内容正文:
2025-2026学年第二学期期中考试
高二化学试卷
(满分:100 分 考试时间:75 分钟)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分)
1. 建设美丽乡村,守护美好家乡,衣食住行皆化学。下列说法错误的是
A. 千家万户通光纤,光纤中含有的属于共价晶体
B. 在鸡蛋清溶液中加入饱和溶液,键角:
C. 美容扮靓迎佳节,化妆品甘油中所含碳、氧原子的第一电离能:
D. 人人环保动起来,包装袋使用的材料聚乳酸属于可降解材料,键长:
2. 下列说法正确的是
A. 所有的非金属元素都分布在p区
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB的10个纵列的元素都是金属元素
D. 稀有气体在ds区
3. 共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是
① ②SiC ③冰 ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷
A. ①②⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ①②③⑥
4. 下列比较错误的是
A. 熔点:NaF>MgF2>AlF3 B. 晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C. 熔点:金刚石>NaCl>H2O D. 硬度:MgO>CaO>BaO
5. 化学粒子之间的作用力种类很多,下列过程中没有破坏化学键的是
A. 氯化钠晶体溶入水 B. 氯化氢气体溶入水
C. 合成氨反应 D. 冰融化成水
6. X、Y、Z、R、Q均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。Q的最高价氧化物对应的水化物为强酸,其中单质为助燃性气体。下列说法错误的是
A. 沸点:
B. 和均属于共价晶体
C. 通常状况下,在水中的溶解度:
D. R的最高正价与其最低负价的代数和为2
7. 下列各项叙述正确的是
A. 基态氧原子核外电子的空间运动状态有8种
B. NH4Br的电子式:
C. 若硫原子核外电子排布图为则违反了泡利原理
D. 1mol配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀
8. 下列关于物质结构的说法正确的是
A. 第四周期元素中基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有3种
B. PCl3分子的空间结构与它的VSEPR模型一致
C. O3分子中的共价键是极性键,其分子为非极性分子
D. H2O的稳定性高,是因为水分子间存在氢键
9. 下列化学用语使用正确的是
A. Cl2中两个氯原子形成共价键,轨道重叠示意图为
B. Fe2+的结构示意图:
C. Cu+价层电子的轨道表达式为
D. SO2、中S原子的杂化方式相同
10. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
11. 氧氰的化学式为(OCN)2,结构式为NC-O-O-CN,下列叙述正确的是( )
A. NC键中含有2个σ键和1个π键
B. 分子中含有3个σ键和4个π键
C. NC键的键长小于CC键的键长
D. 分子中只含有极性键
12. 关于几种晶体的结构,下列说法正确的是
A. 干冰晶胞中CO2分子之间和金刚石晶胞中碳原子间的静电作用均是共价键
B. 石墨晶体层内是共价键,层与层间是范德华力,所以石墨是一种过渡晶体
C. 若金刚石的晶胞边长为acm,其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数
13. 化合物可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是
A. 元素电负性: B. 氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 和的空间结构均为三角锥形
14. 配合物可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为,配位数为6
C. 1mol配合物中键数目为
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 铜是人类广泛使用的一种金属,含铜物质在生产、生活中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化CO。
①锰在元素周期表中位于 ______填“s”“p”“d”或“ds”区。
②与CO互为等电子体的分子为 ______任写一种。
(2)已知硫酸铜稀溶液呈天蓝色,其中铜离子以[Cu(H2O)4]2+形式存在,判断硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有 ______(填标号)。
A.配位键 B.金属键 C.离子键 D.氢键 E.范德华力
(3)Cu2+可形成[CuX2]2+,其中X代表H2NCH2CH2NH2,则[CuX2]2+中配位原子为______(填元素符号),配位数为 ______。1mol[CuX2]2+微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有 ______mol。[CuX2]2+中H-N-H键角 ______(填“>”“<”或“=” )H2NCH2CH2NH2分子中H-N-H键角,原因是______________________________。
(4)CuInS2相对分子质量为(Mr)是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料,其晶胞结构如图所示,则CuInS2晶体的密度为 ______g/cm3列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示。
16. 铜金属的使用在我国由来已久。目前铜及其化合物在日常生产、科学研究和工业生产中也具有许多用途。请回答下列问题:
(1)写出基态Cu原子价电子的轨道表示式_____________________________。
(2)向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L的氨水,首先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水并振荡试管,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入8mL95%的乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①NH3极易溶于水的原因是______。
②深蓝色的晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)内不存在______填选项字母。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.配位键
③写出“沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液”时发生反应的离子方程式______________________。
(3)在CuSO4溶液中加入过量KCN溶液,可形成配合物[K2[Cu(CN)4] ,则其配离子中含有的σ键与π键的数目比为______。
(4)离子型配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,[Cu(CH3CN)4]+的配体中碳原子的杂化方式是______。
17. Ⅰ.锂离子电池和锂金属电池在生活中有着较为广泛的应用,请回答下列问题:
LiFePO4 (磷酸铁锂)、LiMn2O4(锰酸锂)都是锂离子电池中常用的电极材料。
(1)O元素在周期表中的位置是_______,基态P原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_______形,Mn有________种不同的运动状态的电子。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的为_______(填标号)。
