共价键的键长和键角
B. 红外光谱可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息
C. 液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
D. 壁虎在天花板上爬行自如——壁虎的脚与墙体之间存在范德华力
2. HCl与相遇,可产生白烟,反应化学方程式为。下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. 基态N原子价层电子排布式:
B. 的电子式:
C. 的VSEPR模型:
D. HCl分子中键的形成:
3. 现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列有关说法正确的是
① ② ③ ④
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:①>②>③
C. ④的单质只含有非极性共价键 D. 最高正化合价:③>②>①
4. 氯的含氧酸根离子有ClO、ClO、ClO等,下列关于它们的说法错误的是
A. ClO的中心氯原子采取sp3杂化 B. ClO的空间结构为三角锥形
C. ClO的VSEPR模型为直线形 D. 键角O-Cl-O:ClO> ClO> ClO
5. 由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 电负性:
C. 简单氢化物的沸点:
D. Y的第一电离能高于同周期相邻元素
6. 图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中Q为+3价,G为-2价,则R的化合价为
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
7. 下列有关说法正确的是
A. 同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等
B. 焰色试验为黄色,与的电子跃迁有关
C. 的电子排布式为,故元素处于s区
D. 第四周期最外层电子数为1的元素只有
8. 下列关于键长、键能和键角的说法中正确的是
A. 键长是指两个原子之间的距离 B. 键长越长,共价化合物越稳定
C. 键能可以表示共价键的强弱程度 D. 键角、键能共同决定分子的空间构型
9. 下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是
A. 在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D. 邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛
10. 化合物甲[YW(XV4)2]和化合物乙(ZXV4)常用于游泳池的净水和消毒。V、W、X、Y、Z原子序数依次增大,V、X在元素周期表中同族且相邻,其中V元素在地壳中含量最高;基态W原子有7种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的价层电子排布式为4s1,Z位于元素周期表第四周期ds区,基态时有1个单电子。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:X>Y
B. 简单氢化物稳定性:V<X
C. Z最高正价为+1
D. W最高价氧化物对应水化物能溶于X最高价氧化物对应水化物不能溶于Y最高价氧化物对应水化物
11. 下列对实验事实或物质用途的解释正确的是
实验事实或物质用途
解释
A
用红热的铁针刺水晶柱表面凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同
水晶内部质点排列有序,导热性各向异性
B
工业上常用液氨作制冷剂
断裂NH3中H—N需要吸收能量
C
蔗糖易溶于水,难溶于四氯化碳
蔗糖和四氯化碳都是有机物,这违背了“相似相溶”规律
D
紫红色碘的四氯化碳溶液中,加入浓碘化钾水溶液,紫色变浅
碘在水中溶解性比碘在四氯化碳中溶解性好
A. A B. B C. C D. D
12. 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),C点为晶胞体心。下列说法中错误的是
A. Co2+价层电子排布为3d7
B. 晶体中与紧邻的有12个
C. B点的原子坐标参数为(,,)
D. 该物质的化学式为TiCoO3
13. NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 20gD2O中含有的中子数为8NA
B. 124g白磷(P4)分子中,磷磷键数目为4NA
C. 标准状况下,2.24L乙烯中所含σ键数目为NA
D. 3.4g氨气中含有N—H键的数目为0.6NA
14. 下列图形表示的晶体局部结构中,符合晶胞特点的是
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E+原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题:
(1)E元素在周期表中的位置为_______,属于_______区。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能最大的是_______(填元素符号),第一电离能最大的原因是_______。
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D_______F(填“>”“=”或“<”),下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)只含C、A两元素的离子化合物CA5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子电子层结构,其电子式为_______。
