第一章 原子结构与性质 (含解析)综合测试题 2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

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名称 第一章 原子结构与性质 (含解析)综合测试题 2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-01-16 21:47:13

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第一章 原子结构与性质 综合测试题
一、单选题
1.磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时, 该化合物具有磁性。下列物质适合做磁粉材料的是(  )
A.V2O5 B.PbO C.ZnO D.CrO2
2.某元素原子的核外电子中,L层电子一定比K层电子(  )
A.数目少 B.数目多 C.能量低 D.能量高
3.最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的(  )
A.s区、p区、ds区 B.s区、p区、d区
C.f区、p区、ds区 D.s区、f区、ds区
4.已知元素X的基态原子最外层电子排布为nsn-1npn+2,则X元素的原子序数为(  )
A.9 B.10 C.17 D.18
5.现有三种元素的基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②ls22s22p63s23p3;③1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是(  )
A.第一电离能:③>②>① B.原子半径:③>②>①
C.电负性:③>②>① D.最高正化合价:③>②>①
6.若用X、Y、Z和R分别代表四种元素,而且aXm+、bYn+、cZn﹣、dRm﹣四种离子的电子层结构都与S2﹣相同,则下列关系式正确的是(  )
A.a﹣b=m﹣n B.b﹣d=m﹣n C.c﹣n=18 D.a﹣m=16
7.下列说法正确的是
A.两个p轨道不能形成σ键,只能形成π键
B.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直,但能量相等
D.电负性大于1.8的一定为非金属,小于1.8的一定为金属
8.符号“”没有给出的信息是(  )
A.能层 B.能级
C.电子云在直角坐标系里的取向 D.电子的自旋取向
9.短周期主族元素L、X、Y、Z、W的原子序数依次递增,其中只有一种金属元素,L和Y、X和Z分别位于同一主族,由X、Y、Z三种元素形成的化合物M结构如图所示,在工业上可用作漂白剂,下列叙述正确的是(  )
A.简单离子半径:
B. 溶液与Z的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液反应有黄色浑浊和无色气体产生
C.Z、W的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X、Z、W分别与L形成的最简单化合物中W的沸点最高
10.向含的废水中加入铁粉和可制备,发生反应:,下列说法错误的是(  )
A.依据反应可知:;还原性:
B.基态碳原子和基态氮原子的未成对电子之比为2∶3
C.位于周期表中第VIII族;反应中失去电子
D.离子半径大小:
11.核外电子数相等的原子一定是(  )
①同种元素 ②同种原子 ③质子数相同 ④质量数相同 ⑤互为同位素.
A.①②③ B.①③⑤ C.①②③④ D.全部
12.下列表示不正确的是(  )
A.Na+的轨道表示式:
B.Na+的结构示意图:
C.Na的电子排布式:1s22s22p63s1
D.Na的简化电子排布式:[Ne] 3s1
13.按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,以下元素属于s区的是(  )
A.Fe B.Mg
C.As D.Cu
14.表中列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I表示,单位为kJ/mol), 下列关于元素R的判断中一定正确的是 (  )
I1 I2 I3 I4 ......
740 1500 7700 10500 ......
