选择性必修2综合复习与测试
一、选择题(共16题)
1.下列关于原子晶体、分子晶体的叙述中,正确的是
A.在SiO2晶体中,1个硅原子和2 个氧原子形成2个共价键
B.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
C.HI 的相对分子质量大于HF,所以HI 的沸点高于HF
D.金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小环上有6个碳原子
2.短周期元素X、Y、乙在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是
X
Y Z
A.原子半径:
B.若X的一种单质为共价晶体,则含Y元素的盐溶液一定能与溶液反应
C.若Y可作半导体材料,则X、Z的单质均为分子晶体
D.若Y与乙的核电荷数之和为X的4倍,则X、Z的氢化物的熔、沸点:
3.基态原子的核外电子排布的原则不包括
A.能量守恒原理 B.能量最低原理
C.泡利原理 D.洪特规则
4.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分子间的范德华力大
A.A B.B C.C D.D
5.具有下列核外电子排布式的基态原子中,半径最大的是
A. B.
C. D.
6.下列说法正确的是
A.若将基态原子的核外电子排布式写成,则违背了泡利原理
B.金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低
C.石墨、新型高分子导电材料、聚乙烯、金属晶体中均含有金属键
D.乳酸分子中存在2个手性碳原子
7.下列性质的比较正确的是
A.单质的熔点: B.电负性:
C.第一电离能: D.微粒半径:
8.下列说法不正确的是
A.电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中,基态原子的能级中只有1个电子且位于区的元素只有1种
C.核电荷数为26的元素,原子核外价层电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定有未成对电子
9.下列说法正确的是
A.含有的键的个数为
B.结构与过氧化氢相似,为非极性分子
C.空间结构为平面三角形
D.中含键的个数为
10.下列有关晶体的叙述中,错误的是
A.氯化钠晶体中,每个周围距离最近且相等的共有6个
B.金属晶体中,自由电子为许多金属离子所共有
C.干冰晶体中,每个分子周围距离最近且相等的分子共有12个
D.金刚石网状结构中,每个碳原子与4个碳原子形成共价键
11.现有四种元素基态原子的电子排布式如下:①②③④。则下列有关比较中正确的是
A.第一电离能:④>③>①>② B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>①>② D.最高正化合价:④>③=②>①
12.某物质的实验式为PtCl4 2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3分子均与Pt4+形成配位键
D.该配合物的配体为NH3
13.有下列离子晶体空间结构示意图:为阳离子,为阴离子。以M代表阳离子,N代表阴离子,化学式为MN2的晶体结构为( )
A. B.
C. D.
14.下列说法不正确的是( )
A.HCl分子中的共价键是s﹣pσ键
B.σ 键可以绕键轴旋转,π 键一定不能绕键轴旋转
C.CH3﹣CH3、CH2=CH2、CH≡CH 中 σ 键都是 C﹣C 键,所以键能都相同
D.当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,镁原子由基态转化成激发态,这一过程中吸收能量
15.下列有关元素及周期表说法错误的是
A.金属元素约占80% B.主族元素处于周期表的s区和p区
C.基态原子最外层为4s1的元素有3种 D.Na、K、Rb第一电离能逐渐增大
16.解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键强弱无关的变化规律是
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D.Li、Na、K、Rb 的熔点逐渐降低
二、综合题
17.研究表明新冠病毒在铜表面存活时间最短,仅为4小时,铜被称为细菌病毒的“杀手”。回答下列问题:
(1)铜的晶胞结构如下图所示,铜原子的配位数为____,基态铜原子价层电子排布式为____。
(2)与铜同周期,N能层电子数与铜相同,熔点最低的金属是_______,
(3)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),碱式硫酸铜中非金属元素电负性由大到小的顺序是______,的空间构型为__________。
(4)氨缩脲( )分子中氮原子的杂化类型为__,σ 键与π键的数目之比为___。氨缩脲与胆矾溶液反应得到如图所示的紫色物质,1 mol紫色物质中含配位键的数目为____。
(5)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1 ,0)。
①原子B的坐标参数为_______
②)若该晶体密度为dg·cm-3,则铜镍原子间最短距离为______
18.钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题:
(1)钴元素在周期表中的位置是______________。
(2)已知第四电离能大小:I4(Fe)> I4 (Co),从原子结构的角度分析可能的原因是__________。
(3)Cu2Cl2 2CO 2H2O是一种配合物,其结构如图所示:
①该配合物中氯原子的杂化方式为______。