16. 回答下列问题:
(1)普宁市科技文化节化学实验铁粉造星河,写出基态Fe原子的电子排布式___________,基态Fe2+中未成对的电子数有___________个。
(2)下列四种元素是第三或第四周期主族元素,其中X、Y、Z是同一周期元素,下表是这四种元素的第一电离能(I1)到第四电离能(I4)的数据(单位:kJ·mol-1)。
元素代号
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
740
1500
7700
10500
Z
580
1800
2700
11600
W
420
3100
4400
5900
①由表中数据,推测Z元素的化合价___________,推断的理由是___________。
②推测X、Y、Z、W元素的原子半径从小到大的顺序是___________。
③Z的第一电离能比Y小的原因是___________。
(3)根据对角线规则,写出氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________。
17. Ⅰ.电负性是定量描述元素原子得失电子能力的参数。
元素符号
H
C
O
F
Mg
Al
Cl
Br
电负性
2.1
2.5
3.5
4.0
1.2
1.5
3.0
2.9
(1)MgO中化学键的类型为:___________。
(2)氮元素电负性的取值范围是___________。
(3)二氟化氧的结构式为F-O-F,氧元素的化合价为___________,该分子属于___________分子(填“极性”或“非极性)。
(4)已知HClO的结构式为H-O-Cl。
①HClO(结构式为H-O-Cl)分子在水溶液中,O-H键断裂显酸性,而非O-Cl键断裂显碱性的原因:___________
②比较等浓度的酸性:HClO___________HBrO(填>、<或=)。
Ⅱ.我国科学家制备了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂氧化锆,其晶胞如下图所示
(5)该氧化锆晶体的化学式为___________。
A. ZrO2 B. ZrO C. Zr2O D. Zr2O3
(6)结合图中数据,计算该晶胞的密度ρ=___________g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数,用含a、b和NA的代数式或计算式表示)。
18. 硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:
(1)基态Si原子的价电子轨道排布图为___________,其中能量最高的电子所占据的原子轨道呈___________形。
(2)SiH4中的Si为+4价,电负性:Si___________H(填“>”或“<”)。
(3)Si(NH2)4分子中Si原子的杂化方式是___________,第一电离能:Si___________N(填“>”或“<”)
(4)由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2②[Ne]3s23p1③[Ne]3s23p24s1三种微粒中失去一个电子所需能量最多的是___________(填数字序号)。
(5)一种含锗化合物的晶胞结构如图。该含锗晶胞有多种图式,其中一种以Ge原子为顶点,I原子为___________(填“面心”“体心”或“棱中点”)。
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秦安一中2025-2026学年度高二第二学期第一次阶段性考试
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 P:31 Ge:73 Zr:91 I:127
一、单选题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 许多测定分子结构的现代仪器和谱图是化学研究的重要手段之一,下列说法错误的是
A. X射线衍射仪可测定共价键的键长和键角
B. 红外光谱可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息
C. 液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
D. 壁虎在天花板上爬行自如——壁虎的脚与墙体之间存在范德华力
【答案】C
【解析】
【详解】A.X射线衍射仪可测定晶体的微观结构,获得共价键的键长、键角等结构参数,A正确;
B.红外光谱可分析分子中含有的化学键或官能团信息,B正确;
C.液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性,不属于液态,C错误;
D.壁虎的脚与墙体之间存在范德华力,使其能在天花板爬行,D正确;
故选C。
2. HCl与相遇,可产生白烟,反应化学方程式为。下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. 基态N原子价层电子排布式:
B. 的电子式:
C. 的VSEPR模型:
D. HCl分子中键的形成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.N原子序数为7,基态N原子价层电子排布式为,A错误;
B.氯化铵为离子化合物,其电子式:,B错误;
C.中心原子N价层电子对数:,含1对孤电子对,VSEPR模型为四面体形,C错误;
D.HCl分子中H原子的原子的3p轨道上有未成对电子,s和p轨道通过“头碰头”方式重叠形成键,形成过程为,D正确;
答案选D。
3. 现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列有关说法正确的是
