山东省乳山市银滩高级中学2022-2023高一下学期3月月考化学试题(答案)
银滩高级中学2022-2023学年高一下学期3月月考
化学
考生注意:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间90分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:鲁科版选择性必修2前两章。
4.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 Al:27 Si:28 Cl:35.5 Ca:40 Fe:56 K:39 Cu:64 Ag:108 Zn:65 Se:79 Sb-122
第Ⅰ卷(选择题共40分)
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. 下列比较错误的是
A. 离子半径:r(Li+)>r(H-) B. 键能:C—C >C—Si
C. 键长:N—N >N=N D. H2O与CH4分子中的键角:CH4>H2O
2. 某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是
A. X元素的常见价态为+4价
B. X不可能为金属元素
C. X一定为第五周期元素
D. X与氧气反应时最可能生成的阳离子为X3+
3. 短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,元素Z与X同主族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>X>Y B. 电负性:Y>W>Z
C. 简单离子半径:Z>X>Y D. 最简单氢化物的沸点:X>W>Z
4 下列各项叙述中正确的是 ( )
A. 电子层序数越大,s原子轨道的形状相同,半径越大
B. 在同一电子层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
C. 镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,释放能量,由基态转化成激发态
D. 杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键孤电子对
5. 下列分子中,含有两个π键的是
①HCN(H-C≡N) ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A. ①②③⑥ B. ③④⑤⑥ C. ①③⑥ D. ③⑤⑥
6. 关于化学键的各种叙述正确的是
A. 在离子化合物中,只存在离子键,没有共价键
B. 只有共价键形成的物质,不一定是共价化合物
C. 化学键只存在于化合物中
D. 非金属元素只能形成共价化合物
7. 某一化合物的分子式为AB2,A属ⅥA族元素,B属ⅦA族元素,A和B在同一周期,它们的电负性值分别为3.44和3.98,已知AB2分子的键角为103.3。。下列推断不正确的是( )
A. AB2分子的空间构型为“V”形
B. A---B键为极性共价键,AB2分子为非极性分子
C. AB2与H2O相比,AB2的熔点、沸点比H2O的低
D. AB2分子中无氢原子,分子间不能形成氢键,而H2O分子间能形成氢键
8. 氮的最高价氧化物为无色晶体,它由NO和NO构成,已知其阴离子构型为平面三角形,阳离子中氮的杂化方式为sp杂化,则其阳离子的构型和阴离子中氮的杂化方式为
A. 直线形 sp2杂化 B. V形 sp杂化
C. 平面三角形 sp2杂化 D. 平面三角形 sp3杂化
9. 在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,有些却是强温室气体,下列推测不正确的是
A. 熔点:NF3>C3F8 B. CHClFCF3存在手性异构
C. C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大
D. 由价层电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形
10. 下列叙述不正确的是
A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B. 化合物硫氰化铁和氢氧化二氨合银中都存在配位键
C. HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,且原因相同
D. MgO的熔点比NaCl的高,主要是因为MgO的晶格能大于NaCl的晶格能
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. 下列分子或离子中,立体构型不是平面三角形的是
A. CO32- B. NH3 C. BF3 D. SO3
12. 关于金属元素特征,下列叙述正确的是
A. 金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B. 金属元素在化合物中一般显正价
C. 金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱
D. 价电子越多的金属原子的金属性越强
13. 德国科学家发现新配方:他使用了远古地球上存在的O2、N2、CH3、NH3、H2O和HCN,再使用硫醇和铁盐等物质合成RNA的四种基本碱基。下列说法正确的是
A. 基态Fe3+价电子排布为:3d5 B. O2、N2、HCN中均存在σ键和π键
C. CH4、NH3、H2O分子间均存在氢键 D. 沸点:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH
14. 化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示:,下列说法正确的是
A. 碳、氮原子的杂化类型相同
B. 氮原子与碳原子分别为杂化与杂化
C. 分子中所含键为
D. 编号为a氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
15 法匹拉韦是治疗新冠肺炎的种药物,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该分子中N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O
B. 该分子中C-H键的键能大于C-F键的键能
C. 该分子中所有N原子都为sp3杂化
D. 该分子中键与键数目之比15:4
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. I、快离子导体是一类具有优良离子导电能力的固体电解质,研究得最多的是Ag、Cu、Li、Na、F、O等的快离子导体。
(1)Cu-e-=Cu+的过程中,失去的电子是基态Cu中______轨道上的电子。
(2)N、O、F的第一电离能从小到大的顺序为___________ (用元素符号表示);NH3、H2O、HF的沸点由低到高的顺序为___________ (用化学式表示,下同),其中NH3、H2O的键角由小到大的顺序为___________。
(3)二乙二胺合铜配离子{[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+}的结构如图1,1mol该配合物中所含的配位键为______ mol。
II、 碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式是___________。
a. b.