②该配合物中,CO作配体时配位原子是C而不是O的原因是______。
(4)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循环如图所示。已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是__(填标号)。
a、Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol b、Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c、NaCl的晶格能为785.6kJ/mol d、Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
(5)碲化锌晶体有两种结构,其中一种晶胞结构如图:
若与Zn距离最近的Te原子间距为a pm,则晶体密度为__________g/cm3。
19.是环境友好材料,能光催化降解有机物.回答下列问题:
(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能级符号为_______,价电子中未成对电子有_______个。
(2)二氧化钛与(光气)、(二氯亚砜)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。
① (光气)的立体构型为_______,中键和键的数目比为_______。
② (二氯亚砜)是_______分子.(填“极性”或“非极性”)
(3)香豆素()是一种天然香料,能被光降解。
①香豆素分子中C、O元素的第一电离能大小关系是_______,理由是_______。
②分子中C原子的杂化类型是_______。
③已知单双键交替的共轭结构可以形成大π键,大π键可用符号表示,其中n代表参与形成大π键的原子数,m代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则香豆素中的大π键应表示为_______。
(4)研究表明,在通过氮掺杂反应生成,能使对可见光具有活性,反应如图所示。
晶体中_______,_______。
20.实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求,依靠理论知识做基础。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:K=,它所对应的化学反应为:________________。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3 kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H =____________;二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,该电池的负极反应为________________。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题.已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为 0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:________________。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如 NO、NO2、N2O4等,对反应N2O4(g)2NO2(g) △H >0,在温度为 T1、T2 时,平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化曲线如图甲所示.下列说法正确的是________________。
A.A、C 两点的反应速率:A>C
B.A、C 两点气体的颜色:A 深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B
D.由状态 B 到状态 A,可以用加热的方法
E. A、C 两点的化学平衡常数:A>C
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25℃时,将m mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将________(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为________mol/L(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10﹣5 mol/L)。
(6)某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如图乙所示,电极为多孔的材料能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
①溶液中H+的移动方向由________极到________极;(用 A、B 表示)
②B电极的电极反应式为____________。
21.下列各图为几种晶体或晶胞的结构示意图。
请回答下列问题:
(1)这些晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是______。
(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为______。
(3)晶胞与晶胞结构相同,晶体的硬度______ (填“大于”或“小于”)晶体的硬度,原因是______。