A. B. C.
(3)从原子结构的角度分析Fe3+比Fe2+稳定的原因:__________________________。
Ⅱ.新型SiC增强铝基复合材料,可展开柔性砷化镓太阳能电池系统,助力“天问一号”开展火星探测。回答下列问题:
(4)基态Si原子中,电子占据的最高能级符号为 ______ ,Ga的基态原子的价电子排布式是 ______。
(5)第三周期元素中,第一电离能介于铝和磷之间的元素除硅外,还有 ______(填元素符号)。
(6)碳化硅和硅晶体都具有金刚石型结构,碳化硅熔点高于硅的原因是 ______________________ 。
(7)GaAs的晶胞如图所示。
①GaAs的熔点为1238℃,该晶体的类型为______。
②下列说法正确的是 ______(填字母)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.GaP与GaAs互为等电子体
C.电负性:As<Ga D.砷化镓晶体中含有配位键
(8)原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。图中各原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,1,0);则D原子的坐标参数为_________________。
18. 卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物,回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ______,其中能量较高的是______(填标号)。
a.1s22s22p43s1 b. 1s22s22p43d2 c. 1s22s22p2 d. 1s22s22p33p2
(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ______;OF2分子的空间构型为 ______。
(3)HF的沸点比HCl高,原因是_________________________________________。
(4)下列有关说法正确的是 ______(填标号)。
A. 还原性:PH3>H2S>HCl B. 酸性:HCl>HBr>HI
C. 热稳定性:PH3>H2S>HCl D. 熔沸点: CF4>CCl4>CBr4
(5)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 ______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________________。
(6)含F化合物的应用越来越广泛。XeF2中心原子的价层电子对数为 _____,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 ______(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
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2025-2026学年第二学期期中考试
高二化学试卷
(满分:100 分 考试时间:75 分钟)
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分)
1. 建设美丽乡村,守护美好家乡,衣食住行皆化学。下列说法错误的是
A. 千家万户通光纤,光纤中含有的属于共价晶体
B. 在鸡蛋清溶液中加入饱和溶液,键角:
C. 美容扮靓迎佳节,化妆品甘油中所含碳、氧原子的第一电离能:
D. 人人环保动起来,包装袋使用的材料聚乳酸属于可降解材料,键长:
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2由共价键形成三维骨架结构,属于共价晶体,A正确;
B.孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥,NH没有孤对电子,为正四面体结构(键角≈109.5°),水分子中含有2对孤对电子,H2O为V形(键角≈104.5°),故NH键角更大,B正确;
C.同周期中第一电离能O>C(氧原子核电荷更大,原子半径更小,失去电子需更高能量),C错误;
D.C原子半径大于O,C-H键长大于O-H键长,D正确;
故选C。
2. 下列说法正确的是
A. 所有的非金属元素都分布在p区
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB的10个纵列的元素都是金属元素
D. 稀有气体在ds区
【答案】C
【解析】
【详解】A.H是非金属元素,位于s区,A错误;
B.He的最外层电子数为2,在p区,B错误;
C.元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB的10个纵列的元素为过渡金属,均属于金属元素,C正确;
D.稀有气体在p区,D错误;
故选C。
3. 共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是
① ②SiC ③冰 ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷
A. ①②⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ①②③⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①Na2O2是离子晶体,其中钠离子与过氧根离子之间形成离子键,过氧根离子中氧原子之间形成非极性共价键,含有离子键和非极性共价键两种作用力,故①选;
②SiC是共价晶体,其中只存在硅原子与碳原子之间的共价键,故②不选;
③冰属于分子晶体,水分子内部存在氧和氢之间的极性共价键,还存在水分子间的作用力,还存在氢键,根据题目要求,氢键作用力相对较弱,不属于题目的三种作用力,故③选;
④金刚石是共价晶体,只存在碳原子与碳原子之间的共价键,故④不选;
⑤氯化钠属于离子晶体,其中只存在钠离子与氯离子之间形成离子键,故⑤不选;
⑥白磷属于分子晶体,白磷分子中磷原子之间形成共价键,分子间存在分子间作用力,含有共价键和分子间作用力两种作用力,故⑥选;
含有两种作用力的有①③⑥,故选B。
4. 下列比较错误的是
A. 熔点:NaF>MgF2>AlF3 B. 晶格能:NaF>NaCl>NaBr
C. 熔点:金刚石>NaCl>H2O D. 硬度:MgO>CaO>BaO
【答案】A
【解析】
【详解】A.离子半径Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越小,电荷越多,晶格能越大,则熔点越高,熔点:NaF<MgF2<AlF3,故A错误;
B.离子半径Br->Cl->F-,离子半径越小,所带电荷数越大,晶格能越大,晶格能:NaF>NaCl>NaBr,故B正确;
C.通常晶体熔点高低顺序是:共价晶体>离子晶体>分子晶体;金刚石为共价晶体、氯化钠为离子晶体,水为分子晶体,熔点:金刚石>NaCl>H2O,故C正确;
D.离子半径Ba2+>Ca2+>Mg2+,晶格能:MgO>CaO>BaO,则硬度:MgO>CaO>BaO,故D正确。
答案选A。
5. 化学粒子之间的作用力种类很多,下列过程中没有破坏化学键的是
A. 氯化钠晶体溶入水 B. 氯化氢气体溶入水
C. 合成氨反应 D. 冰融化成水
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化钠晶体为离子晶体,溶于水时电离出和,破坏了离子键,A不符合题意;
B.氯化氢为共价化合物,溶于水时电离出和,破坏了共价键,B不符合题意;
C.合成氨是和反应生成的化学变化,既有反应物内旧化学键的断裂,也有生成物中新化学键的形成,破坏了化学键,C不符合题意;
D.冰属于分子晶体,融化成水的过程仅破坏分子间作用力(含氢键),没有破坏化学键,D符合题意;
故选D。
6. X、Y、Z、R、Q均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。Q的最高价氧化物对应的水化物为强酸,其中单质为助燃性气体。下列说法错误的是
A. 沸点:
B. 和均属于共价晶体
C. 通常状况下,在水中的溶解度:
D. R的最高正价与其最低负价的代数和为2
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、R、Q为5种短周期元素,由其在元素周期表中的相对位置知,X和Z在第二周期,Y、R、Q在第三周期;Z和Q同主族,且为助燃性气体,Q的最高价氧化物对应的水化物为强酸,则Z为O,Q为S(硫酸为强酸),所以R为P,Y为Si,X为C;综上,X、Y、Z、R、Q依次为C、Si、O、P、S。
【详解】A.结合分析知,分别为SiC、CS2,SiC属于共价晶体,晶体中原子间通过共价键结合,破坏共价键需要极高的能量,SiC的沸点很高;CS2是分子晶体,分子间通过较弱的范德华力结合,CS2的沸点较低,故沸点:SiC>CS2,A项正确;
B.即CO2,属于分子晶体;即SO2,也属于分子晶体,B项错误;
C.Z为O,臭氧(O3)属于极性分子(正负电荷中心不重合),氧气属于非极性分子,水属于极性分子,根据 “相似相溶”原理,通常状况下,臭氧在水中的溶解度比氧气在水中的溶解度大,C项正确;
D.R为P,是第VA族元素,最高正价为+5,最低负价为-3,二者的代数和为2,D项正确;
故选B。
7. 下列各项叙述正确的是
A. 基态氧原子核外电子的空间运动状态有8种
B. NH4Br的电子式:
C. 若硫原子核外电子排布图为则违反了泡利原理
D. 1mol配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态氧原子核外电子排布为,电子的空间运动状态对应原子轨道数目,共种,A错误;
B.是离子化合物,其电子式可表示为,B错误;
C.硫原子3p能级有4个电子,根据洪特规则,电子应优先分占不同轨道且自旋平行,该排布违反洪特规则,C错误;
D.1 mol该配合物的外界有,可与溶液反应生成白色沉淀,D正确;
故选D。
8. 下列关于物质结构的说法正确的是
A. 第四周期元素中基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有3种
B. PCl3分子的空间结构与它的VSEPR模型一致
C. O3分子中的共价键是极性键,其分子为非极性分子
D. H2O的稳定性高,是因为水分子间存在氢键
【答案】A
【解析】
【详解】A.第四周期中,基态电子排布为,为,为,共3种符合条件的元素,A正确;