请阐述其原因是_______________________________。处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用___________形象地描述。在基态14C原子中,核外存在___________对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是____________________________。写出两个与CS2互为等电子体的分子或离子_________________。
(3)甲醚(CH3OCH3)中氧原子杂化方式为________,甲醚的沸点比乙醇(CH3CH2OH)的沸点___________。
17. I、铬、镍等过渡元素的单质、化合物在工业上有广泛的应用。
(1)基态镍原子核外共有______种不同的能量的电子,3d能级上的未成对电子数为______。
(2)Cu和Cr位于同一周期。
①向CuSO4溶液中逐滴加入氨水,可得深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O,其中心离子是______(填元素符号),配体是______。
②Cr元素所在周期中原子电负性最大的是______(不考虑零族元素)。
(3)过渡金属单质及其化合物是有机合成反应的重要催化剂。
例如: 。
苯甲醇 苯甲醛
①苯甲醇分子中的碳原子的杂化类型是_______________。
②苯甲醇、苯甲醛的沸点依次为206℃、179℃,造成二者沸点差异的主要原因是_________________________________________。
II、(1)向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水,先生成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是________。
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+
C.[Cu(NH3)4]2+的立体结构为正四面体形
D.在[Cu(NH3)4]2+配离子中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
(2)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体,深蓝色晶体中含有的化学键除普通的共价键外,还有__________________。
18.I、 磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一,作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。天然存在的磷酸盐是磷矿石[主要成分为Ca3(PO4)2,同时还有SiO2等],用硫酸跟磷矿石反应,能生成被植物吸收的Ca(H2PO4)2。回答下列问题:
(1)Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为________________。
(2)O、Si、P、S四种元素形成的最简单氢化物的稳定性最强的是______ (填化学式);P4难溶于水却易溶于CS2,其原因为_________________________________________。
(3)酸性条件下,PO可与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]从而掩蔽溶液中的Fe3+,基态Fe3+核外M层有______种空间运动状态不同的电子。
II、科学家在研究金属矿物质组分的过程中,发现了Cu-Ni-Fe等多种金属互化物。
(1)已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从铜原子核外电子变化角度解释其原因_________________________。
(2)镍能与类卤素(SCN)2反应生成Ni(SCN)2。(SCN)2分子中硫原子的杂化方式是________,σ键和π键数目之比为_______;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(SHCN)的沸点低于异硫氰酸(NHCS)的沸点,其原因是______________________。
19. I、硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题:(1)K与Cu位于同周期,金属钾的熔点比铜的低,这是因为______________________。
(2)O、S、Se均位于元素周期表第ⅥA族,它们的氢化物H2O、H2S及H2Se分子的键角从大到小顺序为______________________。
(3)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,阴离子的空间构型为______,配合离子中与Cu(Ⅱ)形成配位键的原子是______,配体中碳原子的杂化方式是______。
(4)TMTSF()中共价键的类型是______。
II. A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高是_____________(填分子式),原因是_______________________;