(4)每个晶胞中实际占有______个原子,晶体中每个周围距离最近且相等的有______个。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是______。
22.硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:
(1)Ga与B同主族,Ga的基态原子核外电子排布式为_______,第一电离能由大到小的顺序是_______。
(2)硼酸(H3BO3)是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,在冷水中溶解度很小,加热时溶解度增大。
①硼酸中B原子的杂化轨道类型为_______。
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和_______。
③加热时,硼酸的溶解度增大,主要原因是_______。
④硼酸是一元弱酸,在水中电离时,硼酸结合水电离出的OH-而呈酸性。写出硼酸的电离方程式:_______。
(3)硼氢化钠(NaBH4)是有机化学中的一种常用还原剂,在热水中水解生成硼酸钠和氢气,用化学方程式表示其反应原理:_______。[BH4]-的空间构型是_______。
(4)B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的分子式:_______。
(5)硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为_______。
(6)金刚石的晶胞如图。立方氮化硼的结构与金刚石相似,已知晶胞边长为361.5 pm,则立方氮化硼的密度是_______ g· cm-3。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数用NA表示)。
23.锌的化合物{ZSM、等}及其合金的用途非常广泛。
(1)基态核外电子排布式为_______。
(2)ZSM是2-甲基咪唑和水杨酸与锌形成的化合物,2-甲基咪唑可通过下列反应制备:。
①C、N、H的电负性由大到小的顺序是_______。
②的价电子总数为_______。
③2-甲基咪唑中碳原子杂化轨道类型为_______;1mol 2-甲基咪唑分子中含键数目为_______;易溶于水的主要原因是_______。
24.请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为____________。
(2)B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,B的元素号为__________,其正二价离子的电子排布式为____________________。
(3)C元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n=________;原子中能量最高的是________电子。
(4)第三周期中,第一电离能最小的元素是_________,第一电离能最大的元素是_________。
(5)在元素周期表中,电负性最大的元素是_________,第二、三周期p轨道半充满的元素是_________。
(6)离子化合物NaCl、KCl和RbCl的熔点由高到低的顺序是___________。
(7)写出一种由短周期元素中能组成原子晶体的化合物的化学式_________。
参考答案:
1.D
【详解】
A. 在SiO2晶体中,1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,A不正确;B. 晶体中分子间作用力越大,其熔、沸点和硬度越高,但是与分子的稳定性没有关系,稳定性只与分子内的化学键的强度有关,B不正确;C. 虽然HI 的相对分子质量大于HF,但是,由于HF分子之间可以形成氢键,所以HF 的沸点高于HI,C不正确;D. 金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小环上有6个碳原子,D正确。本题选D。
2.C
【详解】
A.原子半径大小应该是,A错误;
B.X可能是C,则Y是,溶液能与溶液反应,但溶液不能与溶液反应,B错误;
C.Y是,X、Z分别是N和S,N和S的单质都是分子晶体,C正确;
D.X为O,Y为P,Z为,由于分子间存在氢键,故的熔、沸点高于,D错误;
故选C。
3.A
【详解】
基态原子的核外电子排布的原则为能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。
能量最低原理:原子核外电子先占有能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道;泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;洪特规则:洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同;所以基态原子的核外电子排布的原则不包括能量守恒原理。
故选A。
4.C
【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;
5.B
【详解】
由基态原子的核外电子排布式可以确定A项中的元素是Na、B项中的元素是K、C项中的元素是Mg、D项中的元素是Fe,其中K位于第四周期第ⅠA族,原子半径最大,故选B。
6.B
【详解】
A.若将基态原子的核外电子排布式写成,违背了洪特规则,A项错误。
B.金刚石和SiC都是共价晶体,且碳碳键键能大于碳硅键键能,熔点:金刚石>SiC;NaF和NaC1都是离子晶体,前者离子键强于后者,前者熔点高;和都是分子晶体,前者可以形成分子间氢键后者不能,前者熔点高;一般情况下,熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体,所以金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低,B项正确。