B.中心的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,因存在1对孤电子对,分子空间结构为三角锥形,二者不一致,B错误;
C.为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.的稳定性由分子内键的键能决定,氢键是分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,与稳定性无关,D错误;
故答案选A。
9. 下列化学用语使用正确的是
A. Cl2中两个氯原子形成共价键,轨道重叠示意图为
B. Fe2+的结构示意图:
C. Cu+价层电子的轨道表达式为
D. SO2、中S原子的杂化方式相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.中两个氯原子通过轨道“头碰头”重叠形成键,图示为“肩并肩”的键重叠方式,A错误;
B.原子失去最外层个电子形成,核外电子层排布为,结构示意图为,B错误;
C.基态原子价电子排布为,失去个电子后价电子排布为,图示轨道表示式符合泡利原理与洪特规则,C正确;
D.中原子价层电子对数为,为杂化;中原子价层电子对数为,为杂化,二者杂化方式不同,D错误;
故选C。
10. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;
故选C。
11. 氧氰的化学式为(OCN)2,结构式为NC-O-O-CN,下列叙述正确的是( )
A. NC键中含有2个σ键和1个π键
B. 分子中含有3个σ键和4个π键
C. NC键的键长小于CC键的键长
D. 分子中只含有极性键
【答案】C
【解析】
【详解】A.NC键中含有1个σ键和2个π键,故A错误;
B.NC键中含有1个σ键和2个π键,该分子中共含有5个σ键和4个π键,故B错误;
C.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C≡N键长小于C≡C键长,故C正确;
D.同种原子间形成非极性键,不同原子形成极性键,该分子的分子中的O-O键为非极性键,故D错误;
故选C。
12. 关于几种晶体的结构,下列说法正确的是
A. 干冰晶胞中CO2分子之间和金刚石晶胞中碳原子间的静电作用均是共价键
B. 石墨晶体层内是共价键,层与层间是范德华力,所以石墨是一种过渡晶体
C. 若金刚石的晶胞边长为acm,其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数
【答案】D
【解析】
【详解】A.干冰晶胞中CO2分子之间是分子间作用力,故A错误;
B.石墨晶体层内碳原子之间以共价键结合,层与层之间通过范德华力结合,因此石墨属于一种混合型晶体,故B错误;
C.金刚石两个最近的碳原子之间的距离为体对角线的四分之一,若晶胞边长为a cm,则两个最近的碳原子之间的距离为 cm,故C错误;
D.NaCl中Na+的配位数为6,干冰中CO2分子的配位数为12,故D正确;
故选:D。
13. 化合物可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是
A. 元素电负性: B. 氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 和的空间结构均为三角锥形
【答案】A
【解析】
【分析】E在地壳中含量最多为氧元素,X的基态原子价层电子排布式为,所以, ,X为镁或者 ,X为锂,Y的基态原子价层p轨道半充满所以可能为氮或磷,Y和M同族所以为氮或磷,根据X与M同周期、化合价之和为零,可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、E为氧元素、Y氮元素。
【详解】A.元素电负性:氧大于氮大于氢,A正确;
B.磷化氢、氨气、水固体均是分子晶体,氨气、水固体中都存在氢键沸点高,磷化氢没有氢键沸点低,所以氢化物沸点:冰大于氨大于磷化氢,B错误;
C.同周期第一电离能自左向右总趋势逐渐增大,当出现第ⅡA族和第ⅤA族时比左右两侧元素电离能都要大,所以氮大于氧大于镁 ,C错误;
D.价层电子对为 ,有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,价层电子对为,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误;
故选A。
14. 配合物可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为,配位数为6
C. 1mol配合物中键数目为
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共
【答案】A
【解析】
【详解】A. 与之间存在离子键,与之间存在配位键,中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A项错误;
B. 配合物中,配离子为,中心离子为,配位数为6,B项正确;
C. 中碳原子与氮原子之间存在1个键,与之间的配位键属于键,则配合物中键数目为,C项正确;
D. 该配合物为离子化合物,易电离,其电离方程式为,该配合物电离得到阴、阳离子的数目共,D项正确;
故选A。