A.短周期元素R的最高正价为+1价
B.R元素的原子最外层共有4个电子
C.R元素位于元素周期表中第IIA族
D.R元素基态原子的价电子排布式为2s2
15.X和Y均为短周期元素,已知aXn﹣比bYm+多两个电子层,则下列说法正确的是(  )
A.b>5 B.X只能位于第三周期
C.a+n﹣b+m=10或16 D.Y不可能位于第二周期
16.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据表所列数据判断错误的是(  )
元素 I1 I2 I3 I4
X 500 4600 6900 9500
Y 580 1800 2700 11600
A.元素X的常见化合价是+1
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl
D.若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
17.原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1.其中a、b、c为短周期元素,a+核外没有电子,b和c的次外层有8个电子,c﹣和d+的电子层结构相同.下列叙述错误的是(  )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.元素a和元素b、c均能形成共价化合物
C.元素d和元素b、c均能形成离子化合物
D.元素c最高和最低化合价的代数和为4
18.下列说法中正确的是(  )
A.在多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B.电子在3PX与3PZ轨道上的运动状态不相同
C.N原子的电子排布 违背了泡利不相容原理
D.B原子由 时,由基态转化为激发态,形成发射光谱
19.N层所含能级数、最多容纳电子数分别为(  )
A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32
20.下列分子中,所有原子的最外层均为8电子结构的是(  )
A.BeCl2 B.H2S C.NCl3 D.PCl5
二、综合题
21.K、Fe、Ni均为重要的合金材料,在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)K元素处于元素周期表的    区,其基态原子中,核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有   个。
(2)KCl 和NaCl 均为重要的化学试剂,KCl 的熔点低于NaCl的原因为   。
(3)从原子结构角度分析,Fe3+比Fe2+更稳定的原因是   。
(4)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①写出一种与[Ni(NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式   。
②1mol[Ni(NH3)6]SO4中含有σ键的数目为   。
③NH3 的VSEPR模型为    ;中心原子的杂化形式为   ,其杂化轨道的作用为   。
(5)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度ρ=   g/cm3(用代数式表示)。
22.芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,   (填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有   种。
(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H2S 1.34 92.3° -60.75
H2Se 1.47 91.0° -41.50
①H2Se分子中含有的共价键类型为   (填“σ”或“π”)。
②H2S的键角大于H2Se的原因可能为   。
③H2Se的酸性比H2S   (填“强”或“弱”)。
(4)已知钼(Mo)位于第五周期ⅥB族,钼、铬、锰的部分电离能如下表所示:
编号 I5/kJ·mol-1 I6/kJ·mol-1 I7/kJ·mol-1 I8/kJ·mol-1
A 6990 9220 11500 18770
B 6702 8745 15455 17820
C 5257 6641 12125 13860
A是   (填元素符号),B的价电子排布式为   。
23.下表是某些短周期元素的电负性数值(鲍林标度)。
元素符号 N O F P S
电负性数值 1.0 1.5 3.0 3.5 4.0 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.0
(1)根据表中数据归纳元素的电负性的变化规律。   
(2)试推测,前四周期元素中电负性最小的元素与电负性最大的元素分别是   元素,写出这两种元素形成的化合物的电子式   。
(3)预测元素电负性的范围   。
(4)一般认为,如果两种成键元素之间的电负性差值大于1.7,它们的原子之间通常形成离子键,电负性差值小于1.7通常形成共价键。请据此预测属于离子化合物还是共价化合物   。
24.生物质能是一种洁净,可再生的能源.生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一.
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素.写出基态Zn原子的核外电子排布式   .
(2)根据等电子原理,写出CO分子结构式   .
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀.
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是   ;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为   .
②甲醛分子的空间构型是   ;1mol甲醛分子中σ键的数目为   .
25.铬、钛及其化合物在工业上有重要用途,回答下列问题:
(1)Cr基态原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为   。
(2)氮化铬(CrN)在超级电容器领域具有良好的应用前景,可由CrCl3·6H2O与尿素[(NH2)2CO]反应先得到配合物Cr[OC(NH2)2]6Cl3,然后在通有NH3和N2混合气体的反应炉内热分解制得。尿素构成元素中电负性由大到小的顺序为   ,中心碳原子的杂化类型为   ;Cr[OC(NH2)2]6Cl3含有的化学键类型有   。
(3)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠的相同,氮化铬熔点(1282℃)比氯化钠的高,主要原因是   。
(4)钙钛矿(CaTiO3)型的结构可看作氧化物超导相结构的基本单元。
①图A为立方钙钛矿(CaTiO3)结构的晶胞,晶胞边长为a nm。Ca处于晶胞的顶点,则Ti处于   位置,O处于   位置;与Ca紧邻的O个数为   ,Ti与O间的最短距离为   nm 。
②在图B中画出立方钙钛矿晶胞结构的另一种表示(要求:Ti处于晶胞的顶点; , , 所代表的原子种类与图A相同)   。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.V2O5中V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,无未成对电子,无磁性,A不符合题意;
