山东省青岛第十七中学2024-2025学年高二下学期模块考试 化学试题
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
聚焦物质结构与性质模块,通过σ键π键判断、杂化轨道分析、晶胞计算等试题,融合云南镍白铜等文化素材,考查化学观念与科学思维,适配高二月考能力要求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题/40分|σ键π键、杂化类型、分子构型、晶体结构|基础判断与辨析,如第1题σ键π键认识|
|非选择题|5题/60分|配合物、晶胞计算、氢键、化学键能|综合应用,如17题结合镍白铜考查配位键与杂化,19题通过FeCl3晶体类型分析科学思维|
内容正文:
高二化学试题
时间 90分钟
可能用到的相对原子质量 : C 12 N 14 O 16 Si 28 P 31
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 对σ键和π键的认识不正确的是
A. 分子中只要含有共价键,则至少含有一个σ键 B. s﹣sσ键、p﹣pσ键与s﹣pσ键都是轴对称的
C. p﹣pσ键和p﹣pπ键的重叠方式是相同的 D. 含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
2. 如图所示,在乙烯分子中有5个σ键和一个π键,它们分别是
A. sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
B. sp2杂化轨道形成π键,未杂化的2p轨道形成σ键
C. C—H之间是sp2形成σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成π键
D. C—C之间是sp2形成σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成π键
3. 下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是
A. B.
C. D.
4. 下列判断正确的是
A. SO2、CS2、HI都是直线形分子 B. BF3的键角为120°,SnBr2的键角大于120°
C. CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子 D. PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
5. .下列关于晶体的说法中,一定正确的是( )
A.分子晶体中都存在共价键
B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C.SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D.CaTiO3晶体(如图所示)中每个Ti4+与12个O2-紧邻
6.已知NaH的晶胞如图,晶胞边长为a。下列说法中错误的是( )
A.钠离子的配位数是6
B.该结构单元中H离子数目为4
C.氢离子之间的最短距离为a
D.基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6
7.原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为;C为。则D原子的坐标参数为( )
A. B.
C. D.
8. 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
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
B
CH4与NH3分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
HF的热稳定性比HCl强
H-F比H-Cl的键能大
D
SiO2的熔点比干冰高
SiO2分子间范德华力大
A A B. B C. C D. D
9. PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,下列对PH3和NH3的有关叙述错误的是( )
A. PH3沸点低于NH3沸点,因为P—H键键能低
B. PH3分子是极性分子
C. PH3分子呈三角锥形
D. 在氨水中,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3•H2O分子,则NH3•H2O的结构式为
10. 缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是
A. 、、中只有是缺电子化合物
B. 、的中心原子的杂化方式分别为、
C. 与反应时有配位键生成
D. 的键角小于
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列分子的中心原子的杂化方式和分子的空间构型均正确的是
A. C2H2:sp、直线形 B. :sp3、三角锥形
C. H3O+:sp3、V形 D. BF3:sp2、平面三角形
12. B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是
A. 其熔点主要取决于所含化学键的键能
B. 形成大π键的电子全部由N提供
C. 分子中B和N的杂化方式相同
D. 分子中所有原子共平面
13. 关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是
A. CH3OH为极性分子 B. N2H4空间结构为平面形
C. N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
14. 在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
B. 该配离子中铜离子的配位数是4
C. 基态Cu原子的价电子排布式是 3d104s1
D. 该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H
15. 下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是
