2024届高三化学二轮复习——物质结构
一、单选题
1.“天问一号”着陆火星、“嫦娥五号”成功着陆月球、神舟十三号顺利往返,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列有关说法正确的是( )
A.火星陨石中的质子数为20
B.月壤中的与地球上的互为同位素
C.运载火箭使用的液燃料是清洁燃料
D.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
2.下列表示不正确的是( )
A.中子数为10的氧原子:
B.SO2的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.用电子式表示KCl的形成过程:
D.的名称:2﹣甲基4﹣乙基戊烷
3.反应Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl可用于污水脱氯。下列相关微粒的说法正确的是( )
A.中子数为20的氯原子: Cl
B.H2O的电子式:
C.Na+的结构示意图:
D.SO 的空间构型为平面三角形
4.下列对于如图元素符号角标的说法,错误的是( )
A.X原子的中子数为A
B.该元素的原子序数为Z
C.若右上角标为2-,则表示该元素的离子带两个单位负电荷
D.X原子的核外电子数为Z
5.下列化学用语表达正确的是( )
A.基态硫原子的轨道表示式:
B.的电子式:
C.的VSEPR模型:
D.的分子的空间结构模型
6.短周期主族元素M、N、X、Y、Z分布在三个周期,N、X最外层电子数相同;物质Q由原子序数依次增大的元素X、Y、Z组成(结构如下图),X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,其中Z的简单离子在同周期中半径最小。下列说法正确的是
A.基态原子的第一电离能:
B.简单离子半径:
C.是一种氧化剂
D.Y和M构成的化合物为共价化合物
7.某离子液体结构如图,其中Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素,基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子,Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22。下列说法错误的是
A.电负性:Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:R C.的空间结构为正四面体形
D.T形成的单质可能为共价晶体、分子晶体或混合型晶体
8.下列关于化学用语的表述正确的是( )
A.BF3的电子式:
B.Fe2+的原子结构示意图:
C.中子数为143的U原子:
D.乙醇的结构简式:C2H6O
9.由相邻短周期元素W、X、Y、Z组成的穴状配体结构如图(部分W和X未标注)X、Y、Z同周期,W原子半径在周期表中最小,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y>Z>X
B.W、X、Y三种元素可形成直线型或平面型化合物
C.X、Y、Z分别与W形成的简单化合物,其熔沸点在同主族元素中均为最高
D.含W、X、Y、Z元素的化合物,既可以形成分子晶体也可以形成离子晶体
10.某盐用作一种新型电池的电解质,能有效提高电池性能,其结构如图所示。R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的五种短周期元素,W是电负性最强的元素,的电子对数与非空原子轨道数相等。下列说法错误的是
A.Y是形成化合物种类最多的元素
B.R、X、Y、Z、W的最高化合价依次增大
C.Z、W简单氢化物的熔、沸点比同主族其他元素氢化物的熔、沸点高
D.该盐的阴离子中存在配位键
11.氮、氧分别是空气中和地壳中含量最多的两种元素。下列说法正确的是
A.电负性:N>O B.活泼性:
C.第一电离能:N>O D.熔沸点:
12.已知:X、Y、Z、W四种元素原子的电负性如表所示:
元素 X Y Z W
电负性 2.5 4.0 1.2 2.4
上述四种元素中,最容易形成共价键的是( )
A.X与Y B.X与W C.Y与Z D.Y与W
13.某种化合物的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,X的原子半径是元素周期表中最小的,下列说法正确的是( )
A.电负性:Z>Q>Y
B.简单离子半径:W>Z>Q
C.该化合物中Z原子和Y原子都是 杂化
D.Y的氢化物沸点可能大于Q的氢化物沸点
14.某小组按如图装置探究氯气和双氧水的反应。将注射器中的浓盐酸注入试管中,在盛NaOH溶液的试管中收集到无色气体,该气体可以使带火星的木条复燃。下列说法错误的是( )
A.饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl
B.NaOH溶液不可以用水代替
C.由反应H2O2+Cl2=2HCl+O2可证明非金属性:Cl>O
D.仅根据此实验现象无法证明一定是氯气氧化了H2O2
15.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为2
B.1.8g重水中所含质子数为
C.电解粗铜精炼铜,通过电路的电子数为时,阳极有32g Cu转化为
D.溶液中,、数目之和为0.1