① ② ③ ④
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:①>②>③
C. ④的单质只含有非极性共价键 D. 最高正化合价:③>②>①
【答案】B
【解析】
【分析】根据电子排布式可知,①为Mg原子;②为Al原子;③为F原子;④为Ne原子;
【详解】A.第一电离能的顺序为④>③>①>②,选项A错误;
B.原子半径的顺序为①>②>③,选项B正确;
C.④为单原子分子,无共价键,选项C错误;
D.③为F元素,无正化合价,选项D错误;
答案选B。
4. 氯的含氧酸根离子有ClO、ClO、ClO等,下列关于它们的说法错误的是
A. ClO的中心氯原子采取sp3杂化 B. ClO的空间结构为三角锥形
C. ClO的VSEPR模型为直线形 D. 键角O-Cl-O:ClO> ClO> ClO
【答案】C
【解析】
【详解】A.ClO的中心氯原子价电子对数为4,采取sp3杂化,故A正确;
B.ClO的中心氯原子价电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故B正确;
C.ClO的中心氯原子价电子对数为4,VSEPR模型四面体形,故C错误;
D.ClO、ClO、ClO中心氯原子价电子对数均为4,孤电子对数依次为2、1、0,孤电子对对价电子对具有排斥作用,所以键角O-Cl-O:ClO> ClO> ClO,故D正确;
选C。
5. 由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 电负性:
C. 简单氢化物的沸点:
D. Y的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】D
【解析】
【分析】原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W,X的核外电子数与电子层数相同,X可以形成一条共价键,故X为H;Y可以形成两条共价键,则为ⅥA族,Y、W同族,故Y为O,W为S;Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和(1+6=7),Z为ⅦA族,且原子序数小于S,故Z为F,据此分析。
【详解】A.根据分析可知,W、Y、Z、X分别为S、O、F、H,同周期元素由左至右原子半径减(半径O>F)小,不同周期元素,电子层数越多,半径越大,故原子半径S>O>F>H,A正确;
B.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,电负性:F>O>S,B正确;
C.H2O分子之间可以形成氢键使沸点升高,而H2S无分子间氢键,简单氢化物的沸点:H2O>H2S,C正确;
D.Y是O,同周期元素由左至右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素高,故第一电离能,N>O、F>O,D错误;
故答案为D。
6. 图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中Q为+3价,G为-2价,则R的化合价为
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
【答案】B
【解析】
【分析】利用均摊法计算出晶胞中Q、R、G三种原子的个数,再利用化合物中化合价代数和为零可计算出R的化合价。
【详解】根据均摊法结构晶胞结构图可知,晶胞结构中R原子数目为1+8×(1/8)=2,G原子数目为2+4×(1/2)+16×(1/4)=8,Q原子数目为2+8×(1/4)=4,令R的化合价为a,则4×3+2a+8×(-2)=0,解得a=2,故R的化合价为+2,B正确;
答案选B。
【点睛】本题主要考查了均摊法分析晶胞的结构,结合化合价规则解决问题,注意重对基础知识和基本方法的考查。
7. 下列有关说法正确的是
A. 同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等
B. 焰色试验为黄色,与的电子跃迁有关
C. 的电子排布式为,故元素处于s区
D. 第四周期最外层电子数为1的元素只有
【答案】A
【解析】
【详解】A.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数目均为3,A正确;
B.钠元素的焰色试验呈现黄色,则焰色试验为黄色与的电子跃迁有关,B错误;
C.属于稀有气体,处于p区,C错误;
D.第四周期最外层电子数为1的元素有、、等,D错误;
答案选A。
8. 下列关于键长、键能和键角的说法中正确的是
A. 键长是指两个原子之间的距离 B. 键长越长,共价化合物越稳定
C. 键能可以表示共价键的强弱程度 D. 键角、键能共同决定分子的空间构型
【答案】C
【解析】
【详解】A.键长是构成化学键的两个原子的核间距,故A错误;
B.键长越长,化合物越不稳定,故B错误;
C.共价键的强弱可以用键能来衡量,故C正确;
D.键长和键角共同决定分子的空间结构,故D错误;
答案选C。
9. 下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是
A. 在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D. 邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛
【答案】B
【解析】
【详解】A..NH3分子和水分子之间形成氢键,CH4则不存在,故NH3在水中的溶解度大于CH4,与分子间作用力有关,故A不符合题意;
B.非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱,与共价键有关,故B符合题意;