B.PbO 中Pb处于IVA族,失去p能级2个电子形成Pb2+,无未成对电子,无磁性,B不符合题意;
C.ZnO 中Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,无未成对电子,无磁性,C不符合题意;
D.CrO2中Cr4+的核外电子排布式式为1s22s22p63s23p63d2,有未成对电子,有磁性,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】V2O5、PbO、ZnO中阳离子均不含未成对电子。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.L层电子数目可以是8,K层电子数目为2,A不符合题意;
B.L层电子数目可以是1,K层电子数目为2,B不符合题意;
C.离核越近能量越低,离核越远能量越高,C不符合题意;
D.离核越近能量越低,离核越远能量越高,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】核外电子能层从原子核由近到远分别为,K,L,M,N,O,P,Q,距离原子核越远,能量越高。
3.【答案】A
【解析】【解答】最活泼的金属元素是铯(不考虑放射性元素钫),在ⅠA族,s区;最活泼的非金属元素(是氟)在ⅦA族,p区;汞的价电子排布为5d106s2,ⅡB族,ds区;
故答案为:A。
【分析】根据元素周期表中非金属性、金属性变化规律进行判断即可,注意元素周期表的分区。
4.【答案】C
【解析】【解答】元素X的基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn+2,即3s23p5,即17号元素,
故答案为:C。
【分析】s能级最多有2个电子,则n=3,据此书写最外层电子排布式,结合电子书确定原子序数即可。
5.【答案】A
【解析】【解答】由核外电子排布式可知,①1s
22s
22p
63s
23p
4为S元素,②1s
22s
22p
63s
23p
3为P元素,③1s
22s
22p
5为F元素;A.同周期自左而右,第一电离能增大,但P元素原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>S;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,故第一电离能F>P>S,即③>②>①,故A符合题意;
B.同周期自左而右,原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径P>S>F,即②>①>③,故B不符合题意;
C.同周期自左而右,电负性增大,同主族自上而下降低,故电负性③>①>②,故C不符合题意;
D.S元素最高正化合价为+6,P元素最高正化合价为+5,F没有正化合价,故最高正化合价:①>②,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据排布式 ①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5 可判定三种元素分别为硫,磷,氟。同周期元素
6.【答案】A
【解析】【解答】解:A.由电子排布相同可知a﹣m=b﹣n,则a﹣b=m﹣n,故A正确;
B.由电子排布相同可知b﹣n=d+m,则b﹣d=m+n,故B错误;
C.电子层结构与S2﹣相同,则c+n=18,故C错误;
D.电子层结构与S2﹣相同,则a﹣m=18,故D错误;
故选A.
【分析】aXm+、bYn+、cZn﹣、dRm﹣四种离子的电子层结构都与S2﹣相同,则离子核外电子数均为18,以此来计算.
7.【答案】C
【解析】【解答】A.两个p轨道可以形成p-p σ键,也能形成p-p π键,故A不符合题意;
B.2p、3p、4p能级的轨道数都是3个,故B不符合题意;
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直,同一能级的轨道能量相等,所以2px、2py、2pz轨道能量相等,故C符合题意;
D.金属的电负性一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,但无绝对界线,电负性大于1.8的不一定为非金属,如Pb、Sb、Bi等电负性大于1.8,属于金属,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.两个p轨道可以形成σ键,也可以形成π键;
B.2p、3p、4p能级的轨道数相同;
C.同一能级电子能量相等;
D.电负性大于1.8的不一定为非金属。
8.【答案】D
【解析】【解答】3px中3代表第三能层,p表示p能级,x表示电子云在三维坐标沿x轴的伸展方向,唯独没有表示出电子的自旋取向,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】根据给出的信息结合选项判断
9.【答案】B
【解析】【解答】A.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,得到简单离子半径: ,故A不符合题意;
B. (Na2S2O3)溶液与Z的最高价氧化物对应的水化物(H2SO4)的稀溶液反应有黄色浑浊(S)和无色气体产生(SO2),故B符合题意;
C.Z的氧化物对应的水化物可以为H2SO4、H2SO3,W的氧化物对应的水化物可以为HClO4、HClO3、HClO,故C不符合题意;
D.X、Z、W分别与L形成的最简单化合物分别为H2O、H2S、HCl,H2O的沸点最高,主要是因此水存在分子间氢键,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】短周期主族元素L、X、Y、Z、W的原子序数依次递增,其中只有一种金属元素,由X、Y、Z三种元素形成的化合物M结构如图所示,在工业上可用作漂白剂,根据X和Z的结构和X和Z位于同一主族,得到X为O,Z为S,Y为Na,L和Y位于同一主族,则L为H, Z为S,则W为Cl。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.由方程式可知,该反应为有化合价变化的氧化还原反应,因此无法判断和的酸性强弱,即无法比较酸的电离常数的大小,故A项符合题意;
B.基态碳原子的电子排布式为,基态氮原子的电子排布式为,因此基态碳原子、氮原子的未成对电子数分别为2、3,故B项不符合题意;
C.Fe是26号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,的价层电子排布式为,在该反应中元素升两价,失两个电子,因此失去了电子,故C项不符合题意;
D.离子半径大小比较,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,故D项不符合题意。
故答案为:A
【分析】A.氧化还原反应无法比较酸的电离常数的大小;
B.依据构造原理分析;
C.最外层电子最不稳定;
D.电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小。
11.【答案】B
【解析】【解答】解:质子数=原子序数=核外电子数,质子数决定元素的种类;质量数=质子数+中子数;同位素是指同种元素形成的不同原子.