16.AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质,广泛应用于电子工业、陶瓷工业,其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是( )
A.基态Al原子的价电子排布式为
B.Al原子位于N原子形成的四面体空隙
C.AlN晶体中含有配位键
D.AlN晶体属于离子晶体
17.X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素。基态X原子价电子层有3个单电子,Z与Y可形成原子个数比为1:1的含非极性共价键的离子化合物。W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Y
B.X、W单质的晶体类型一定相同
C.Q的最高价含氧酸为强酸
D.简单气态氢化物的稳定性:X>Y
18.下列化学用语书写正确的是( )
A.N2的电子式:
B.氯乙烯的结构式:CH2=CHCl
C.CCl4的比例模型:
D.原子核内有10个中子的氧原子:
19.“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面,工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2,含少量FeO和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A.基态钛原子核外有4个未成对电子
B.金属Mg与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应
C.步骤II加热可促进TiO2+的水解
D.步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO
20.1934年,约里奥·居里夫妇用α粒子(即He)轰击某金属原子X得到Y,Y具有放射性,很快衰变为Q:He+X→Y+n,Y→Q+e。基态Y原子的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能。下列说法正确的是( )
A.X原子的中子数为13
B.Y可用作示踪原子研究化学反应历程
C.X、Y均可形成三氯化物
D.自然界中不存在Y4分子是因为其化学键不稳定
二、综合题
21.祖母绿被称为绿宝石之王,是国际珠宝世界公认的四大名贵宝石之一,其化学式为Be3Al2Si6O18。回答下列问题:
(1)基态Be原子的电子排布图为 ,基态Al原子核外电子占据 个轨道,其中能量最高能级的原子轨道的形状为 。
(2)Al、Si、O的第一电离能由大到小的排序为 。
(3)SO3分子中硫原子的杂化类型是 ,SO3分子的空间构型是 。
(4)工业上,电解制取金属铝,不能用熔融的AlCl3,AlCl3的晶体类型是 ,将Be3Al2Si6O18写为氧化物的式子是 。
(5)LiAlH4在有机合成中可将羧基还原成羟基。甲酸和乙醇的熔、沸点如图所示:
1mol甲酸分子中σ键与π键的比值为 ,甲酸和乙醇的熔点相差较大的主要原因是 。
(6)碳化硅的晶体类型类似金刚石,晶胞结构如图所示。已知:碳化硅的晶体密度为ag/cm3,NA代表阿伏加德罗常数的数值。该晶胞边长为 pm。
22.配合物是近代无机化学的重要研究对象,Fe、Cu等过渡元素常作为中心原子或离子,而H2O、Cl-、吡啶(C5H5N)等微粒则是常见的配体。
(1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为 。
(2)H3O+的电子式为 ,空间构型为 。
(3)吡啶()其中N的杂化方式为 ,吡啶和其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(4)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子;② 。
(5)MCln·xH2O的晶胞结构如下图所示,晶胞的棱长分别为a pm、b pm、c pm,夹角均为90°。(1 pm=1.0×10-10 cm)
若金属M的相对原子量Mr,则该晶体的密度为 g.cm3。
23.铁、镍、铜、钇(Y)在医药、催化及材料等领域中都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表中,某元素和铁、镍既处于同一周期又位于同一族,该元素的基态原子的价电子排布图为 (填轨道表示式)。
(2)硝普钠(Na2[Fe( CN)5(NO) ·2H2O])可用于治疗急性心率衰竭。其中不存在的化学键有 (填序号)。
a.离子键
b.c金属键
c.配位键
d.极性共价键
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如下图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为 (填“sp”或“dsp?” )。
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水的原因可能是 。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。铁酸钇(YFeO3)的正交相晶胞结构以及各原子的投影位置如图所示,晶胞棱边夹角均为90°。
一个晶胞中有 个O。已知1号O原子分数坐标为(0, 0,),2号O原子分数坐标为(,-m,-n),则3号Fe原子的分数坐标为 。