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E,E的立体构型为______________,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)化合物D2A的立体构型为___________,中心原子的价层电子对数为______,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_________________________。
20.I、 [2016·新课标I]锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______________,有__________个未成对电子。
(2)Ge与C同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是______________________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因______________________________________________________________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ 49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________________________。
II、周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是____________(填元素符号),e的价层电子排布图为_________________________________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为_________;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是__________________(填化学式,写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_________(任写一种);酸根呈三角锥结构的酸是___________(填化学式)。
(4)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中,阴离子为__________,阳离子中存在的化学键类型有____________;该化合物加热时首先失去的组分是____________,判断理由是___________________。
答案解析
1. 【答案】A【解析】【详解】A.根据同电子层结构,核多径小原子,离子半径:r(H-)>r(Li+),故A错误;B.碳的原子半径小于硅原子半径,键长:C—Si>C—C,因此键能:C—C>C—Si,故B正确;C.氮氮单键结合的程度比氮氮双键结合的程度小,因此键长:N—N>N=N,故C正确;D.H2O是“V”行结构,键角为105°,CH4是正四面体形,键角为109°28′,因此H2O与CH4分子中的键角:CH4>H2O,故D正确。综上所述,答案为A。
2.【答案】D【解析】【分析】由图象可知,该元素的电离能I4 远大于I3,可形成+3价的阳离子。【详解】A.由图可知,第三电离能和第四电离能间的差距最大,所以该原子最外层有3个电子,在化合物中通常显+3价,A项错误;B.第ⅢA族既有金属元素也有非金属元素,根据已知条件无法确定是否是金属元素,B项错误;C.根据已知条件无法确定其所处周期,C项错误;D.该主族元素最外层有3个电子,在反应中容易失去电子,所以与氧气反应时最可能生成的阳离子为X3+,D项正确;答案选D。
3.【答案】B【解析】【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,则W核外电子排布是1s22s22p3,W是N元素;基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,则X核外电子排布式是1s22s22p4,X是O元素;基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,Y核外电子排布式是1s22s22p63s1,Y是Na元素,元素Z与X同主族,则Z是P元素,然后根据问题分析解答。【详解】根据上述分析可知:W是N,X是O,Y是Na,Z是P元素。A.非金属元素第一电离能大于金属元素;同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,但第IIA、第VA元素处于轨道的全满、半满的稳定状态,第一电离能大于相邻元素,则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>Na,即W>X>Y,选项A正确;B.同一周期元素随原子序数的增大,元素电负性逐渐增大;同一主族元素,原子核外电子层数越多,元素电负性越小,所以电负性:N>P>Na,即W>Z>Y,选项B错误;C.离子核外电子层数越多,离子半径越大;当离子核外电子排布相同时,离子的核电荷数越大,离子半径越小。O2-、Na+核外电子排布都是2、8,有2个电子层;P3-核外电子排布是2、8、8,有3个电子层,所以简单离子半径:P3->O2->Na+,即离子半径:Z>X>Y ,选项C正确;D.元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性:O>N>P,所以最简单氢化物的沸点:H2O>NH3>PH3,即氢化物的稳定性:X>W>Z,选项D正确;答案选B。