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15. 铜是人类广泛使用的一种金属,含铜物质在生产、生活中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化CO。
①锰在元素周期表中位于 ______填“s”“p”“d”或“ds”区。
②与CO互为等电子体的分子为 ______任写一种。
(2)已知硫酸铜稀溶液呈天蓝色,其中铜离子以[Cu(H2O)4]2+形式存在,判断硫酸铜稀溶液中不存在的作用力有 ______(填标号)。
A.配位键 B.金属键 C.离子键 D.氢键 E.范德华力
(3)Cu2+可形成[CuX2]2+,其中X代表H2NCH2CH2NH2,则[CuX2]2+中配位原子为______(填元素符号),配位数为 ______。1mol[CuX2]2+微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有 ______mol。[CuX2]2+中H-N-H键角 ______(填“>”“<”或“=” )H2NCH2CH2NH2分子中H-N-H键角,原因是______________________________。
(4)CuInS2相对分子质量为(Mr)是生物医药、太阳能电池等领域的理想荧光材料,其晶胞结构如图所示,则CuInS2晶体的密度为 ______g/cm3列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示。
【答案】(1) ①. d ②. N2
(2)BC (3) ①. N ②. 4 ③. 8 ④. > ⑤. [CuX2]2+中配体H2NCH2CH2NH2中N原子上的孤电子对成为了成键电子对,则排斥力较小,键角增大
(4)
【解析】
【小问1详解】
①已知Mn是25号元素,其价电子排布式为:3d54s2,故锰在元素周期表中位于d区;
②原子总数相同价电子总数相同的微粒互为等电子体,故与CO互为等电子体的分子为N2;
【小问2详解】
已知硫酸铜稀溶液呈天蓝色,硫酸铜完全电离,其中铜离子以[Cu(H2O)4]2+形式存在,[Cu(H2O)4]2+中Cu2+和H2O之间的配位键,H2O内部的共价键,[Cu(H2O)4]2+和硫酸根离子之间不存在离子键,水分子之间存在氢键和范德华力,故不存在的作用力有金属键和离子键,故选BC;
【小问3详解】
Cu2+可形成[CuX2]2+,其中X代表H2NCH2CH2NH2,已知H2NCH2CH2NH2中N原子还有一对孤电子对,则[CuX2]2+中配位原子为N,每个N原子与Cu2+均能形成一个配位键,该离子的配位数为4,已知H2NCH2CH2NH2中N、C均采用sp3杂化,故1 mol [CuX2]2+微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有2×4=8mol,[CuX2]2+中配体为H2NCH2CH2NH2,H2NCH2CH2NH2中N原子上的孤电子对成为了成键电子对,则排斥力较小,故[CuX2]2+中H-N-H键角>H2NCH2CH2NH2分子中H-N-H键角,原因为:[CuX2]2+中配体H2NCH2CH2NH2中N原子上的孤电子对成为了成键电子对,则排斥力较小,键角增大;
【小问4详解】
根据均摊法,晶胞中Cu的原子个数,化学式为CuInS2,说明一个晶胞中有4个CuInS2单元,所以晶胞的质量为,晶胞的体积为a2c nm3=a2c×10-21cm3,故晶胞的密度为g/cm3。
16. 铜金属的使用在我国由来已久。目前铜及其化合物在日常生产、科学研究和工业生产中也具有许多用途。请回答下列问题:
(1)写出基态Cu原子价电子的轨道表示式_____________________________。
(2)向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L的氨水,首先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水并振荡试管,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入8mL95%的乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①NH3极易溶于水的原因是______。
②深蓝色的晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)内不存在______填选项字母。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.配位键
③写出“沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液”时发生反应的离子方程式______________________。
(3)在CuSO4溶液中加入过量KCN溶液,可形成配合物[K2[Cu(CN)4] ,则其配离子中含有的σ键与π键的数目比为______。
(4)离子型配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,[Cu(CH3CN)4]+的配体中碳原子的杂化方式是______。