24.在元素周期表中,铜副族(IB族)包括铜、银、金等元素,在生产、生活和科研中都有着广泛用途和重要的研究价值。
(1)Ag元素在元素周期表分区中属于 区,基态Ag原子的价电子排布式为 。
(2)硫代硫酸银()是微溶于水的白色化合物,它能溶于过量的硫代硫酸钠()溶液生成等络阴离子。
①依据理论推测的空间构型为 ,中心原子S的杂化方式为 。
②在中配位原子是S原子而非O原子,其原因是 。
(3)碘化银常用于做人工增雨剂。其中碘元素形成的最高价氧化物对应水化物有(偏高碘酸,不稳定)和(正高碘酸)等多种形式,它们的酸性 (填“弱于”、“等于”或“强于”)。而、HBr、HCl的水溶液酸性的排序为由强到弱,其结构原因是 。
(4)在离子晶体中,当(阳离子)∶r(阴离子)时,AB型化合物往往采用和NaCl晶体相同的晶体结构(如下图1)。已知,但在室温下,AgI的晶体结构如下图2所示,称为六方碘化银。I-的配位数为 ,造成AgI晶体结构不同于NaCl晶体结构的原因不可能是 (填标号)。
a.几何因素 b.电荷因素 c.键性因素
(5)Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体(密度为),在该晶胞中Cu原子处于面心,用NA表示阿伏加德罗常数的值。该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为 ;若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为 (储氢能力)
25.硒是稀散非金属之一,在光敏材料、电解锰行业催化剂和半导体材料等方面有广泛应用,其在元素周期表中相对位置关系如图所示:
回答下列问题:
(1)基态硒原子的核外电子排布式为 。单质硒的熔点为221℃,其晶体类型 。
(2)根据元素周期律,电负性:Se S,第一电离能Ga As。(填“>”“<”或“=”),Se所在主族元素对应氢化物沸点最低的是 (填化学式)。
(3)硒的含氧酸有H2SeO3,H2SeO4。酸性:H2SeO3 H2SeO4(填“>”“<”或“=”)
(4)SeO3是一种无色晶状物,空气中易吸潮。请问Se原子的杂化方式为 ,SeO3的空间构型为 。
(5)硒化锌材料是一种黄色透明的多晶材料,用于制造透红外线材料及红外线光学仪器,其晶胞如图所示(其中白色球表示硒原子),Zn原子的配位数为 ,已知晶胞边长参数为anm,NA表示阿伏加德罗常数,则紧邻的Se2-与Zn2+之间的距离为 nm(列出表达式),硒化锌的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.元素符号左上角数字为质量数,所以火星陨石中的质量数为20,故A不符合题意;
B.同位素须为同种元素,和的质子数不同,不可能为同位素关系,故B不符合题意;
C.氢气燃烧产物为水,为清洁能源,故C符合题意;
D.玻璃纤维为无机非金属材料,不是天然有机高分子材料,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
B.同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子;
D.玻璃纤维为无机非金属材料。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、中子数为10的氧原子,质量数=质子数+中子数=18,表示为 ,故A正确;
B、SO2分子中S原子价层电子对数为,其VSEPR模型为 ,故B正确;
C、KCl为离子化合物,钾离子和氯离子间以离子键结合,则用电子式表示KCl的形成过程为 ,故C正确;
D、 的主链有6个碳原子,2号碳和4号碳上分别含有一个甲基,正确的命名为:2,4-二甲基己烷,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
B、SO2分子中S原子价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形;
C、氯化钾为离子化合物;
D、烷烃命名时,选最长的碳链为主链,从离支链近的一端开始编号,命名时表示出支链的位置。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.氯元素的质子数为17,中子数为20的氯原子的质量数为37,该原子的符合题意表示方法为: Cl,故A不符合题意;
B.水是共价化合物,H与O原子之间是共价键,故其电子式为 ,故B符合题意;
C.钠离子的核外有10个电子,故钠离子的结构示意图为 ,故C不符合题意;
D.SO32- 的价层电子对数为3+ ×(6+2 3×2)=4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数;
B.H2O为共价化合物,含2个O-H键;
C.Na+核外共10个电子,有2个电子层;
D.SO32-的价层电子对数为4,含有一个孤电子对。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.X原子的中子数应为A-Z,A符合题意;
B.原子序数等于质子数,故该元素的原子序数为Z,B不符合题意;
C.右上角标为电荷数,故若右上角标为2-,则表示该元素的离子带两个单位负电荷,C不符合题意;
D.原子的核外电子数等于质子数,故X原子的核外电子数为Z,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据元素符号,即可判断A是质量数,Z是质子数,±a是化合价,b±是所带电荷,c表示原子个数