质子数决定元素的种类,质子数相同即核外电子数相同,元素种类相同,故①正确;
1H、2H的核外电子数相同,但不是同种原子,故②错误;
质子数=核外电子数,故③正确;
质量数=质子数+中子数,1H、2H的核外电子数相同都是1,但质量数不同,故④错误;
同位素是指同种元素形成的不同原子,既然是同种元素,那么质子数相同,核外电子数相同,故⑤正确;
故选B.
【分析】质子数=原子序数=核外电子数,质子数决定元素的种类;质量数=质子数+中子数;同位素是指同种元素形成的不同原子,据此解答.
12.【答案】A
【解析】【解答】A.钠离子的核电荷数为11,核外电子数为10,核外电子排布式为1s22s22p6,每个轨道上存在自旋方向相反的电子,电子排布图: ,故A符合题意;
B.Na+的原子核内有11个质子,核外有10个电子,结构示意图为 ,故B不符合题意;
C. 基态Na原子的电子排布式:1s22s22p63s1,故C不符合题意;
D.钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1,或简写为[Ne]3s1,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】A.相同轨道内的电子运动方向不同;
B.根据离子的结构示意图进行判断;
C.根据钠原子的电子排布式书写要求进行判断;
D.根据电子排布式的简化写法进行判断。
13.【答案】B
【解析】【解答】最外层s能级上只有1~2个电子,次外层d能级上无电子,价电子层为ns1~2(包括第ⅠA、第ⅡA族)的元素属于s区元素,只有Mg符合。
【分析】一般第一主族和第二主族的元素属于s区
14.【答案】C
【解析】【解答】A.R的第三电离能比第二电离能突然增大很多,可知R最外层有2个电子,短周期元素R的最高正价为+2价,故A不符合题意;
B.R的第三电离能比第二电离能突然增大很多,可知R最外层有2个电子,故B不符合题意;
C.R的第三电离能比第二电离能突然增大很多,可知R最外层有2个电子,R元素位于元素周期表中第IIA族,故C符合题意;
D.R的第三电离能比第二电离能突然增大很多,可知R最外层有2个电子,R元素基态原子的价电子排布式为2s2或3s2,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】跟据R的电离能可知R的最外层电子数为2。
15.【答案】C
【解析】【解答】解:X和Y均为短周期元素,已知aXn﹣比bYm+多两个电子层,X可能为二、三周期元素,Y可能为一、二周期元素,如X为第二周期元素,则Y只能为第一周期元素,则Y只能为H,X可能为N、O、F等,如Y为第二周期元素,可为Li、Be等元素,则X可能为S、Cl等元素,
A.由以上分析可知Y可能为H、Li、Be等元素,则b<5,故A错误;
B.X可能为二、三周期元素,如Y为第一周期元素,则X可为第二周期元素,Y为第二周期元素,则X为第三周期元素,故B错误;
C.aXn﹣比bYm+多两个电子层,如Y为第一周期元素,则X为第二周期元素,a+n﹣b+m=10,如Y为第二周期元素,则X为第三周期元素,a+n﹣b+m=18﹣2=16,故C正确;
D.由以上分析可知Y可为Li、Be等第二周期元素,故D错误.