C.分子晶体的相对分子质量越大,沸点越高,则F2、Cl2、Br2、的熔、沸点逐渐升高,与分子间作用力有关,故C不符合题意;
D.邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键,沸点较低,而对羟基苯甲醛主要形成分子间氢键,沸点较高,故邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛与分子间作用力有关,故D不符合题意;
答案:B。
10. 化合物甲[YW(XV4)2]和化合物乙(ZXV4)常用于游泳池的净水和消毒。V、W、X、Y、Z原子序数依次增大,V、X在元素周期表中同族且相邻,其中V元素在地壳中含量最高;基态W原子有7种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的价层电子排布式为4s1,Z位于元素周期表第四周期ds区,基态时有1个单电子。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:X>Y
B. 简单氢化物稳定性:V<X
C. Z最高正价为+1
D. W最高价氧化物对应水化物能溶于X最高价氧化物对应水化物不能溶于Y最高价氧化物对应水化物
【答案】A
【解析】
【分析】V、W、X、Y、Z原子序数依次增大,V、X在元素周期表中同族且相邻,其中V元素在地壳中含量最高,V为氧、X为硫;基态W原子有7种空间运动状态不同的电子,基W为13号元素铝;态Y原子的价层电子排布式为4s1,Y为钾;Z位于元素周期表第四周期ds区,基态时有1个单电子,Z为铜;据此分析解题。
【详解】A.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;简单离子半径:S2->K+,A正确;
B.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,简单氢化物稳定性:H2O>H2S,B错误;
C.Z为铜,铜有+1,+2,+3,+4四种价态,只不过+3,+4不稳定,C错误;
D.Al的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,Y最高价氧化物对应水化物为KOH,两者可以反应,生成四羟基合铝酸钾,D错误;
故选A。
11. 下列对实验事实或物质用途的解释正确的是
实验事实或物质用途
解释
A
用红热的铁针刺水晶柱表面凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同
水晶内部质点排列有序,导热性各向异性
B
工业上常用液氨作制冷剂
断裂NH3中H—N需要吸收能量
C
蔗糖易溶于水,难溶于四氯化碳
蔗糖和四氯化碳都是有机物,这违背了“相似相溶”规律
D
紫红色碘的四氯化碳溶液中,加入浓碘化钾水溶液,紫色变浅
碘在水中溶解性比碘在四氯化碳中溶解性好
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水晶属于晶体,晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的导热性等性质是不同的,A正确;
B.液氨作为制冷剂的原理是基于氨气的物理性质,液氨的沸点为-33.3℃根据热力学原理,当液氨在制冷系统中汽化时,它会吸收周围的热量,从而将温度降低,B错误;
C.蔗糖为极性分子,水为极性分子,四氯化碳为非极性分子,蔗糖易溶于水、难溶于四氯化碳,符合“相似相溶”规律,C错误;
D.紫红色碘的四氯化碳溶液中,加入浓碘化钾水溶液,紫色变浅,碘会和碘化钾反应:I2+KI=KI3,四氯化碳的碘溶液颜色将变淡,D错误;
故选。
12. 钴的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),C点为晶胞体心。下列说法中错误的是
A. Co2+价层电子排布为3d7
B. 晶体中与紧邻的有12个
C. B点的原子坐标参数为(,,)
D. 该物质的化学式为TiCoO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.Co是27号元素,价层电子排布式为,失去两个电子后,Co2+的基态电子排布为,A正确;
B.位于晶胞的顶点,与其紧邻的位于面心,每个晶胞有三个,因为该顶点8个晶胞共用,晶体中与紧邻的个数=,B正确;
C.B点位于面心,y坐标为0,即B点的原子坐标参数为(,,),C错误;
D.该晶胞中有一个,Co2+有个,个数,因此化学式为TiCoO3,D正确。
因此,本题选C。
13. NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 20gD2O中含有的中子数为8NA
B. 124g白磷(P4)分子中,磷磷键数目为4NA
C. 标准状况下,2.24L乙烯中所含σ键数目为NA
D. 3.4g氨气中含有N—H键的数目为0.6NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.20gD2O的物质的量为,而D2O中含10个中子,故1molD2O中含中子为10NA,故A错误;
B.白磷晶体为正四面体,晶体中含有6个磷磷键,124g白磷(P4)的物质的量为,则磷磷键数目为6NA,故B错误;
C.标准状况下,2.24L乙烯的物质的量为,而1mol乙烯中含5molσ键,故0.1mol乙烯中含σ键数目为0.5NA,故C错误;
D.3.4g氨气的物质的量为,而1mol氨气中含3molN-H键,故0.2mol氨气中含N—H键的数目为0.6NA,故D正确;
故选;D。
14. 下列图形表示的晶体局部结构中,符合晶胞特点的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列,具有对称性,根据图中信息B、C、D都不满足,只有A满足条件。