5.【答案】C
【解析】【解答】A.硫原子的核外电子总数为16,基态硫原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p4,基态S原子的轨道表示式为,故A不符合题意;
B.H2S为共价化合物,S原子未达到8电子稳定结构,电子式为 ,故B不符合题意;
C.SO3分子中S原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,其VSEPR模型为 ,故C符合题意;
D.SO2的价层电子对数=2+3,故其VSEPR模型为平面三角形,SO2分子的空间结构为V形,其模型:,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.基态硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;
B.H2S中S原子最外层达到8电子稳定结构;
C.SO3分子中S原子价层电子对数为3,不含孤电子对;
D.SO2分子中S原子价层电子对数为3,含有一个孤电子对。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.N为Cl,X为F,同主族从上到下第一电离能减小,则基态原子的第一电离能:,A不符合题意;
B.X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,原子序数依次增大,则简单离子半径:,B符合题意;
C.即NaAlH4,H为-1价,是一种强还原剂,C不符合题意;
D.Y和M构成的化合物即NaH,为离子化合物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
B.电子层结构相同,核电荷数越多半径越小;
C.H为-1价,是一种强还原剂;
D.金属氢化物为离子化合物。
7.【答案】A
【解析】【解答】由上述分析可知,Q为H元素、R为B元素、T为C元素、X为N元素、Y为O元素、为F元素。
A.在相同的周期中,元素从左到右的电负性递增,相同的主族元素自上而下电负性递减,电负性:HB.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:BC.BF的价层电子对数为4+=4,且没有孤电子对,空间结构为正四面体形,故C不符合题意;
D.C形成的单质可能为共价晶体(金刚石)、分子晶体(C60)或混合型晶体(石墨),故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】
A.在相同的周期中,元素从左到右的电负性递增,相同的主族元素自上而下电负性递减;
B.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
D.碳有多种同素异形体。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.BF3的电子式为 ,故A不符合题意;
B.应该表述为Fe2+的离子结构示意图: ,故B不符合题意;
C.U的质子数为92,中子数为143的U原子为 ,故C符合题意;
D.乙醇的官能团为羟基,为饱和一元醇,其结构简式为C2H5OH,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.书写电子式时,应体现原子的最外层电子结构;
B.Fe2+为亚铁离子;
C.标在元素符号左上角的数字为质量数,质量数≈质子数+中子数;
D.乙醇的结构简式为C2H5OH;
9.【答案】C
【解析】【解答】A.同一周期从左到右元素的第一电离能有增大的趋势,第VA元素因有半充满结构,第一电离能大于第VIA元素,则第一电离能:N>O>C,即Y>Z>X,故A不符合题意;
B.H、C、N三种元素可形成直线型化合物,如H-C N,也可形成平面型化合物,如 ,故B不符合题意;
C.C、N、O分别与H形成的简单化合物,其熔沸点不全是同主族元素中最高的,CH4分子间不存在氢键,其沸点在同主族元素中是最低的,故C符合题意;
D.H、C、N、O可形成氨基酸、尿素等共价化合物,也可以形成碳酸铵、醋酸铵等离子化合物,所以既可以形成分子晶体也可以形成离子晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由题给信息可知,W原子半径在周期表中最小,则W是H;因为是相邻短周期,且X、Y、Z同周期,可知X、Y、Z是第二周期的元素,由图中信息:X形成4个共价键,Y形成3个共价键,Z形成2个共价键,则X、Y、Z分别是C、N、O,综合以上分析,W、X、Y、Z分别是H、C、N、O,据此分析解答。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.C可以形成多种有机物,是形成化合物种类最多的元素,A不符合题意;
B.R、X、Y、Z、W分别为H、B、C、O、F,H、B、C、O、F的最高正价为+1、+3、+4、+2,氟没有正价,因此最高化合价WC.由分析可知,Z、W分别为O、F,由于H2O和HF能够形成分子间氢键,所以H2O和HF比同主族其他元素氢化物的熔、沸点高,C不符合题意;
D.X形成了三个共价键和一个配位键,则该盐的阴离子中存在配位键,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.C可以形成多种有机物;