C.新型高分子导电材料、聚乙烯中不含有金属键,C项错误。
D.乳酸分子中只有与羟基相连的碳原子是手性碳原子,D项错误。
故答案为:B
7.A
【详解】
A.同主族的金属元素从上到下,金属原子的价层电子数不变,原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,金属熔点逐渐降低,故A正确;
B.同周期元素电负性从左到右依次增大,电负性F>O>N>C,故B错误;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但IIA和VA族为全满和半满稳定状态,第一电离能反常的比相邻下一主族大,故第一电离能NaD.微粒的电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多半径越小,微粒半径,故D错误;
故选:A。
8.A
【详解】
A.电子从激发态跃迁到基态时,会产生发射光谱,电子由基态跃迁到激发态时,会产生吸收光谱,吸收光谱与发射光谱总称原子光谱,A错误;
B.该元素最外层仅有的一个电子位于能级,即,该原子能级未填充满,情况之一是按照能级顺序正常填充,即,为元素;情况之二是按照洪特规则的特例填充,即、,为元素和元素;位于区的只有,所以只有1种,B正确;
C.核电荷数为26的元素为元素,原子能级上有6个电子,能级上有2个电子,即原子核外价层电子轨道表示式为,C正确;
D.每个原子轨道最多容纳2个电子,核外电子数为奇数的基态原子,原子轨道中一定有未成对电子,D正确;
答案选A。
9.A
【详解】
A.的物质的量为,1个分子中含有6个键,所以含有的键的个数为,A正确;
B.键为非极性共价键,键为极性共价键,该物质结构不对称,为极性分子,B错误;
C.空间结构为角形,C错误;
D.二氧化硅的物质的量为,而二氧化硅中含键,个数为,D错误。
故选A。
10.A
【详解】
A.氯化钠晶体中在一个晶胞中与距离最近的有3个,通过该有8个晶胞,每个被重复了两次,所以每个周围距离最近且相等的共有个,A错误;
B.金属晶体中金属离子以一定方式堆积,电子在其中自由移动,故自由电子为许多金属离子所共有,B正确;
C.干冰晶体中,每个分子周围距离最近且相等的分子共有个,C正确;
D.金刚石网状结构中每个原子与相邻的4个原子形成共价键,这4个原子形成的是正四面体形结构,D正确;
答案选A。
11.C
【详解】
A.同周期元素自左而右第一电离能呈锯齿状升高,故第一电离能,但元素原子能级容纳3个电子,为半充满稳定状态,能量较低第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能,同主族元素自上而下第一电离能降低,第一电离能,所以第一电离能,即④>③>②>①,A错误;
B.同周期元素自左而右原子半径依次减小,所以原子半径、,电子层越多原子半径越大故原子半径,即②>①>③>④,B错误;
C.同周期元素自左而右电负性依次增大,所以电负性,,元素非金属性比元素强,所以电负性,故电负性,即④>③>①>②,C正确;
D.最高正化合价等于最外层电子数,但无正价,所以最高正化合价①>②=③,D错误;
答案选C。
12.C
【详解】
A.加入溶液不产生沉淀,用强碱处理没有放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该配合物的化学式为,则配合物中中心原子的电荷数为4,配位数为6,故A错误;
B.Pt与6个配体成键,该配合物应是八面体形结构,故B错误;
C.由上述分析可知,和分子均与形成配位键,故C正确;
D.该配合物的配体是和,故D错误;
答案为C。
13.B
【详解】
A.阳离子位于顶点和面心,晶胞中总共含有阳离子M的数目为8×+6×=4,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子N的数目为1,则阳离子和阴离子的比值为4:1,化学式为M4N,故A不选;
B.有4个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子M的数目为4×=,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子N的数目为1,则阳离子和阴离子的比值为:1=1:2,化学式为MN2,故B选;
C.有3个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子M的数目为3×=,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子N的数目为1,则阳离子和阴离子的比值为:1=3:8,化学式为M3N8,故C不选;
D.有8个阳离子位于顶点,晶胞中平均含有阳离子M的数目为8×=1,1个阴离子位于体心,为晶胞所独有,故晶胞中含有的阴离子N的数目为1,则阳离子和阴离子的比值为1:1,化学式为MN,故D不选;
故答案选B。
14.C
【详解】
A、HCl分子中的共价键是H原子的1s轨道与Cl原子的3p轨道形成的s﹣pσ键,故A正确;
B、σ键为球对称,π键为镜面对称,σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能旋转,故B正确;
C. CH3﹣CH3、CH2=CH2、CH≡CH 中C﹣C、C﹣H键都是σ键,C≡C中有1个σ键和2个π键,C=C中有1个σ键和1个π键,故C错误;
D、基态原子吸收能量转化为激发态原子,电子由低能级进入高能级,故D正确。
15.D
【详解】
A.在元素周期表中,元素大概有112种,其中只有22种非金属,金属元素约占80%,故A正确;
B.主族元素处于周期表的s区和p区,故B正确;