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
15. 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E+原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题:
(1)E元素在周期表中的位置为_______,属于_______区。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能最大的是_______(填元素符号),第一电离能最大的原因是_______。
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D_______F(填“>”“=”或“<”),下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)只含C、A两元素的离子化合物CA5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子电子层结构,其电子式为_______。
【答案】(1) ①. 第四周期第ⅠB族 ②. ds
(2) ①. N ②. 氮原子的2p轨道为半充满结构,较稳定
(3) ①. < ②. BC
(4)
【解析】
【分析】根据A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,可知A为H元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B为C元素;D原子L层上有2对成对电子,D的原子序数大于C元素,则D为O元素;B、C、D的原子序数依次增大,则C为N元素;E+原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满,则E为29号Cu元素,然后根据物质的性质及元素周期律分析解答。
【小问1详解】
E为29号Cu元素,其在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素;
【小问2详解】
B是C,C是N,D是O元素,它们是同一周期元素,一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,但由于N元素处于第ⅤA,电子处于轨道的半充满的稳定状态,失去电子消耗的能量大,其第一电离能大于同一周期相邻元素,故这三种元素的第一电离能大小关系为:N>O>C,即三种元素中第一电离能最大的元素是N元素;
【小问3详解】
同一周期主族元素,元素的原子序数越大,元素的非金属性就越强,该元素的电负性就越强。D为O元素,电负性小于F。
A.常温下氟气的颜色比氧气的颜色深,这属于物理性质,与元素的电负性无关,A错误;
B.氟气与水剧烈反应,产生氧气,说明氟气的氧化性比氧气强,可证明氟的电负性大于氧,B正确;
C.在氟与氧形成的化合物中氧元素呈正价态,F元素呈负价,说明F得电子能力比O强,则F元素的电负性较大,C正确;
D.元素的电负性大小与其单质与氢气化合形成氢化物时得电子的数目的多少,而与得电子的能力有关,D错误;
故合理选项是BC;
【小问4详解】
A为H,C是N原子,这两种元素形成离子化合物化学式为NH5,由于它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子电子层结构,因此可表示为NH4H,该物质的电子式为:。
16. 回答下列问题:
(1)普宁市科技文化节化学实验铁粉造星河,写出基态Fe原子的电子排布式___________,基态Fe2+中未成对的电子数有___________个。
(2)下列四种元素是第三或第四周期主族元素,其中X、Y、Z是同一周期元素,下表是这四种元素的第一电离能(I1)到第四电离能(I4)的数据(单位:kJ·mol-1)。
元素代号
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
740
1500
7700
10500
Z
580
1800
2700
11600
W
420
3100
4400
5900
①由表中数据,推测Z元素的化合价___________,推断的理由是___________。
②推测X、Y、Z、W元素的原子半径从小到大的顺序是___________。
③Z的第一电离能比Y小的原因是___________。
(3)根据对角线规则,写出氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________。
【答案】(1) ①. ②. 4
(2) ①. +3 ②. Z的I4远大于I3,说明Z易失去3个电子,化合价为+3 ③. Al < Mg < Na < K ④. Mg的全满,更稳定,Al的电子易失去,故Mg第一电离能高于Al
(3)
【解析】
【分析】由表中数据,X的I2远大于I1,说明X易失去1个电子,为ⅠA族;Y的I3远大于I2,说明Y易失去2个电子,为ⅡA族;Z的I4远大于I3,说明Z易失去3个电子,为ⅢA族;W的I2远大于I1,说明W易失去1个电子,为ⅠA族,X、Y、Z同周期,且均为第三周期主族元素,W为第四周期,故X、Y、Z、W分别是Na、Mg、Al、K,据此回答。
【小问1详解】
Fe是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,根据构造原理,其基态电子排布为;Fe2+的电子排布为,未成对电子数为4;
【小问2详解】
①由表中数据,Z的I4远大于I3,说明Z易失去3个电子,Z为Al,化合价为+3;
②由分析知,X、Y、Z、W分别是Na、Mg、Al、K,Na、Mg、Al同周期,核电荷数增加,原子半径减小,则原子半径:Al <Mg <Na,K、Na同主族,电子层数增加,则原子半径:Na <K,综上,原子半径从小到大的顺序为:Al < Mg < Na < K;