B.元素的最高正价等于其族序数,F无正价;
C.分子间含有氢键,熔沸点较高;
D.X(B)形成了三个共价键和一个配位键。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.同周期从左向右电负性逐渐增大(稀有气体除外),即电负性:O>N,故A不符合题意;
B.氮气分子中氮氮之间存在三键,化学性质稳定,活泼性:O2>N2,故B不符合题意;
C.N的价电子排布式为2s22p3,p能级处于半满,能量低,O的价电子排布式为2s22p4,因此N的第一电离能大于O,故C符合题意;
D.相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,N2、O2分子间存在范德华力,氧气的相对分子质量大于氮气,即氧气的熔沸点比氮气高,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、同周期从左向右电负性逐渐增大;
B、氮氮三键的结合力更强;
C、氮原子的外层电子为半充满,第一电离能出现反常;
D、相对分子质量越大,熔沸点越高。
12.【答案】B
【解析】【解答】电负性差值越小的两种元素越可能形成共价键。A项,X与Y电负性之差为4.0-2.5=1.5;B项,X与W电负性之差为2.5-2.4=0.1;C项,Y与Z电负性之差为4.0-1.2=2.8;D项,Y与W电负性之差为4.0-2.4=1.6。则X与W电负性之差最小,所以最容易形成共价键,故B符合题意。
【分析】依据电负性差值越小的两种元素越可能形成共价键进行分析。
13.【答案】D
【解析】【解答】A. 同周期元素从左至右电负性逐渐增大,故电负性:O>N>C,故A不符合题意;
B. N3-、O2-、Na+的核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:N3->O2->Na+,故B不符合题意;
C.该化合物中的Y原子,其中的一个是形成4个σ键,杂化方式为 杂化,但是另一个形成了双键,这个Y原子是 杂化,故C不符合题意;
D.C的氢化物为烃,常温下,含C原子数较多的烃可以呈固态,O的氢化物为水、过氧化氢,常温下为液态,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】X的原子半径是元素周期表中最小的,则X为H元素;由该化合物的结构图可知,Y形成1个双键和2个单键,为第ⅣA族元素,Q形成1个共价键,为ⅥA族元素,W形成+1价阳离子,为第IA族元素,又X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,则Y为C元素,Q为O元素,W为Na元素,Z为N元素。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.根据分析可知饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl,A不符合题意;
B.水吸收氯气的效果不好,所以NaOH溶液不可以用水代替,B不符合题意;
C.由反应H2O2+Cl2=2HCl+O2可说明该条件下氧化性:Cl2>O2,但不可证明非金属性:Cl>O,客观事实是O的电负性大于Cl,即O的非金属性大于Cl,所以C符合题意;
D.实验产生的O2有可能是H2O2分解所得,不一定是氯气氧化了H2O2产生了O2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】发生装置为高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气: ,经过饱和食盐水除去挥发出的HCl气体,由于在盛NaOH溶液的试管中收集到无色气体,该气体可以使带火星的木条复燃,说明氯气与双氧水发生核心反应产生O2,用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气防止污染环境并且收集产生的O2。
15.【答案】A
【解析】【解答】A.乙烯和丙烯的最简式为CH2,故28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为,A符合题意;
B.1.8g重水中所含质子数为,B不符合题意;
C.电解粗铜精炼铜,阳极发生的反应除了Cu-2e-=Cu2+还有其他金属的溶解,故通过电路的电子数为时,阳极溶解的铜小于32g,C不符合题意;
D.溶液中,、数目与溶液的体积有关,未说明体积,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.乙烯和丙烯的最简式为CH2,结合m=nM和N=nNA进行分析。
B.质子数=原子序数,结合m=nM和N=nNA进行分析。
C.注意阳极反应中有多种金属失电子生成相应阳离子。
D.溶液体积未知,无法运用n=cV。
16.【答案】D
【解析】【解答】A.Al是第13号元素,基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,价电子排布式为3s23p1,A不符合题意;
B.每个Al原子通过3个共价键、一个配位键跟4个N原子结合,其VSEPR模型为正四面体形,Al原子位于正四面体的中心,即Al原子位于N原子形成的四面体空隙,B不符合题意;
C.氮原子最外层有5个电子,为三个单电子和一个孤电子对,每个N原子结合了4个Al原子,说明其中一个Al原子接受了N原子的孤电子形成了配位键,C不符合题意;