4. 【答案】A【解析】【详解】A.s能级原子轨道都是球形的,且能层序数越大,半径也越大,故A正确; B.在一个轨道中电子的自旋方向肯定不同,但在同一能层中电子的自旋方向是可以相同,如N原子的2p轨道中的3个电子的自旋方向相同,故B错误;C.Mg原子3s2能级上的2个电子吸收能量跃迁为3p2能级上,由基态转化成激发态,故C错误;D.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子,没有杂化的p轨道形成π键,故D错误;答案选A。
【点睛】本题的易错点为B,要注意在一个轨道中电子的自旋方向肯定不同,但在同一能级不同轨道中电子的自旋方向是可以相同。
5.【答案】C【解析】【详解】①H-C≡N的分子中有C≡N,所以含有两个π键;②H2O分子中没有双键,所以不含有π键;③N2 的分子中有N≡N,所以含有两个π键;④H2O2分子中没有双键,所以不含有π键;⑤C2H4 的分子中只有一个C=C,所以含有一个π键;⑥CH≡CH 分子中有C≡C,所以含有两个π键;所以分子中含有两个π键的是①③⑥;故答案为C。
6. 【答案】B【解析】【详解】A.NaOH、Na2O2等既含离子键,又含共价键,A项错误;B.O2是只由共价键形成的物质,但不是共价化合物,属于单质,B项正确;C.许多单质分子中存共价键,C项错误;D.非金属元素也可形成离子化合物,如氯化铵,D项错误;答案选B。
7. 【答案】B【解析】【详解】A. AB2分子中A原子为第ⅥA族,价电子数目为6,B属第ⅦA族元素,则该分子中A的价层电子对数为=4,有2对孤电子对,所以为V型结构,故A正确;B. 由电负性可知,B元素的非金属性更强,A-B键为极性共价键,为V型结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,故B错误;C. H2O分子之间存在氢键,沸点高于同族其它元素氢化物,故C正确;D. 氧元素非金属很强,H2O分子之间存在氢键,A属第ⅥA族元素,B属第ⅦA族元素,AB2分子中不可能有H原子,分子间不能形成氢键,故D正确;故选:B。
8. 【答案】A【解析】【详解】NO构型为平面三角形,中心氮原子价电子对数为3,其杂化类型为sp2杂化;NO中氮的杂化方式为sp杂化,有2个键,没有键,构型为直线形,故答案选A。
9. 【答案】A【解析】【详解】A.因分子晶体的相对分子质量越大,熔点越大,则熔点:NF3<C3F8,A错误B .碳原子连有四个不同的基团,则具有手性,则CHClFCF3存在手性异构,B正确;C .根据相似相溶原理可知,有机物易溶于有机物,而水为无机物,则C3F8在CCl4中的溶解度比水中大,C正确;D.N原子上有1对孤对电子,有3个N-F键,类似氨气结构,则NF3分子中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形,D正确.答案选A。
10. 【答案】C【解析】【详解】A.含金属阳离子的晶体也可能是金属晶体,A项正确;B.Fe(SCN)3和[Ag(NH3)2]OH中均存在配位键,B项正确;C.SO2易溶于水是依据“相似相溶”原理,HF和CH3CH2OH易溶于水是因为HF和CH3CH2OH与水形成氢键,C项错误;D.离子半径Mg2+<Na+、O2-<Cl-,故晶格能MgO>NaCl,熔点MgO高于NaCl,D项正确;答案选C。
11. 【答案】B【解析】【分析】【详解】A.C形成3个δ键,孤对电子数为=0,为sp2杂化,立体构型为平面三角形,故A不选;B.氨气分子中氮原子价层电子对个数=3+(5-3×1)=4,且含有一个孤电子对,所以其立体构型是三角锥形,故B选;C.B形成3个δ键,孤对电子数为=0,为sp2杂化,立体构型为平面三角形,故C不选;D.S形成3个δ键,孤对电子数为=0,为sp2杂化,立体构型为平面三角形,故D不选;故选B。
【点睛】微粒中立体构型是平面三角形说明中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数= (a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数。
12.【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.金属元素原子其最外层电子数均小于4,因此只能表现出还原性(失电子),失去电子后所得的金属离子可得到电子表现出氧化性(如Fe3+),也可失去电子表现出还原性(如Fe2+),故A错误;B.金属元素的原子形成化合物过程中通常失去电子呈正价,故B正确;C.金属性越强的金属越容易失去电子,失去电子后越难得到电子,因此金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱,故C正确;D.金属原子的金属性与失去电子的多少无关,只与失去电子的难易程度有关,如Al原子能失去3个电子,Na原子能失去1个电子,而金属性:Na>Al,故D错误;综上所述,叙述正确的是BC项,故答案为BC。
13.【答案】AB【解析】【详解】A.Fe为26号元素,原子核外有26个电子,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去外层3个电子形成Fe3+,所以基态Fe3+价电子排布为:3d5,故A正确;B.O2分子中存在双键,N2分子中存在三键,HCN分子中存在三键,双键有一个σ键和一个π键,三键有一个σ键和两个π键,故B正确;C.C元素的电负性较弱,CH4分子间不存在氢键,故C错误;D.乙醇含有-OH,分子间存在氢键,所以沸点高于乙硫醇,故D错误;综上所述答案为AB。