C.最外层为4s1的元素有钾、铬、铜3种,故C正确;
D.金属性越强,第一电离能越大,金属性:Na故选D。
16.C
【详解】
A、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,是因为氢原子和卤素原子间共价键的键能依次减小的缘故,与共价键的强弱有关,选项A不选;
B、NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低,是因为钠离子和卤素离子间的晶格能依次减弱的缘故,与离子键的强弱有关,选项B不选;
C、F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高,是因为卤素单质分子间作用力依次增大,与化学键的强弱无关,选项C选;
D、碱金属元素从上到下,原子半径逐渐增大,金属键逐渐减小,金属单质的熔点逐渐降低,则熔点:Li>Na>K>Rb,与金属键的强弱有关,选项D不选;
答案选C。
17. 12 3d104s1 钾(K) O>S>H 正四面体形 sp3杂化 11: 8NA
【详解】
(1)根据铜的晶胞结构可知,与铜原子距离最近的铜原子共有12个,即铜原子的配位数为12,铜为29号元素,其核外共有29个电子,核外电子排布式为[Ar]3d104s1,则其价层电子排布式为3d104s1;
(2)铜为第四周期元素,N能层含有1个电子,同周期N能层电子数与铜相同的元素中,熔点最低的金属是钾(K);
(3)碱式硫酸铜中非金属元素有H、O、S,其电负性O>S>H,的中心原子的价电子对数为,不含有孤对电子,因此的空间构型为正四面体形;
(4)根据胺缩脲的结构简式分析可知,分子中每个氮原子形成三个共价键,含有一对孤对电子,因此氮原子的杂化类型为sp3杂化,分子中共含有11个σ键和2个π键,则分子中σ键与π键的数目之比为11:2,中Cu与O原子形成2个配位键,与N原子形成1个配位键,因此,1mol紫色物质中含有配位键的数目为2×2NA+4×NA=8NA;
(5)①根据A的坐标,可以判断晶胞底面的面心上的原子B的坐标参数为;
②由晶胞结构可知,处于面对角线上的Ni、Cu原子之间距离最近,设二者之间的距离为a cm,则晶胞面对角线长度为2a cm,晶胞的棱长为2a×=cm,又晶胞的质量为,所以(cm)3×d g·cm-3=,解得a=。
18. 第四周期Ⅷ Co失去的是3d6上的一个电子,而Fe失去的是半充满状态3d5上的一个电子,故Fe需要的能量较高 sp3 电负性C<O,C对孤电子对的吸引力较弱,更容易给出孤电子对 cd
【详解】
(1)钴是27号元素,其有4个电子层,其价电子排布式为3d74s2,因此,其在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族。
(2)Fe的价电子排布式为3d64s2,其失去3个电子后变为较稳定的半充满结构3d5,而Co的价电子排布式为3d74s2,其失去3个电子后变为3d6。因此,从原子结构的角度分析I4(Fe)> I4 (Co)的可能原因是:Co失去的是3d6上的一个电子,而Fe失去的是半充满状态3d5上的一个电子,故Fe需要的能量较高。
(3)由Cu2Cl2 2CO 2H2O的结构可知:
①该配合物中氯原子均形成2个σ键,另外每个氯原子还有2个孤电子对,故其价层电子对数为4,其杂化方式为sp3。
②CO分子中的C原子和O原子均有孤电子对,但是O元素的电负性大于C元素,故O原子对孤电子对的吸引力更强,因此,该配合物中,CO作配体时配位原子是C而不是O的原因是:电负性C<O,C对孤电子对的吸引力较弱,更容易给出孤电子对(用于形成配位键)。
(4)a、由图中信息可知,Cl2(g)=Cl(g)的 H=119.6kJ/mol,因此, Cl-Cl键的键能为239.2kJ/mol ,a不正确;
b、由图中信息可知,Na(g)=Na+(g)+e-的 H=495.0kJ/mol,因此, Na的第一电离能为603.4kJ/mol,b不正确;
c、由图中信息可知,Cl-(g)+ Na+(g)= NaCl(s)的 H= -785kJ/mol,因此,NaCl的晶格能为785.6kJ/mol,c正确;
d、由图中信息可知,Cl(g) +e-=Cl-(g) 的 H= -348.3kJ/mol,因此,Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol,d正确。
综上所述,有关说法正确的是cd。
(5)由碲化锌晶体的晶胞结构示意图可知,其晶胞结构与金刚石相似,Te原子堆积方式为面心立方最密堆积,Zn距离最近的Te原子间距为体对角线长度的,高晶胞参数(即该晶胞的边长)为x,则晶胞的体对角线长度为,x=4a pm,故x= pm,晶胞的体积为x3=。该晶胞中占有4个Te原子和4个Zn原子,则晶胞的质量为。因此,该晶体密度为 g/cm3。
19. 4s 2 平面三角形 3:1 极性 O>C O原子半径比C原子小,对最外层电子吸引力大 sp2
【详解】
(1)Ti为22号元素,基态Ti原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,其最高能级为4s;价电子上的3d轨道上有2个电子未成对,故答案为:4s;2;
(2)①中C原子成3个价键,其中C与O原子之间为双键,因此为平面三角形构型;1个双键中含有1个δ键和1个π键,单键中只有δ键,因此中键和键的数目比为3:1,故答案为平面三角形;3:1;
②的结构式为,分子中正负电荷中心不重叠,因此为极性分子;
(3)①C、O元素位于同一周期,同周期元素第一电离能从左至右存在逐渐增大的趋势,因此第一电离能O>C;其原因是O原子半径比C原子小,对最外层电子吸引力大;
②分子中C原子的价层电子数为3,且没有孤电子,因此C原子均为sp2杂化;