A. 键能 、 ,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B. 立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C. SiH4中Si化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D. Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成 键
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分) 回答下列问题:
(1)两种有机物的相关数据如表:
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是_______。
(2)四种晶体的熔点数据如表:
物质
CF4
SiF4
BF3
AlF3
熔点/℃
-183
-90
-127
>1000
CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是_______。
(3)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_______。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间结构为_______形;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为_______。
17. (13分)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_______。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为_______,提供孤电子对的原子是_______。
③NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为_______,键角由大到小的顺序为_______。
(2)丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂。丁二酮肟分子()中C原子轨道杂化类型为_______,1 mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为_______。
(3)配合物[Ni(CO)4]常温下为液体,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。[Ni(CO)4]中Ni与CO的C原子形成配
位键。不考虑空间构型,[Ni(CO)4]的结构可用示意图表示为_______ (用“→”表示出配位键)。
(4)NH3BH3分子中,N—B化学键称为_______键,其电子对由_______提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:3NH3BH3+6H2O=3NH+B3O+9H2↑。B3O的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由_______变为_______。
18..(10分)过渡元素及其形成的化合物在生产中有重要的用途,请回答下列问题:
(1)黄铜是最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu元素组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“>”或“<”),原因是___________________________。
(2)ZnS在光导体材料、荧光体、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为a pm,则晶体的密度为________ g·cm-3。(用含a和NA的代数式表示)
(3)某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的4个顶点,而立方体的每条棱的棱心均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为________,该立方体中Fe2+间连接起来形成的空间结构是________。
19. (19分)请回答下列问题:
(1)下列物质变化,只与范德华力有关的是________。
a.干冰熔化
b.乙酸汽化
c.石英熔融
d. 溶于水
e.碘溶于四氯化碳
(2)FeCl3常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断FeCl3的晶体类型为________。
(3)某石蕊分子结构如下图所示:
①石蕊分子所含元素中,基态原子2p轨道有两个成单电子的是________(填元素符号);由其中两种元素形成的三角锥构形的一价阳离子是________(填化学式);
②该石蕊易溶解于水,分析可能的原因是___________________________。
(4)已知:
①Cu2+的核外电子排布式为_______________________;
②X难溶于水、易溶于有机溶剂,其晶体类型为________;
③M中所含元素的电负性由大到小顺序为________,N原子以________轨道与O原子形成σ键。
④上述反应中断裂和生成的化学键有________(填序号)。
a.离子键 b.配位键
c.金属键 d.范德华力
e.共价键
(5)白磷(P4)是磷的一种单质,它属于分子晶体,其晶胞结构如右图。已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,晶胞的边长为a cm,则阿伏加德罗常数为________ mol-1(用含ρ、a的式子表示)。
20. (8分)氮是一种典型的非金属元素,其单质及化合物在生活和生产中具有广泛的用途。回答下列问题:
(1)白磷的分子式为P4,其结构如图所示。科学家目前合成了N4分子,N4分子中氮原子的杂化轨道类型是_______,N—N—N键角为_______。
(2)NH3与Zn2+可形成[Zn(NH3)6]2+,其部分结构如图所示。