14. 【答案】B【解析】【详解】A.A分子中碳、氮原子各形成了3个键,氮原子有一对孤电子对而碳原子没有,故氮原子是杂化而碳原子是杂化,A项错误,B.根据A选项的分析,氮原子与碳原子分别为杂化与杂化,B项正确C.A分子中有一个碳氧双键,故有12个共用电子对、11个键,C项错误;D.由于氮原子为杂化故相应的四个原子形成的是三角锥形结构,不可能共平面,D项错误。故选:B。
15. 【答案】C【解析】【详解】A.同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势,但ⅡA族和ⅤA族的元素达到全满或半满状态,所以N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,A正确;B.分子中C-H键的键能与C-F键的键能比较,可以根据键长的大小来判断,具体来说就是根据相结合的两个原子的半径来比较,半径越小键能越大,两个化学键都含有C原子,F原子的半径大于H原子的,所以C-H键的键能大于C-F键的键能,B正确;C.该分子中双键的成键N原子为sp2杂化,C错误;D.该分子中键与键数目之比为15:4,D正确;答案选C。
16.I、【答案】 (1). 4s (2). O<N<F (3). NH3<HF<H2O (4). H2O<NH3 (5). 4
【解析】【分析】【详解】(1)Cu的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,铜失去1个电子,失去的最外层上的电子,即失去的电子是基态Cu中4s轨道上的电子。
(2)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA的,所以第一电离能大小顺序为:O<N<F;NH3、H2O、HF都能形成分子间氢键,但水常温下为液体,沸点最高。F的半径比N小,F的电负性较大,形成的氢键的键能较大,所以HF的沸点高于NH3,所以NH3、H2O、HF的沸点由低到高的顺序为NH3<HF<H2O。NH3、H2O的中心原子都是sp3杂化,NH3中存在1个孤电子对,H2O中存在2个孤电子对,孤电子对越多,键角越小,所以NH3、H2O的键角由小到大的顺序为:H2O<NH3。
(3)由图1可知,中心原子Cu直接连接着4个N,即配位数为4,所以1mol该配合物中所含的配位键为4mol。
II、【答案】(1) ①. a ②. a表示的价电子排布使整个原子的能量最低 ③. 电子云 ④. 2 (2) ①. 碳原子最外层有4个电子,既难得电子又难失电子,不易形成离子 ②. σ键、π键(或极性键) ③. sp1 ④. CO2、N2O (3) ①. sp3 ②. 低
【解析】【小问1详解】基态碳原子的价电子为2s22p2,轨道表示式是,a正确,b违背能量最低原则,b不正确,原因是a表示的价电子排布使整个原子的能量最低;电子在原子核外一定空间运动出现的概率用电子云描述,基态14C原子的电子排布式为1s22s22p2,故原子核外存在2对自旋相反的电子;
【小问2详解】碳原子最外层有4个电子,难得到或失去电子,易形成共价键,CS2和CO2互为等电子体,结构式为S=C=S,故CS2中含σ键和π键;
【小问3详解】CH3OCH3中,—CH3碳采取sp3杂化,CH3CH2OH分子间易形成氢键,所以CH3OCH3沸点低于CH3CH2OH沸点;
17.I【答案】 (1). 7 (2). 2 (3). Cu2+ (4). NH3 (5). 正四面体形 (7). Br (8). sp2 sp3 (10). 苯甲醇分子之间除范德华力外还有氢键,苯甲醛分子之间只有范德华力
【解析】【分析】【详解】(1)基态镍原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,电子处于7个能级,同一能级中电子的能量相同,因此基态镍原子核外共有7种不同的能量的电子;3d能级上电子填充方式为,未成对电子数为2,故答案为:7;2;(2)①[Cu(NH3)4]SO4·H2O中配离子为[Cu(NH3)4]2+,其中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子对形成配位键,因此中心离子为Cu2+,配体为NH3,SO中S原子的价层电子对数为4+=4,中心原子不存在孤对电子对,因此SO的空间构型为正四面体,故答案为:Cu2+;NH3;正四面体;③同周期元素从左至右电负性逐渐增大,Cr元素位于第四周期,因此第四周期中原子电负性最大的是Br;(3)①苯甲醇分子中成4个共价键的碳原子的杂化类型为sp3,成3个共价键的碳原子的杂化类型为sp2;②二者分子间均存在范德华力,苯甲醇分子中存在O-H键,因此苯甲醇分子间能够形成氢键(O-H…O),而苯甲醛分子间不存在氢键,使得苯甲醇的沸点高于苯甲醛,故答案为:苯甲醇分子之间除范德华力外还有氢键,苯甲醛分子之间只有范德华力。
II【答案】 ③. B ④. 离子键 配位键
(1) A.反应后溶液中不存在任何沉淀,Cu2+→[Cu(NH3)4]2+,所以反应后Cu2+的浓度降低,故A错误;B.氢氧化铜和氨水反应生成[Cu(NH3)4] 2+,沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+,故B正确;C.[Cu(NH3)4]2+的立体结构为平面正方形,故C错误;D.在[Cu(NH3)4]2+配离子中,Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,故D错误;选B。