故选:C.
【分析】X和Y均为短周期元素,已知aXn﹣比bYm+多两个电子层,X可能为二、三周期元素,Y可能为一、二周期元素,如X为第二周期元素,则Y只能为第一周期元素,则Y只能为H,X可能为N、O、F等,如Y为第二周期元素,可为Li、Be等元素,则X可能为S、Cl等元素,以此解答该题.
16.【答案】D
【解析】【解答】A.由电离能数据可知,X原子的I1和I2数据相差很大,说明X原子最外层有1个电子,容易失去1个电子,常见化合价是+1,故A不符合题意;
B.由电离能数据可知,Y原子I3和I4数据相差很大,说明Y原子原子最外层有3个电子,Y元素是ⅢA族元素,故B不符合题意;
C.由电离能数据可知,X原子的I1和I2数据相差很大,说明X原子最外层有1个电子,容易失去1个电子,与氯形成化合物时,化学式可能是XCl,X的化合价是+1,故C不符合题意;
D.若元素Y处于第三周期,则Y为Al元素,Al单质与冷水不反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】由电离能数据可知,X原子的I1和I2数据相差很大,说明X原子最外层有1个电子,容易失去1个电子;Y原子I3和I4数据相差很大,说明Y原子原子最外层有3个电子,容易失去3个电子。
17.【答案】D
【解析】【解答】解:原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1,其中a、b、c为短周期元素,a+核外没有电子,则a为H元素;b和c的次外层有8个电子,则b为S元素,c为Cl元素;c﹣和d+的电子层结构相同,则d为K元素.
A.同周期自左而右非金属性增强,氢化物中H元素为正价,其非金属性最弱,故非金属性Cl>S>H,故A正确;
B.H元素与S元素、Cl元素放出形成H2S、HCl,二者属于共价化合物,故B正确;
C.K元素与S、Cl元素可以形成K2S、KCl,均属于离子化合物,故C正确;
D.Cl元素最高正化合价为+7、最低负化合价为﹣1,最高和最低化合价的代数和分别为6,故D错误,
故选:D.
【分析】原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1,其中a、b、c为短周期元素,a+核外没有电子,则a为H元素;b和c的次外层有8个电子,则b为S元素,c为Cl元素;c﹣和d+的电子层结构相同,则d为K元素;结合元素化合物的性质及元素周期律解答.
18.【答案】B
【解析】【解答】A.同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但不同能层时,外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,故A不符合题意;
B.3PX与3PZ为同一能层上的轨道,其能量相同,但在同一原子里,没有运动状态完全相同的电子存在,则电子在3PX与3PZ轨道上的运动状态不相同,故B符合题意;
C.N原子核外电子数为7,处于2p能级上的3个电子应尽可能分占3个不同2p原子轨道,且自旋状态相同, 违背了洪特规则,故C不符合题意;
D.B原子的基态原子电子排布式为 ,由基态转化为激发态 时,电子的能力增大,需吸收能量,形成吸收光谱,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.对于同一层来说,p轨道能量高于s轨道,不同层上的同一能级能量不同
B.同一层上虽为同一能级,但电子运动方向方向不同,故能量不同
C.先填满同一能级上所有的轨道,这是违背了洪特电子排布规则
D.基态到激发态,能量增加,需要吸收能量
19.【答案】D
【解析】【解答】每一电子层包含的能级数目等于该电子层数,N层是第四电子层,包含4s、4p、4d、4f四个能级;每一电子层最多容纳的电子数为2n2 ,故N层最多容纳的电子数为2×42 =32,故D符合题意。
【分析】
N层是第四层,最多电子数是2n2,故最多32电子。
20.【答案】C
【解析】【解答】解:A、铍原子最外层为2电子结构,不是8电子结构,故A错误;
B、氢原子最外层为2电子结构,不是8电子结构,故B错误;
C、氮原子和氯原子的最外层电子数+化合价绝对值为8,则原子的最外层均为8电子结构,故C正确;
D、磷原子的最外层电子数+化合价绝对值为10,不是8电子结构,故D错误;
故选C.