NH3的空间构型为_______, NH3分子中H—N—H键角为107°,判断[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角_______(填“>”“<”或“=”)107°。
(3)配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3_______,CoCl3·4NH3(绿色和紫色)_______。
②上述配合物中,中心离子的配位数都是_______。
(4) 向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还可以其他个数比配合。所得Fe3+与SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色,含该离子的配合物的化学式是___
答题卡
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1【答案】C
【解析】
【详解】A.共价单键为σ键,双键和三键中均含1个σ键,则分子中含有共价键,则至少含有一个σ键,选项A正确;
B.σ键为轴对称,则s-sσ键与s-pσ键的对称性相同,选项B正确;
C.σ键:成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键,其特征是轴对称,即以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转;π键:成键原子的电子云以“肩并肩”方式形成的共价键,其特征是镜像对称,p﹣pσ键和p﹣pπ键的重叠方式不相同,选项C错误;
D.π键不稳定,易断裂,则含有π键的化合物,性质活泼,所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同,选项D正确;
答案选C。
2【答案】A
【解析】
【详解】在乙烯分子中碳原子与相连的氢原子、碳原子形成平面三角形,所以乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化,其中杂化轨道形成5个σ键,未杂化的2p轨道形成π键,故选:A。
3【答案】A
【解析】
【详解】连有四个不同的原子或基团的碳原子具有手性,该分子中标记的C原子连有两个H原子,该C原子没有手性,故答案为A。
4【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,选项A错误;
B.BF3的键角为120°,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一个孤电子对,对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,选项B错误;
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子,选项C正确;
D.PCl3、NH3都是三角锥形分子,而PCl5分子是三角双锥形结构,选项D错误;
答案选C。
5答案 D
解析 单原子分子中没有化学键,如稀有气体分子中不存在任何化学键,A错误;金属晶体的熔点不一定都比分子晶体的熔点高,金属汞常温下为液态,而分子晶体中很多物质在常温下为固态,B错误;SiO2晶体中每个硅原子与周围四个氧原子形成共价键,C错误;根据CaTiO3晶体的晶胞结构可知,Ti4+周围的O2-分布在经过该Ti4+的各个面的面心上,这样的面共有12个,所以CaTiO3晶体中每个Ti4+与12个O2-紧邻,D正确。
6答案 C
解析 从晶胞中可以看出,钠离子周围有6个氢离子,其配位数为6,故A正确;该结构单元中,氢离子的个数为4,故B 正确;从图中可以看出,氢离子之间距离最短的为每相邻两条棱中点的距离,因为边长为a,所以可根据勾股定理求出其距离为=a,故C错误;基态钠离子有10个电子,其电子排布式为1s22s22p6,故D正确;故选C。
7答案 D
解析 由A、B、C参数可知A为坐标系原点,B处于前平面面心,C处于下底面面心,D与周围4个原子形成正四面体结构,D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上,过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分,同理过D原子的且平衡侧面的平面将半个晶胞2等分,同理可知D处于到各个面的处,由B、C参数可知晶胞棱长为1,故D到各坐标平面的距离圴为,故C的坐标参数为。
8【答案】C
【解析】
【详解】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出不同波长的光,故A错误;
B.CH4与NH3分子的空间构型不同,但两者中心原子杂化轨道类型均为sp3,故B错误;
C.HF的热稳定性比HCl强,因为F的非金属性强于Cl,H-F比H-Cl的键能大,故C正确;
D.SiO2为原子晶体,不存在范德华力,干冰为分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,故D错误;
9【答案】A
【解析】
【详解】A.PH3沸点低于NH3沸点,因为NH3分子之间存在氢键,故A错误;
B.PH3分子呈三角锥形,所以是极性分子,故B正确;
C.PH3分子呈三角锥形,故C正确;
D.在氨水中,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3•H2O分子,由于氧原子比氮原子半径小、电负性大,使得H—O比H—N极性强,H所带正电荷更多,所以形成的氢键为H—N•••H,则NH3•H2O的结构式为,故D正确。
故选A
10【答案】D
【解析】
【详解】A.的电子式为,符合路易斯结构,的电子式为,B原子价电子数为6,不符合路易斯结构,的电子式为,符合路易斯结构,只有是缺电子化合物,故A项正确;
B.的中心原子B的价电子对数为,则B的杂化方式为;的中心原子B的价电子对数为,则B的杂化方式为,故B项正确;
C.与反应时,中N原子上有孤电子对,中B有空轨道,可生成配位键,故C项正确;