(2)Cu2+中存在空轨道,NH3中N原子上有孤电子对,N与Cu2+之间以配位键结合、[Cu(NH3)4]2+与Cl-间以离子键结合。
18.I、【答案】 (1). Zn>Fe>Ca>K (4). H2O (5). P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,P4难溶于水而易溶于CS2 (6). 正四面体形 (7). 9
【解析】【分析】【详解】(1)Ca、Fe、K、Zn的金属强弱顺序为K>Ca>Zn>Fe,一般而言,元素金属性越强,原子的第一电离能越小,但Zn的3d轨道处于全充满状态,使得Zn相较于Fe而言更难失去第一个电子,因此Ca、Fe、K、Zn的第一电离能由大到小的顺序为Zn>Fe>Ca>K;
(4)同周期元素从左至右非金属性逐渐增强,同主族元素从上至下非金属性逐渐减弱,所以O、Si、P、S四种元素中非金属性最强的是O,则形成的最简单氢化物的稳定性最强的是H2O;由于P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,因此根据相似相溶原理,P4难溶于水而易溶于CS2,故答案为:H2O;P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,P4难溶于水而易溶于CS2;
(5)PO的中心原子P原子的价层电子对数是4+=4,不存在孤对电子,则其空间构型为正四面体形;基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,M层有13个电子位于9个轨道,因此M层有9种空间运动状态不同的电子,故答案为:正四面体形;9。
II、【答案】(1)Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO
(2) ①. sp3杂化 ②. 5∶4 ③. 异硫氰酸分子间可形成氢键,硫氰酸不能
【解析】【小问1详解】Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO,故答案为:Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO;小问2详解】(SCN)2的结构式为N≡C-S-S-C≡N,可知分子中硫原子的杂化方式是sp3杂化;根据[(SCN)2]的结构可知分子中有3个单键和2个碳氮三键,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,(SCN)2分子含有5个σ键,则1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为 5NA,π键的数目为4NA,数目比为5∶4;由于异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键,所以硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸,故答案为:sp3杂化;5∶4 ;异硫氰酸分子间可形成氢键,硫氰酸不能;
19.I、【答案】 (1). 钾的原子半径比铜的大,价电子数比铜少,钾的金属键比铜的弱 (2). H2O>H2S>H2Se (3). 正四面体 (4). N (5). sp和sp3 (6). σ键和π键
【解析】【分析】【详解】(1)金属晶体的熔点与金属键强度有关,金属键强度与原子半径以及原子的价电子有关,同周期元素从左至右半径逐渐减小(稀有气体除外),钾的原子半径比铜的大,价电子数比铜少,钾的金属键比铜的弱,使得金属钾的熔点比铜的低;
(2)H2O、H2S及H2Se分子互为等电子体,空间结构都是V型,O、S、Se均位于元素周期表第ⅥA族,从上到下电负性依次减小,电负性越大,对孤对电子的吸引力越强,键角越大,因此H2O、H2S及H2Se分子的键角从大到小顺序为H2O>H2S>H2Se;
(3)[Cu(CH3CN)4]BF4中阴离子为,B原子的价层电子对数=4+=4,分子中无孤对电子对,因此的空间构型为正四面体;[Cu(CH3CN)4]BF4中,Cu2+提供空轨道,配体CH3CN中能提供孤电子对的是N;配体CH3CN 中,甲基上的碳是sp3杂化,-CN中含有三键,碳原子是sp杂化,故答案为:正四面体;N;sp和sp3;
(4)依据结构简式可知,该分子中既含有单键又含有双键,所以含有共价键类型为σ键和π键;
II、【答案】 ①. O ②. 1s22s22p63s23p3(或[Ne] 3s23p3) ③. O3 ④. O3相对分子质量较大,范德华力大 ⑦. 三角锥形 ⑧. sp3 ⑨. V形 ⑩. 4 . 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)
【解析】【分析】C核外电子总数是最外层电子数的3倍,应为P元素,C、D为同周期元素,则应为第三周期元素,D元素最外层有一个未成对电子,应为Cl元素,A2-和B+具有相同的电子构型,结合原子序数关系可知A为O元素,B为Na元素。【详解】(1)四种元素分别为O、Na、O、Cl,电负性最大的为O元素,C为P元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p3;