③Y(Mg)的价电子排布为,3s轨道全满,能量低且稳定,第一电离能较高;而Z(Al)的价电子排布为,失去电子后可达到更稳定状态,故第一电离能较低;
【小问3详解】
根据对角线规则,Be与Al性质相似,Al(OH)3与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠,故氢氧化铍(Be(OH)2)与氢氧化钠(NaOH)反应,生成四羟基合铍酸钠,其化学方程式如下:。
17. Ⅰ.电负性是定量描述元素原子得失电子能力的参数。
元素符号
H
C
O
F
Mg
Al
Cl
Br
电负性
2.1
2.5
3.5
4.0
1.2
1.5
3.0
2.9
(1)MgO中化学键的类型为:___________。
(2)氮元素电负性的取值范围是___________。
(3)二氟化氧的结构式为F-O-F,氧元素的化合价为___________,该分子属于___________分子(填“极性”或“非极性)。
(4)已知HClO的结构式为H-O-Cl。
①HClO(结构式为H-O-Cl)分子在水溶液中,O-H键断裂显酸性,而非O-Cl键断裂显碱性的原因:___________
②比较等浓度的酸性:HClO___________HBrO(填>、<或=)。
Ⅱ.我国科学家制备了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂氧化锆,其晶胞如下图所示
(5)该氧化锆晶体的化学式为___________。
A. ZrO2 B. ZrO C. Zr2O D. Zr2O3
(6)结合图中数据,计算该晶胞的密度ρ=___________g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数,用含a、b和NA的代数式或计算式表示)。
【答案】(1)离子键 (2)2.5~3.5之间
(3) ①. +2 ②. 极性
(4) ①. 氧元素与氢元素电负性差值大于氧元素与氯元素的差值,O-H的极性更强,更易断裂 ②. > (5)A
(6)
【解析】
【小问1详解】
O的电负性为3.5、Mg的电负性为1.2,电负性差为3.5-1.2=2.3>1.7,所以MgO中化学键的类型为离子键;
【小问2详解】
同周期元素从左到右,元素电负性依次增大,电负性C<N<O,所以氮元素电负性的取值范围是2.5~3.5之间;
【小问3详解】
F的电负性大于O,二氟化氧的结构式为F-O-F,F显-1价,则氧元素的化合价为+2,氧原子价电子对数为 ,有2个孤电子对,OF2分子空间构型为V形,结构不对称,该分子属于极性分子。
【小问4详解】
已知HClO的结构式为H-O-Cl。
①由于氧元素与氢元素电负性差值大于氧元素与氯元素的差值,O-H的极性更强,更易断裂,所以HClO(结构式为H-O-Cl )分子在水溶液中,O-H键断裂显酸性,而非O-Cl键断裂显碱性;
②由于Cl的电负性大于Br,在HClO和HBrO中,Cl-O键中电子云更偏向Cl,使O-H键极性更强,更易电离出H+,所以等浓度时酸性HClO > HBrO;
【小问5详解】
根据均摊原则,该晶胞中O原子位于晶胞内部,1个晶胞中含有8个O,Zr原子位于顶点和面心,个数为,所以该氧化锆晶体的化学式为ZrO2,选A;
【小问6详解】
1个晶胞中含有8个O、4个Zr,晶胞体积为,所以该晶胞的密度ρ=g·cm-3。
18. 硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:
(1)基态Si原子的价电子轨道排布图为___________,其中能量最高的电子所占据的原子轨道呈___________形。
(2)SiH4中的Si为+4价,电负性:Si___________H(填“>”或“<”)。
(3)Si(NH2)4分子中Si原子的杂化方式是___________,第一电离能:Si___________N(填“>”或“<”)
(4)由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为:①[Ne]3s23p2②[Ne]3s23p1③[Ne]3s23p24s1三种微粒中失去一个电子所需能量最多的是___________(填数字序号)。
(5)一种含锗化合物的晶胞结构如图。该含锗晶胞有多种图式,其中一种以Ge原子为顶点,I原子为___________(填“面心”“体心”或“棱中点”)。
【答案】(1) ①. ②. 哑铃或纺锤
(2)< (3) ①. sp3 ②. <
(4)② (5)棱中点
【解析】
【小问1详解】
Si是14号元素,基态Si原子的价电子排布图为,其中能量最高的电子占据3p轨道,3p轨道呈哑铃或纺锤形;
【小问2详解】
SiH4中的Si为+4价,H为-1价,说明H吸引电子的能力更强,则电负性:Si<H;
【小问3详解】
SiH4与CH4的结构相同,均为四面体形,Si采取sp3杂化,而Si(NH2)4可视为4个-NH2取代了SiH4分子中的4个H,故Si(NH2)4结构中的Si原子也采取sp3杂化方式;Si和C最外层电子数相同,Si的电子层数比C多,则第一电离能:Si<C,N和C的价层电子排布式分别为2s22p3和2s22p2,由于N的2p轨道处于半满状态,比较稳定,则第一电离能:C<N,故第一电离能:Si<N;
【小问4详解】
①[Ne]3s23p2为基态硅原子;②[Ne]3s23p1是硅原子失去一个电子后所得,由于同种元素的第二电离能大于第一电离能,②失去一个电子比①所需的能量高;③[Ne]3s23p24s1失去的是4s能级的电子,4s能级的电子离核较远,能量较高,失去时所需的能量最少,故选②;
【小问5详解】
观察图中含锗化合物晶胞结构中的Ge原子和I原子相对位置知,若以Ge原子为顶点,两个Ge原子连线的中点位置有一个I原子,那么I原子为棱中点。
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