D.和的中心原子均为杂化,的中心原子上无孤电子对,的中心原子上有一对孤电子对,根据价电子对互斥理论,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则的键角大于,故D项错误;
故选D。
11【答案】AD
【解析】
【详解】A.乙炔的结构式为H-CC-H,每个碳原子价层电子对个数是2且不含孤电子对,所以碳原子采用sp杂化,为直线形结构,选项A正确;
B.中,价层电子对数=4+[(6+2)-4×2]=4,所含孤电子对数为0,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,分子形状为正四面体形,选项B错误;
C.H3O+中价层电子对数为3+1=4,所以中心原子杂化方式为sp3,其VSEPR模型为四面体形,该离子中含有一个孤电子对,所以其空间构型为三角锥形,选项C错误;
D.BF3分子中硼原子价层电子对数为3+0=3,杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,所含孤电子对数为0,所以其空间构型为平面三角形,选项D正确;
答案选AD。
12【答案】A
【解析】
【详解】A.无机苯是分子晶体,其熔点主要取决于分子间的作用力,A错误;
B.B原子最外层3个电子,与其它原子形成3个键,N原子最外层5个电子,与其它原子形成3个键,还剩余2个电子,故形成大键的电子全部由N原子提供,B正确;
C.无机苯与苯等电子体,分子中含有大键,故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化,C正确;
D.无机苯与苯等电子体,分子中含有大键,故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化,所以分子中所有原子共平面,D正确;
答案选A。
13【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A正确;
B.N2H4中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;
C.N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼((CH3)2NNH2)只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,沸点较N2H4的低,C正确;
D.CH3OH为四面体结构,-OH结构类似于水的结构,(CH3)2NNH2的结构简式为,两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确;
故选B。
14【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.该配离子中的H原子也可以和水分子中的O原子形成氢键,A错误;
B.根据配离子的结构可知,铜离子为受体,N和O为配体,铜离子的配位数为4,B正确;
C.Cu为29号元素,基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1,C正确;
D.非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性大小顺序为O>N>C>H,D正确;
综上所述答案A。
15【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.因键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,故C2H6的键能总和大于Si2H6,键能越大越稳定,故C2H6的稳定性大于Si2H6,A正确;
B.SiC的成键和结构与金刚石类似均为原子晶体,金刚石的硬度很大,类比可推测SiC的硬度和很大,B正确;
C.SiH4中Si的化合价为+4价,C的非金属性强于Si,则C的氧化性强于Si,则Si的阴离子的还原性强于C的阴离子,则SiH4的还原性较强,C错误;
D.Si原子的半径大于C原子,在形成化学键时纺锤形的p轨道很难相互重叠形成π键,故Si原子间难形成双键,D正确;
故选C。
16【答案】(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低
(2)CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大
(3)H2S (4) ①. 平面三角 ②. 2 ③. sp3
【解析】
【小问1详解】
HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,氢键作用强于一般的分子间作用力更容易,所以沸点低;
【小问2详解】
CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大;
【小问3详解】
根据价层电子对互斥理论可知,H2S、SO2、SO3三种分子中S原子的价层电子对数分别为4、3、3,因此H2S中S原子价层电子对数不同于其他两种分子;
【小问4详解】
SO3的中心原子为S,中心原子的孤电子对数==0,价层电子对数为0+3=3,S为sp2杂化,根据sp2杂化轨道构型可知,SO3的空间结构为平面三角形,符合形成大π键的条件,可形成4中心6电子大π键,因此有两种共价键类型。如图(b)所示的三聚分子中每个S原子与4个O原子结合,形成正四面体结构,S原子的杂化轨道类型为sp3。
17【答案】(1) ①. 正四面体形 ②. 配位键 ③. N ④. NH3、AsH3、PH3 ⑤. AsH3、PH3、NH3 ⑥. NH3、PH3、AsH3
(2) ①. sp3和sp2 ②. 15NA
(3) (4) ①. 配位 ②. N ③. sp3 ④. sp2
【解析】
【小问1详解】
①中S原子的价层电子对对数为,立体构型是正四面体构型;
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3是Ni2+提供共轨道,NH3提供孤电子对,Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键;提供孤电子对的原子是N。