【分析】根据判断的技巧:原子的最外层电子数+化合价绝对值=8,则该原子的最外层为8电子结构.
21.【答案】(1)s;4
(2)K+半径大于Na+半径,KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能
(3)基态Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满状态,更稳定
(4)CX4、SiX4(X表示卤素原子)中任写一种;28NA;四面体形;sp3;形成σ键和容纳孤电子对
(5)
【解析】【解答】(1). 基态K原子的价层电子排布式为4s1,所以K元素处于元素周期表的s区,s能级的电子云轮廓图为球形,则有1s、2s、3s、4s共4个,故答案为:s;4;(2). KCl和NaCl均为离子晶体,离子晶体的熔点高低由晶格能决定,因K+半径大于Na+半径, KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能,所以KCl的熔点低于NaCl的熔点,故答案为:K+半径大于Na+半径,KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能;(3).基态Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满的稳定状态,而基态Fe2+的价电子排布式为3d6,更容易失去1个电子,故答案为:基态Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满状态,更稳定;(4). ①. 根据等电子体的定义,与SO42-互为等电子体的分子有:CX4、SiX4(X表示卤素原子)等,故答案为:CX4、SiX4(X表示卤素原子)等(任写一种);②. [Ni (NH3)6]SO4中Ni2+与6个NH3形成的6个配位键属于σ键,NH3中含有3个σ键,SO42-中含有4个σ键,所以1mol[Ni (NH3)6]SO4中含有σ键的数目为28NA,故答案为:28NA;③. NH3中N原子价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,中心原子的杂化方式为sp3,杂化轨道的作用是形成σ键和容纳孤电子对,故答案为:四面体形;sp3;形成σ键和容纳孤电子对;(5). 由晶胞结构图可知,每个晶胞含有2个Ni原子、4个K原子、8个F原子,则晶胞的密度ρ= = ,故答案为: 。
【分析】本题考查物质的结构和性质。(1)根据元素的价层电子排布式判断所处的元素周期表的位置 ;(2)离子晶体的熔点高低由晶格能决定;(3)根据电子排布式来判断离子的稳定性;(4)原子总数相同、电子总数或价电子总数相同的粒子互为等电子体,等电子体通常具有结构相似的特征;(5) 由晶胞结构图分析;
22.【答案】(1)氮
(2)2
(3)σ;S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,键角大;强
(4)Mn;3d54s1
【解析】【解答】(1)根据天冬酰胺结构可判断所含元素为碳、氢、氧、氮;C、H、N、O的价电子排布式分别为:2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4,未成对电子分别为:2、1、3、2,所以氮元素未成对电子最多,
故答案为:碳、氢、氧、氮;氮;
(2)根据题干给的天冬酰胺结构可以看出碳原子形成的化学键的类型有单键和双键,碳原子以sp3和sp2杂化,所以碳原子的杂化类型有2种,
故答案为:2;
(3)①O、S、Se是同一主族的元素,H2Se的结构与H2O相似,其结构式:H-Se-H, H-Se是单键,所以H-Se的共价键类型为σ键,
故答案为:σ键;
②由于S的电负性比Se大,使共用电子对间的排斥力变大,因而H2S的键角更大;(或者由于H-S键键长比H-Se键长短,两氢原子距离更近,斥力更强,因而H2S的键角更大),
故答案为:S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,使H2S的键角更大;
③无氧酸的酸性强弱看非金属性的强弱,非金属性越强,与氢元素的结合能力越强,在水溶液中就越难电离,酸性就越弱。由于S的非金属性大于Se的非金属,所以酸性:H2Se>H2S,
故答案为:强;
(4)钼和铬在同一副族,性质存在相似性和递变性,故电离能也存在相似性,B、C电离能变化相似,且铬的金属性小于钼,故铬的电离能比钼的相应要大,故B为铬,C为钼,A代表锰元素,元素符号为:Mn,铬的价电子排布为:3d54s1,