③单双键交替的共轭结构可以形成大π键,因此香豆素中双环上成环原子均存在1个电子参与形成大π键,共10个原子,10个电子,因此香豆素中的大π键应表示为;
(4)由图可知,TiO2晶胞中,Ti原子位于顶点和面以及体心,O原子位于面和棱边以及晶胞内部,因此1个晶胞中含Ti:8×+4×+1=4,O:8×+8×+2=8,进行N掺杂后,有2个O原子形成氧空穴,1个O原子被N原子替代,则掺杂后晶体中N原子为,O原子数为8-1--=,晶胞内各原子数为,定Ti原子数为1,则2-a=×,解得a=,b=×=。
20. C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ﹣246.4 kJ/mol CH3OCH3-12e﹣+3H2O=2CO2+12H+ 放热 75% D 逆向 B A SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
【详解】
(1)平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,在平衡常数表达式中,分子为生成物,分母为反应物,固体或纯液体物质不能写入表达式中,再结合质量守恒定律,所以该反应的方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
(2)①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3 kJ/mol
根据盖斯定律,将①×2+②+③,整理可得总反应的热化学方程式:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H =﹣246.4 kJ/mol;
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,该电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳,负极的电极反应为:CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;
(3)由于升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,对该反应来说,温度升高化学平衡常数K值减小,说明升高温度化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,所以该反应的正反应为放热反应,假设反应消耗的CO浓度为x,则根据方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)可知物质改变的物质的量相等,因此平衡时各种气体的物质的量浓度分别是:c(CO)=c(H2O)=(0.02-x) mol/L,c(CO2)=c(H2)=x mol/L,所以=9,解得x=0.015 mol/L,所以CO的平衡转化率为×100%=75%;
(4)对反应N2O4(g)2NO2(g) △H >0,由于该反应的正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,NO2平衡时体积分数增大,根据图象可知NO2平衡时体积分数:A>B,说明温度:T2>T1。
A.A点、C点温度相同,A点压强小于C点的压强,增大压强,化学反应速率越大,则反应速率:AB.在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向正反应移动,使红棕色气体NO2的浓度增大,所以气体颜色C点比A点深,即A点颜色浅,C点颜色深,B错误;
C.B、C两点NO2的体积分数相同,说明气体的总物质的量相同,由于气体总质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量相同,C错误;
D.A、B两点的压强相同,气体温度A>B,在相同压强下,升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,则NO2的体积分数增大,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法,D正确;
E.化学平衡常数只与温度有关,A、C两点的温度相同,所以它们的平衡常数也相等,E错误;
故合理选项是D;
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25℃时,将m mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,是由于NH4+水解,消耗水电离产生的OH-,最终达到平衡时,溶液中c(H+)>c(OH-),反应的离子方程式为:NH4++H2ONH3 H2O+H+;向其中加入氨水,使c(NH3 H2O)增大,抑制了铵根离子水解,水解平衡逆向进行,水的电离平衡逆向移动;将m mol NH4NO3溶于水,向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性,则根据电荷守恒计算可知,溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)=10-7 mol/L,NH3 H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol/L,设混合后溶液体积为1 L,c(NH4+)=c(NO3-)=m mol/L;根据一水合氨电离平衡得到:NH3 H2ONH4++OH-,平衡常数K==2×10-5 mol/L,解得c(NH3 H2O)= mol/L;