D.在晶胞中每个Al原子结合4个N原子,每个N原子结合4个Al原子,N与Al之间通过共价键和配位键结合,属于共价晶体,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据原子构造原理分析;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型;
C.依据晶胞结构图及配位键的形成分析;
D.依据晶胞结构图及题目信息分析。
17.【答案】C
【解析】【解答】A. 电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:O2->Na+,故A错误;
B. X是N,N2是分子晶体,若W是Si,其单质为原子晶体,故B错误;
C. Q为S或Cl,H2SO4、HClO4都是强酸,故C正确;
D. 非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性O>N,所以稳定性:H2O>NH3,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A. 电子层数相同,质子数越多半径越小;
B.N2是分子晶体,Si为原子晶体;
C. 元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强;
D. 非金属性越强,气态氢化物越稳定。
18.【答案】D
【解析】【解答】A. 漏写N原子上的孤电子对,N2的电子式为 ,A项不符合题意;
B. CH2=CHCl是氯乙烯的结构简式,不是结构式, 结构式需要表示出所有的共价键,B项不符合题意;
C. CCl4的比例模型中碳原子半径应当小于氯原子半径,故C项不符合题意;
D.核素符号中左下角表示元素的质子数,左上角表示质量数,质量数等于质子数加中子数,故原子核内有10个中子的氧原子表示为: ,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、电子式的书写要满足原子最外层电子数为8个电子;
B、结构式的书写要将所有的化学键展开;
C、比例模型判断正误的方法:注意原子半径的大小;
D、在忽略电子质量的条件下,质量数=质子数+中子数。
19.【答案】C
【解析】【解答】A.基态钛原子核外电子排布式为,有2个未成对电子,A不符合题意;
B.Mg为活泼金属,能与、、、等物质发生反应,故金属Mg与必须在稀有气体氛围条件下进行反应,B不符合题意;
C. TiO2+会水解,步骤II加热可促进TiO2+的水解,C符合题意;
D.方程式未配平,步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】 钛铁矿中加入稀硫酸进行酸浸,SiO2和稀硫酸不反应,废渣为SiO2,所以加入Fe,Fe将Fe2(SO4)3还原为FeSO4,分离难溶性固体和溶液,所以操作Ⅰ为过滤,滤液中含有TiO2+,滤液中加入水,加热水解生成TiO2·nH2O,加入氯气、焦炭,发生反应TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO,加热除去废气,TiCl4和Mg在高温下发生置换反应得到Ti。
20.【答案】C
【解析】【解答】A.X原子的中子数为27-13=14,A不符合题意;
B.Y具有放射性,但很快衰变为Q,不可用作示踪原子研究化学反应历程,B不符合题意;
C.X、Y均可形成三氯化物,AlCl3、PCl3,C符合题意;
D.根据题意,自然界不存在分子的主要原因是具有放射性,很快衰变,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】基态Y原子的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,则Y为第五主族元素,根据 He+X→Y+n 可知,A=27,则X为Al元素,Y为P元素。
21.【答案】(1);7;哑铃(或纺锤)形
(2)O>Si>Al
(3)sp2;平面正三角形
(4)分子晶体;Al2O3 3BeO 6SiO2(或3BeO Al2O3 6SiO2)
(5)4:1;甲酸分子间氢键比乙醇分子间氢键强
(6)
【解析】【解答】(1) Be为4号元素,基态Be原子的电子排布图为 ,Al为13号元素,基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,占据7个轨道,其中能量最高能级的原子轨道为3p,形状为哑铃(或纺锤)形,故答案为: ;7;哑铃(或纺锤)形;(2) 同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素。同族元素,从上至下第一电离能逐渐减小,Al、Si、O的第一电离能由大到小的排序为O>Si>Al,故答案为:O>Si>Al;(3)SO3分子中硫原子的价层电子对数=3+ =3,杂化类型为sp2杂化,SO3分子的空间构型是平面正三角形,故答案为:sp2;平面正三角形;(4)工业上,电解制取金属铝,不能用熔融的AlCl3,是因为AlCl3为共价化合物,熔融状态不能导电,AlCl3的熔点较低,属于分子晶体;将Be3Al2Si6O18写为氧化物的式子为Al2O3 3BeO 6SiO2(或3BeO Al2O3 6SiO2),故答案为:分子晶体;Al2O3 3BeO 6SiO2(或3BeO Al2O3 6SiO2);(5)甲酸的结构简式为HCOOH,分子中共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以甲酸分子中σ键与π键数目之比=4∶1;分子间形成氢键会导致物质熔沸点升高,甲酸中羧基上的两个O原子均可形成氢键,比乙醇分子间氢键强,所以甲酸熔沸点高于乙醇,故答案为:4∶1;甲酸分子间氢键比乙醇分子间氢键强;(6)碳化硅晶胞中Si原子个数=8× +6× =4,C原子个数为4,晶胞的质量为 g,晶体密度为ag/cm3,则晶胞边长= = cm= pm,故答案为: 。