【答案】(1) (2) ①. NH3与H2O均是极性分子、相似相溶;NH3与H2O分子间能形成氢键NH3与H2O反应 ②. C ③. Cu(OH)2+4 NH3∙H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O+2OH-
(3)1:1 (4)sp3、sp
【解析】
【小问1详解】
基态Cu原子的原子序数为29,根据构造原理和洪特规则特例,其核外电子排布式为,价电子排布式为,轨道表示式为。
【小问2详解】
①NH3分子和H2O分子均为极性分子,根据相似相溶原理,NH3易溶于水;同时NH3分子中的N原子与H2O分子中的H原子之间能形成氢键,进一步极大地增加了其在水中的溶解度。
② A.在深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,[Cu(NH3)4]2+与之间存在离子键,A正确;
B.NH3(N-H键)、(S-O键)及(O-H键)内部的非金属原子之间均存在由不同种元素形成的极性共价键,B正确;
C.在深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,不存在同种非金属原子之间形成的非极性共价键,C错误;
D.在深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,Cu2+与NH3之间存在配位键,D正确;
故答案选C。
③ 滴加氨水首先生成的蓝色沉淀是氢氧化铜沉淀,继续滴加氨水,Cu(OH)2与反应生成可溶性的四氨合铜配离子,反应的离子方程式为:。
【小问3详解】
配合物的配离子为[Cu(CN)4]2-。中心离子Cu2+与4个CN—配体之间形成4个配位键(属于σ键);每个CN—内部含有1个三键,三键中包含1个σ键和2个π键。因此,1个配离子中含有个σ键,含有个键,σ键与π键的数目比为。
【小问4详解】
配体CH3CN的结构如图:,甲基(-CH3)上的碳原子与周围原子形成4个σ单键,无孤电子对,采用sp3杂化;氰基(-CN)中的碳原子与氮原子形成三键,与相邻碳原子形成单键,共含有2个σ键,无孤电子对,采用sp杂化。
17. Ⅰ.锂离子电池和锂金属电池在生活中有着较为广泛的应用,请回答下列问题:
LiFePO4 (磷酸铁锂)、LiMn2O4(锰酸锂)都是锂离子电池中常用的电极材料。
(1)O元素在周期表中的位置是_______,基态P原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_______形,Mn有________种不同的运动状态的电子。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的为_______(填标号)。
A. B. C.
(3)从原子结构的角度分析Fe3+比Fe2+稳定的原因:__________________________。
Ⅱ.新型SiC增强铝基复合材料,可展开柔性砷化镓太阳能电池系统,助力“天问一号”开展火星探测。回答下列问题:
(4)基态Si原子中,电子占据的最高能级符号为 ______ ,Ga的基态原子的价电子排布式是 ______。
(5)第三周期元素中,第一电离能介于铝和磷之间的元素除硅外,还有 ______(填元素符号)。
(6)碳化硅和硅晶体都具有金刚石型结构,碳化硅熔点高于硅的原因是 ______________________ 。
(7)GaAs的晶胞如图所示。
①GaAs的熔点为1238℃,该晶体的类型为______。
②下列说法正确的是 ______(填字母)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.GaP与GaAs互为等电子体
C.电负性:As<Ga D.砷化镓晶体中含有配位键
(8)原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。图中各原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,1,0);则D原子的坐标参数为_________________。
【答案】(1) ①. 第二周期第ⅥA族 ②. 哑铃 ③. 25
(2)C (3)基态Fe3+的价电子排布式为3d5,处于半充满较稳定状态,故Fe3+比Fe2+稳定
(4) ①. 3p ②. 4s24p1
(5)Mg、S (6)原子半径:C<Si,键长:C-Si<Si-Si,C-Si的键能比Si-Si的键能大,C-Si共价键更强
(7) ①. 共价晶体 ②. BD
(8)(,,)
【解析】
【小问1详解】
O为8号元素,位于元素周期表第二周期第ⅥA族;基态P原子的核外电子排布式为,最高能级为能级,轨道电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形);在一个原子中没有两个运动状态完全相同的电子,Mn原子核外有25个电子,故有25种不同运动状态的电子;
【小问2详解】
基态Li原子的电子排布式为,A的排布为,B的排布为,C的排布为,电子跃迁到更高能级需要吸收能量,C项中有两个电子跃迁到了能量更高的能级,故C能量最高;
【小问3详解】
基态Fe原子的价电子排布式为,失去电子形成离子时先失去最外层的电子,的价电子排布为,的价电子排布为,属于半充满状态,结构更稳定,故Fe3+比Fe2+稳定的原因为基态Fe3+的价电子排布式为3d5,处于半充满较稳定状态,故Fe3+比Fe2+稳定;