(6)该原电池中,负极上失电子被氧化,发生氧化反应,所以负极上投放的气体是SO2,SO2失电子和水反应生成SO42-和H+,正极上投放的气体是O2,正极上O2得电子和H+反应生成水,根据硫酸和水的出口方向知,B极是负极,A极是正极,所以B极上的电极反应式为:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+,原电池放电时,溶液中的H+由负极B移向正极A,所以其电池反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。
21. 金刚石晶体 金刚石冰干冰 小于 在,晶体中,离子半径,且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数 4 8 分子之间存在氢键
【详解】
(1)冰、干冰晶体属于分子晶体,分子之间以分子间作用力结合;金刚石属于共价晶体,原子之间以共价键结合;属于金属晶体,金属阳离子与自由电子之间以金属键结合;、属于离子晶体,离子之间以离子键结合;故这些晶体中粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体;
(2)一般情况下,微粒间的作用力:共价晶体离子晶体分子晶体。在上述物质中,金刚石属于共价晶体,熔点最高;、属于离子晶体,熔点比金刚石的低,由于离子半径,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,断裂消耗的能量就越大,物质的熔点就越高,所以熔点;冰、干冰都属于分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于分子之间存在氢键,分子之间只存在分子间作用力,所以熔点冰干冰;故上述五种物质中熔点由高到低的顺序为金刚石冰干冰;
(3)在、晶体中,离子半径,且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数,所以NaCl晶体的硬度小于MgO晶体的硬度;
(4)每个晶胞中含有的原子个数为;晶胞中,周围距离最近且相等的构成正八面体形结构,所以每个周围距离最近且相等的有8个;
(5)冰、干冰都是分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,由于冰中水分子间形成了氢键,使冰的熔点远高于干冰的熔点。
22. 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 B>Ga sp2 氢键、共价键 加热破坏了硼酸分子之间的氢键 H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+ NaBH4+4H2O=Na[B(OH)4]+4H2↑(或NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑) 正四面体 C6H6 MgB2
【详解】
(1)Ga与B同族,其在周期表中的位置为第四周期第III A族,故Ga的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1);第一电离能:B>Ga;
(2)①硼酸中,B的轨道杂化类型为sp2;
②硼酸晶体中,存在范德华力,还存在氢键和共价键;
③加热会破坏硼酸分子间的氢键,使得硼酸在热水中的溶解度更大;
④根据题意可得硼酸的电离方程式为:;
(3) 根据题中信息可得,硼氢化钠和热水反应的化学方程式为:NaBH4+4H2O=Na[B(OH)4]+4H2↑(或NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑);[BH4]-的空间构型为正四面体;
(4)一个B3N3H6含有30个价电子和12个原子,一个C6H6分子也含有30个价电子和12个原子,则B3N3H6的一种等电子体为C6H6;
(5)每个Mg周围有6个B,每个B周围有3个Mg,所以硼化镁的化学式为MgB2;
(6)晶胞中有4个B原子和4个N原子,则有a3·ρ·NA=4M(BN),ρ==。
23. (或) 10 和 12 分子与水分子间能形成氢键
【详解】
(1)Zn的原子序数是30,则基态核外电子排布式为。
(2)①非金属性越强,电负性越大,则C、N、H的电负性由大到小的顺序是。
②的价电子总数为4+5+1=10。
③2-甲基咪唑中饱和碳原子杂化轨道类型为,不饱和碳原子的杂化轨道类型是;单键都是键,双键中含有1个键,1mol 2-甲基咪唑分子中含键数目为12;由于分子与水分子间能形成氢键,所以易溶于水。
24. C或O Cu 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 2 2p Na A r F N、P NaCl>KCl>RbCl SiO2或SiC
【详解】
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,质子数=2+4=6或2+6=8,其元素符号为C或O。(2)B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,质子数=2+8+18+1=29,所以B的元素号为Cu,其正二价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(3)C元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,其中n=2,所以C的质子数是7,C是N,原子中能量最高的是 2p电子。(4)第三周期中,第一电离能最小的元素是金属性最强的Na,第一电离能最大的元素是稀有气体Ar。(5)在元素周期表中,电负性最大的元素是非金属性最强的F,第二、三周期p轨道半充满的元素是N、P。(6)由于离子半径:Na<K<Rb,所以晶格能是NaCl>KCl>RbCl,因此离子化合物NaCl、KCl和RbCl的熔点由高到低的顺序是NaCl>KCl>RbCl。(7)由短周期元素中能组成原子晶体的化合物可以是二氧化硅,化学式为SiO2。