【分析】(1) Be为4号元素,Al为13号元素,结合电子排布式分析解答;(2)同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素。同族元素,从上至下第一电离能逐渐减小,据此排序;(3)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=σ键个数+ (a-xb)计算判断SO3分子中硫原子的杂化类型和空间构型;(4) AlCl3为共价化合物,熔点较低;结合硅酸盐改为氧化物的方法改写;(5)根据共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键计算甲酸分子中σ键与π键数目之比;分子间形成氢键会导致物质熔沸点升高,甲酸中羧基上的两个O原子均可形成氢键,比乙醇分子间氢键强;(6)根据均摊法计算碳化硅晶胞中Si原子和C原子个数,求出晶胞的质量,在根据晶体密度计算晶胞边长。
22.【答案】(1)
(2);三角锥
(3)sp2;
(4)吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
(5)
【解析】【解答】(1)Fe是26号元素,根据构造原理可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的,其价层电子排布式是3d6,则基态Fe2+的价电子轨道表示式为;
(2)H3O+是O原子与2个H原子结合形成H2O后,再由O原子的一对孤电子对与H+通过配位键形成的,则其电子式为;
O原子价层电子对数是3+1=4,含有1对孤电子对,故H3O+的空间构型是三角锥形;
(3)在吡啶中N原子形成3个共价键,因此N原子杂化类型是sp2;
吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度:吡啶远大于苯;已知-CH3为斥电子基团,-CF3是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为: +>>,所以吡啶和其衍生物、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是;
(4)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,可能原因是①吡啶和H2O均为极性分子,符合相似相溶原理,而苯为非极性分子;②吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;
(5)在该晶胞中金属Mn+个数是:8×+2×=2;Cl-数目是:4×+1×2=4;H2O分子数目是:8×+4×=4,若金属M的相对原子量Mr,晶胞的棱长分别为a pm、b pm、c pm,夹角均为90°,则该晶胞的密度ρ=。
【分析】(1)根据构造原理分析;
(2)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
(3)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
(4)分子间氢键会增大物质的溶解度:
(5)利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。
23.【答案】(1)
(2)b
(3)dsp2;依据“相似相溶规则”,顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,H2O为极性溶剂
(4)6;( , +m, )
【解析】【解答】(1)铁、钴、镍均位于第四周期第Ⅷ族,钴元素基态原子的价电子排布式为3d74s2,则其轨道表示式为 。
(2)硝普钠(Na2[Fe( CN)5(NO) ·2H2O])存在离子键、配位键、极性共价键和氢键(H2O分子间),不存在金属键、非极性共价键。
(3)①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为dsp2,Cu原子的价电子排布式是 3d104s1,Cu2+的价电子排布式是 3d9,3d中一个电子跃迁到4p轨道,从而3d空出一个空轨道,然后和4s、4p轨道形成dsp2杂化。
②顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,H2O为极性溶剂,依据“相似相溶”的原理可知,顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水。
(4)根据图新信息和均摊法可知,一个晶胞中含有的氧原子数为8×+4=6。根据x-y轴方向可知,3号Fe与1号O的横坐标一样,纵坐标为1-( -m )= +m ,根据y-z轴方向可知,3号Fe竖坐标为1号O的竖坐标的3倍,所以3号Fe原子的分数坐标为( , +m, ) 。
【分析】(1)铁、钴、镍均位于第四周期第Ⅷ族。
(2)硝普钠(Na2[Fe( CN)5(NO) ·2H2O])存在离子键、配位键、极性共价键和氢键(H2O分子间),不存在金属键、非极性共价键。