故答案为:Mn;3d54s1。
【分析】(1)根据天冬酰胺结构可判断所含元素为C、H、N、O,根据价电子排布式可知未成对电子的多少;
(2)从结构中看碳原子形成的化学键的类型,根据碳原子中单键以sp3杂化,双键以sp2杂化,三键以sp杂化判断;
(3)①根据H2Se的结构确定所含的化学键;
②根据键角的影响因素分析;
③根据酸性的影响因素分析;
(4)根据金属性和电离能的关系及同族性质的相似性判断元素,从而写出价电子排布式;
23.【答案】(1)同一周期,从左到右元素电负性递增,同一主族,自上而下元素电负性递减
(2)K、F;K+
(3)(1.5,2.1)
(4)离子化合物
【解析】【解答】(1) 同一周期,从左到右元素电负性递增,同一主族,自上而下元素电负性递减,
故答案为: 第1空、同一周期,从左到右元素电负性递增,同一主族,自上而下元素电负性递减
(2)前四周期元素电负性最小的元素为K,电负性最大的元素为F,二者形成化合物为KF,KF为离子化合物;
故答案为:
第1空、K、F
第2空、K+
(3) 同一周期从左至右电负性增大,同族元素从上到下元素电负性减小,Si元素的电负性小于P,大于Al;
故答案为: 第1空、(1.5,2.1)
(4) Li的电负性为1.0,Cl元素的电负性是3.0,二者差值为2.0大于1.7,为离子化合物,
故答案为: 第1空、离子化合物
【分析】(1) 同一周期,从左到右元素电负性递增,同一主族,自上而下元素电负性递减,
(2)前四周期元素电负性最小的元素为K,电负性最大的元素为F,KF为离子化合物;
(3) 同一周期从左至右电负性增大,同族元素从上到下元素电负性减小;
(4) 电负性差值大于1.7,为离子化合物。
24.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)C≡O
(3)甲醇分子之间形成氢键;sp2杂化;平面三角形;3NA
【解析】【解答】解:(1)Zn的原子序数为30,3d电子排满,3d轨道写在4s轨道的前面,其电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;(2)依据等电子原理,可知CO与N2为等电子体,N2分子的结构式为N≡N,互为等电子体分子的结构相似,则CO的结构式为C≡O;
故答案为:C≡O;(3)①甲醇分子之间形成了分子间氢键,甲醛分子间只是分子间作用力,而没有形成氢键,故甲醇的沸点高;
甲醛分子中含有碳氧双键,共有3个σ键,则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化;
故答案为:甲醇分子之间形成氢键;sp2杂化;②因甲醛中碳原子采取sp2杂化,则分子的空间构型为平面三角形;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键,1mol碳氧σ键,故含有σ键的数目为3NA;
故答案为:平面三角形;3NA.
【分析】(1)根据锌的原子序数和构造原理来书写基态Zn原子的核外电子排布式;(2)根据等电子原理来书写CO的结构式;(3)①利用氢键来解释物质的沸点;利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型;②利用杂化类型来分析空间结构,并利用判断σ键的规律来分析σ键数目.
25.【答案】(1)
(2)O>N>C>H;sp2;配位键、共价键、离子键
(3)氮化铬的离子电荷数较多,晶格能较大
(4)体心;棱心;6;;
【解析】【解答】(1)24号元素是铬,其价层电子排布式为3d54s1,则轨道表达式为: ;(2)(NH2)2CO中含有N、H、O、C,电负性由大到小的顺序为O>N>C>H,(NH2)2CO结构中碳原子上有二根单键、一个双键,则参加杂化轨道数为:(2+1)(1是双键中一个单键),杂化类型为sp2。(3)氮化铬的晶体与氯化钠晶体都是离子晶体,因为氮化铬的离子电荷数较多,晶格能较大,所以,氮化铬熔点比氯化钠的高。(4)①由晶胞图分析,黑球为1个,白球为12/4=3个,三角为1个,因TiO32—中钛与氧结合形成酸根离子,则三角所处位置为钛,即体心位置,氧位于立方体棱上;由三维立体对称分析,与Ca紧邻的O个数为6,Ti与O间的最短距离是面对角线的一半,即 nm。②不论如何画图,原子个数比不变,原子配位数不变,故新的结构图: 。
【分析】(1)根据价层电子排布式画电子排布图,要注意符合洪特规则和泡利不相容原理;(2)同周期从左到右,电负性增大;(3)晶格能越大,物质的熔点越高;(4)根据晶胞图分析;