【小问4详解】
基态Si原子的核外电子排布式为,电子占据的最高能级符号为;Ga是31号元素,与Al同主族,基态原子的价电子排布式为;
【小问5详解】
同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但Mg的轨道全充满、P的轨道半充满,较为稳定,第一电离能大于相邻元素,第三周期第一电离能顺序为,介于Al和P之间的有Mg、Si、S,除硅外还有Mg、S;
【小问6详解】
碳化硅和硅晶体均为共价晶体(原子晶体),由于原子半径:C<Si,键长:C-Si<Si-Si,C-Si的键能比Si-Si的键能大,C-Si共价键更强,故碳化硅熔点高于硅;
【小问7详解】
①GaAs熔点较高,属于共价晶体(原子晶体);
②A.GaAs晶胞中Ga和As的配位数均为4,而NaCl晶胞中Na和Cl的配位数均为6,结构不同,A错误;
B.P和As同主族,价电子数相同,GaP与GaAs互为等电子体,B正确;
C.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,电负性,C错误;
D.Ga最外层有3个电子,As最外层有5个电子,形成4个共价键时,As提供一对孤对电子与Ga的空轨道形成配位键,D正确;
故选BD;
【小问8详解】
晶胞中白色球位于顶点和面心,黑色球位于四面体空隙(即划分出的8个小立方体中4个互不相邻的体心),由A、B、C可知,坐标系原点在左前下顶点。D原子位于右后下的小立方体体心,与C原子相连,其在、、轴上的投影分别为、、,故坐标参数为。
18. 卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物,回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ______,其中能量较高的是______(填标号)。
a.1s22s22p43s1 b. 1s22s22p43d2 c. 1s22s22p2 d. 1s22s22p33p2
(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为 ______;OF2分子的空间构型为 ______。
(3)HF的沸点比HCl高,原因是_________________________________________。
(4)下列有关说法正确的是 ______(填标号)。
A. 还原性:PH3>H2S>HCl B. 酸性:HCl>HBr>HI
C. 热稳定性:PH3>H2S>HCl D. 熔沸点: CF4>CCl4>CBr4
(5)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 ______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________________。
(6)含F化合物的应用越来越广泛。XeF2中心原子的价层电子对数为 _____,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 ______(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
【答案】(1) ①. ad ②. d
(2) ①. F>O>Cl ②. V形
(3)两者都为分子晶体,HF形成分子间氢键 (4)A
(5) ①. CsCl ②. CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
(6) ①. 5 ②. D
【解析】
【小问1详解】
氟原子的核外电子数为9,基态电子排布式为。
a项电子数为9,是2p轨道1个电子跃迁到3s轨道的激发态;
b项电子数为10,不是氟原子;
c项电子数为5,不是氟原子;
d项电子数为9,是2p轨道2个电子跃迁到3p轨道的激发态。故氟原子激发态的电子排布式有ad;d项中有2个电子跃迁到能量更高的3p能级,而a项只有1个电子跃迁到3s能级,故能量较高的是d。
【小问2详解】
同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性大小顺序为。分子中中心O原子的价层电子对数为,含有2对孤电子对,故其空间构型为V形。
【小问3详解】
HF和HCl均为分子晶体,但HF分子间能形成氢键,分子间作用力显著增强,故HF的沸点比HCl高。
【小问4详解】
A.非金属性,非金属性越弱,其简单氢化物的还原性越强,故还原性,A正确;
B.氢卤酸的酸性顺序为,B错误;
C.非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,故热稳定性,C错误;
D.、、均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,故熔沸点,D错误;
故选A。
【小问5详解】
卤化物受热发生非氧化还原反应,分解生成和,其中无色晶体X为,红棕色液体Y为。为离子晶体,为分子晶体,离子键的强度远大于分子间作用力,故的熔点比高。
【小问6详解】
中心原子Xe的价电子数为8,配位原子F提供1个电子,故其价层电子对数为。价层电子对数为5对应杂化,故选D。
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