(3)①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为dsp2。
②根据相似相溶原理进行分析。
(4)根据均摊法及图示信息进行分析。
24.【答案】(1)ds;
(2)四面体形;;硫代硫酸根中因为硫比氧半径更大,所以更易提供孤对电子与银离子形成配位键,所以中配位原子是硫
(3)强于;氯、溴、碘的原子半径逐渐增大,、、的键长逐渐增大,共价键键能逐渐减弱,所以更容易电离出,酸性更强
(4)4;ab
(5);
【解析】【解答】(1)已知Ag元素的原子序数为47,Ag元素在周期表中的位置是第五周期IB族,属于ds区,基态Ag原子的价电子排布式为4d105s1,故答案为:ds;4d105s1;
(2)①配体阴离子的中心原子是硫,另一个硫原子相当于氧原子,则中心原子硫的孤电子对数为=0,价层电子对数为4+0=4,所以空间构型是四面体形,中心原子采用sp3杂化;
②硫代硫酸根中因为硫比氧半径更大,所以更易提供孤对电子与银离子形成配位键,所以中配位原子是硫;
(3)H5IO6( )中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO4为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,含非羟基氧原子个数越多酸性越强,所以酸性HIO4强于H5IO6;氯、溴、碘的氢化物为:HCl、HBr、HI,由于氯、溴、碘的原子半径逐渐增大,H-Cl、H-Br、H-I的键长逐渐增大,共价键键能逐渐减弱,所以HI更容易电离出H+,酸性更强,故酸性由强到弱排序为HI>HBr>HCl;
(4)由图2得出: ,离I-最靠近等距离的Ag+有四个,即I-配位数为4;
a.由于r(Ag+):r(I-)=0.573,在0.414<r(阳离子):r(阴离子)<0.732范围内,但是晶体结构和NaCl晶体不同,所以a几何因素不可以作为晶体结构的原因,故a不正确;
b.AgI和NaCl的阴阳离子的电荷比相同,所以b电荷因素不可以作为晶体结构的原因,故b不正确;
c.Ag+和I-离子半径大,受相反电荷离子的电场作用变成椭球形,不再维持原来的球形,离子键就向共价键过渡,它们的成键具有离子键和共价键的双重特性,其离子键的纯粹程度不高,离子键的纯粹程度简称键性因素,所以造成AgI晶体结构不同于NaCl晶体结构的原因是键性因素,故c正确;
故答案为:4;ab;
(5)立方晶胞中,顶点粒子占,面心粒子占,内部粒子为整个晶胞所有,所以一个晶胞中,Au有8×=1个,Cu有6×=3个,H有4个,所以晶体的化学势为Cu3AuH4,若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为。
【分析】(1)根据给出的元素结合核外电子排布规律即可写出排布式
(2)①根据给出的化学式结合电子即可计算出中心原子的价层电子即可判断杂化方式
②半径过小,不易提供孤对电子
(3)根据非羟基氧原子个数判断即可,氢卤酸的强弱与键长有关
(4)根据给出的晶胞图即可找出配位数,根据晶胞的差异即可找出晶体差异的原因
(5)根据给出的晶胞结构即可计算出晶胞中的原子个数即可计算出氢原子的个数,根据ρ=计算
25.【答案】(1) 或 ;分子晶体
(2)<;<;H2S
(3)<
(4)sp2杂化;平面正三角形
(5)4;;
【解析】【解答】(1) Se与O元素同主族,位于第四周期,其元素原子序数为34,N层有6个价电子,所以硒的电子排布式为 或 ;单质硒的熔点为221℃,熔点较低,则说明该晶体属于分子晶体,故答案为: 或 ;分子晶体;
(2)Se与S同主族,因同主族从上到下,非金属性逐渐减弱,电负性逐渐减少,所以电负性:Se<S;Ga位于第四周期IIIA族,As位于第四周期VA族,同周期从左到右第一电离能逐渐增大,且第VA族元素最外层电子是半充满结构,比较稳定,所以第一电离能:Ga(3) H2SeO4中非羟基氧数目比H2SeO3的多,Se的正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更偏向Se原子,更容易电离出氢离子,故酸性:H2SeO3<H2SeO4,故答案为:<;
(4)SeO3分子中σ键电子对数为3,孤电子对数为 =0,所以杂化方式为:sp2杂化;价层电子对数=3+0=3,为平面正三角形,故答案为:sp2杂化;平面正三角形;
(5) ZnSe采取面心立方最密堆积方式,根据图示结构可知,Zn原子(小黑球)的配位数为4;晶胞边长参数为anm,NA表示阿伏加德罗常数,则根据几何关系可知,紧邻的Se2-与Zn2+之间的距离为体对角线的 ,即该距离为 ;一个晶胞中含有Se2-个数为 ,含有Zn2+个数为4,硒化锌晶体的密度 g·cm-3,故答案为:4; ; 。
【分析】(1)根据核外电子排布规律即可写出排布式,根据熔点低即可判断晶体的类型
(2)非金属性越强,电负性越强,同周期从左到右电离能增大趋势,但是第II和VA族的元素,处于半充满导致能量低电离能大,结构相似属于分子晶体,相对分子质量越大,沸点越大,水含有氢键,熔点最高
(3)根据找出非羟基氧原子的个数即可判断
(4)根据化学式计算出中心原子的价层电子对和孤对电子即可判断杂化方式和构型
(5)根据晶胞结构即可找出原子的配位数, 紧邻的Se2-与Zn2+之间的距离 为体对角线的结合数据进行计算即可,根据占位计算出原子个数同时计算出晶胞质量,再结合晶胞参数计算出体积即可计算出密度