(2)A为O元素,有O2、O3两种同素异形体,二者对应的晶体都为分子晶体,因O3相对原子质量较大,则范德华力较大,沸点较高,A的氢化物为水,为分子晶体,B的氢化物为NaH,为离子晶体;(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物为PCl3,P形成3个δ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,则为sp3杂化,立体构型为为三角锥形;(4)化合物D2A为Cl2O,O为中心原子,形成2个δ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,则中心原子的价层电子对数为4,立体构型为V形,氯气与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O,反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
20.I、【答案】 ①. 3d104s24p2 ②. 2 ③. Ge原子半径大,原子间形成σ单键较长,p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 ④. GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强 ⑤. O>Ge>Zn
【解析】【详解】(1)Ge是32号元素,与碳元素是同一主族的元素,在元素周期表中位于第四周期IVA族;基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2;在其原子的最外层的2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上,所以基态Ge原子有2个未成对的电子,故答案为3d104s24p2;2;(2)Ge与C是同族元素,C原子原子半径较小,原子之间可以形成双键、三键;但Ge原子之间难以形成双键或三键,从原子结构角度看,这是由于锗的原子半径大,原子之间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键,故答案为Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键;(3)锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体,分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。由于相对分子质量:GeCl4<GeBr4<GeI4,所以它们的熔沸点由低到高的顺序是:GeCl4<GeBr4<GeI4,故答案为GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强;(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强,其吸引电子的能力就越强,元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是:O>Ge>Zn,所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O>Ge>Zn,故答案为O>Ge>Zn;
II、【答案】 ①. N ②. ③. sp3 ④. H2O2、N2H4 ⑤. HNO2(或HNO3) ⑥. H2SO3 ⑧. SO42- ⑨. 共价键、配位键 ⑩. H2O . H2O与Cu2+之间的配位键比NH3与Cu2+的弱
【解析】【分析】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,最外层电子数不超过8个,则c是O元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,则e原子核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素;d与c同族,且原子序数小于e,所以d为S元素,据此解答。
【详解】(1)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以b、c、d元素第一电离能最大的是N元素;e的价层电子为3d、4s电子,其价层电子排布图为;
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子为NH3,该分子的中心原子含有3个共价单键和一个孤电子对,所以N原子的杂化方式为sp3;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有H2O2和N2H4;
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3;酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3;
(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对,为SO42-;阳离子呈轴向狭长的八面体结构,根据图知,其阳离子中铜离子配位数是8,在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对,为水分子,有两个,正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对,所以为氨气分子,有4个,所以阳离子中含有配位键和共价键;H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。
0 条评论