③NH3、PH3、AsH3均为分子晶体,NH3分子间形成氢键,因此沸点高于PH3、AsH3;AsH3、PH3的分子结构相似,AsH3的相对分子质量大于PH3,因此AsH3的沸点高于PH3,即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3;非金属性:N>P>As,因此氢化物的还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3;NH3、PH3、AsH3分子中,N、P、As均形成3对共用电子对和一对孤电子对,原子半径:As>P>N,键长:As—H>P—H>N—H,因此σ键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为N>P>As,即键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3;
【小问2详解】
丁二酮肟()分子中甲基上碳原子价层电子对个数是4,且不含孤电子对,为sp3杂化,连接甲基的碳原子含有3个价层电子对,且不含孤电子对,为sp2杂化。已知丁二酮肟的结构式为,1个分子中含有13个单键和2个双键,则共含有15个σ键,所以1 mol丁二酮肟含有σ键的数目为15NA;
【小问3详解】
[Ni(CO)4]中Ni与CO的C原子形成配位键,[Ni(CO)4]的结构可用示意图表示为;
【小问4详解】
NH3分子中N原子有1对孤电子对,BH3分子中B原子有空的2p轨道,则NH3BH3分子中N—B化学键是配位键,N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道。NH3BH3中B原子形成3个B—H键和1个B—N键,B原子周围有4对成键电子对,则B原子采取sp3杂化;中每个B原子均形成3个B—O键,且B原子最外层不含孤电子对,则B原子采取sp2杂化,故在该反应中,B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2;
18答案 (1)> Zn的4s轨道为全充满稳定结构,较难失电子 (2) (3)KFe2(CN)6 正四面体形
解析 (1)Zn和Cu基态原子的价电子排布式分别为3d104s2、3d104s1,Zn的4s轨道处于全充满的稳定状态,其第一电离能大于Cu。(2)立方ZnS晶胞边长为a pm=a×10-10 cm,则晶胞的体积为V(晶胞)=(a×10-10 cm)3;每个晶胞中含有Zn2+和S2-个数均为4个,则每个晶胞的质量m(晶胞)= g,故晶体的密度为m(晶胞)/V(晶胞)=( g)/(a×10-10 cm)3= g·cm-3。
(3)蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的4个顶点,而立方体的每条棱的棱心均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上,据此画出晶胞结构示意图:
根据“切割法”计算,每个晶胞中含有Fe2+、Fe3+个数均为4×=,含有CN-个数为12×=3,则Fe2+、Fe3+、CN-的个数比为∶∶3=1∶1∶6,结合K+带1个单位正电荷推知,该晶体的化学式为KFe2(CN)6。该立方体中4个Fe2+处于上、下底面对角线交错位置,连接起来形成的空间结构是正四面体形。
19 答案 (1)ae (2)分子晶体 (3)①C、O CH、H3O+
②该石蕊分子中含有—OH和—NH2,均能与H2O形成氢键;由结构知,该分子为极性分子,根据相似相溶原理,易溶于水 (4)①1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 ②分子晶体 ③O>N>C>H sp2杂化 ④be (5)
解析 (1)干冰熔化只破坏分子间作用力;乙酸汽化破坏分子间作用力和分子间氢键;石英熔融破坏共价键;分子间不存在氢键,溶于水破坏范德华力,与水分子间形成氢键;碘溶于四氯化碳只破坏范德华力,故只有a、e符合要求。(2)FeCl3熔、沸点不高,且易升华,易溶于水,故知FeCl3为分子晶体。(3)①2p轨道有两个成单电子的原子价电子排布式为2s22p2、2s22p4,故为C和O元素。C和H形成CH,H和O形成H3O+,N和H形成NH,其中CH和H3O+为三角锥形,NH为正四面体形。②从与H2O能否形成氢键及“相似相溶”两个角度解答。(4)②由X难溶于水易溶于有机溶剂可知其为分子晶体。③分子中N原子形成3个σ键和1个π键,故N原子杂化类型为sp2杂化;同周期由左→右元素电负性增大,电负性O>N>C,H与非金属元素C形成的化合物中H表现出正价可推知电负性C>H。④该反应中断苯环上—OH的O—H键,形成Cu←O配位键。故选b、e。(5)每个白磷晶胞中含有P4个数为8×+6×=4,每个晶胞质量为4×,体积为a3 cm3,故=ρ g·cm-3,NA= mol-1。
20.【答案】(1) ①. sp3 ②. 60°
(2) ①. 三角锥形 ②. >
(3) ①. [Co(NH3)6]Cl3 ②. [Co(NH3)4Cl2]Cl ③. 6
(4)[Fe(SCN)]Cl2
【解析】
【小问1详解】
N4分子与P4分子的结构相似,为正四面体形,N4分子中每个氮原子形成3个σ键、含有1对孤电子对,杂化轨道数目为4,氮原子采取sp3杂化;正四面体中的每个面为正三角形,则N—N—N键角为60°;
【小问2详解】
①NH3中氮原子形成3个σ键,有1对未成键的孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,分子空间构型是三角锥形。②[Zn(NH3)6]2+中存在的化学键类型有配位键、共价键;受配位键的影响,[Zn(NH3)6]2+中H—N—H键角大于107°;
【小问3详解】
每个CoCl3·6NH3分子中有3个Cl-为外界离子,配体为6个NH3,化学式为[Co(NH3)6]Cl3;每个CoCl3·4NH3(绿色和紫色)分子中有1个Cl-为外界离子,配体为4个NH3和2个Cl-,化学式均为[Co(NH3)4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl,其配位数都是6;
【小问4详解】
Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
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