高二年级下学期第一次阶段性测试
化 学 试 题
(100分 90分钟)
2025.03
可能用到的相对原子质量:
H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 CL:35.5 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Ni:59 Co:59 As:75 Sb:122
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列化学用语或表述正确的是 ( )
A.中子数为1的氦核素:He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p p σ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
2.我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”。《易经》记载:“泽中有火”“上火下泽”。“泽”,指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是 ( )
A.“气”“火”在水中都能形成分子间氢键 B.“气”的沸点低于“火”
C.“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形 D.每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4
3.基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 ( )
A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
4.下列说法正确的有( )
①石英和金刚石都是共价晶体,都属于化合物
②在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
③金刚石、SiC、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④NaOH和MgCl2中均含有共价键,但都属于离子晶体
⑤氯化钠晶体不导电,是因为无阴、阳离子
⑥SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子成键,每个氧原子与4个硅原子成键
⑦分子晶体:共价键键能越大,熔、沸点越高;共价晶体:共价键键能越大,熔、沸点也越高
⑧氯化氢溶于水时共价键被破坏,属于物理变化
⑨元素的金属性越强,则其构成金属单质的金属键也越强
A.2 B.3 C.4 D.5
5.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.1 mol N2H4可处理水中1.5 mol O2
B.[Cu(NH3)4]2+中存在离子键、配位键和极性共价键
C.氨水中NH3与H2O间存在氢键
D.含铜的氧化物中,Cu2+比Cu+更稳定
6.甲~丁均为短周期主族元素,在元素周期表中的相对位置如图所示,丁的最高价氧化物对应的水化物在同周期中酸性最强,下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:甲>乙>丙 B.非金属性:丁>丙>乙
C.丙与乙形成的化合物是分子晶体 D.最简单氢化物的沸点:乙>甲>丁
7.某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
8.一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。下列说法正确的是 ( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
9.下列对一些实验事实的理论解释错误的是 ( )
选项 实验事实 理论解释
A 金属的导热性好 遍布晶体的自由电子受热加速运动
B 酸性:CF3COOH>CCl3COOH 氟的电负性大于氯的电负性,F—C键的极性大于Cl—C键的极性,使—CF3的极性大于—CCl3的极性,导致CF3COOH羧基中羟基的极性更大,更易电离出H+
C 聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯 C—F键的键能比C—H键的键能大,键能越大,化学性质越稳定
D 对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低 对羟基苯甲醛形成分子内氢键,邻羟基苯甲醛形成分子间氢键
10.化合物M是一种高效消毒漂白剂,结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的某种单质可用于自来水消毒,Y、Z在不同周期。下列叙述错误的是 ( )
A.第一电离能:WB.W的杂化方式为sp2
C.XZ3分子的空间结构为三角锥形
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>X
11.冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,能加快KMnO4与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大两者结合能力越强。
碱金属离子 结合常数 冠醚 Na+(直径: 204 pm) K+(直径:276 pm)
冠醚A(空腔直径:260~320 pm) 199 1 183
冠醚B(空腔直径:170~220 pm) 371 312
下列说法不正确的是 ( )
A.推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B.实验中c(Na+):①>②>③
C.冠醚通过与K+结合将Mn携带进入有机相,从而加快反应速率
D.为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适
12.几种离子晶体的晶胞如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.熔、沸点:NaCl>CsCl
B.在NaCl晶胞中,距离Na+最近且等距的Na+数目为6
C.若ZnS的晶胞边长为a pm,则Zn2+与S2-之间最近距离为a pm
D.上述三种晶胞中,其阳离子的配位数大小关系为ZnS>NaCl>CsCl
13.已知两种颜色不同的晶体,分子式均为TiCl3·6H2O,配位数都是6。分别取0.01 mol两种晶体在水溶液中用过量AgNO3处理,绿色晶体得到的白色沉淀质量为紫色晶体得到沉淀质量的,则下列有关说法不正确的是 ( )
A.该绿色晶体配体是氯离子和水,它们物质的量之比为1∶5
B.紫色晶体配合物的化学式为[Ti(H2O)6]Cl3
C.1 mol紫色晶体中含有的σ键个数为12NA
D.0.01 mol紫色晶体在水溶液中与过量AgNO3作用最多可得到4.305 g沉淀
14.如图是Na、Cu、Si、H、C(金刚石)、N元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d单质均是热和电的良导体。下列判断不正确的是 ( )
A.e、f单质熔化时破坏的是共价键
B.d单质对应元素的基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p2
C.b单质对应元素形成的最高价含氧酸易与水分子之间形成氢键
D.单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含3个σ键,1个π键
15.由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体(晶胞为图乙)可视为Ge晶体(晶胞为图甲)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。下列说法正确的是 ( )
A.2号原子的坐标为(,,)
B.X晶体的化学式为HgGe2Sb2
C.设Ge晶体晶胞边长为a nm,则Ge原子之间的最短距离为a nm
D.X晶体中与Hg最近且等距离的Sb的数目为8
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)元素周期表中的六种元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大。
A的基态原子价电子排布为nsnnpn
B的基态原子2p能级有3个单电子
C的原子最外层电子数是其内层的3倍
D的基态原子3p轨道上有4个电子
E2+的d轨道中有10个电子
F单质在金属活动性顺序中排在最末位
(1)写出E的基态原子的电子排布式: 。
(2)A、B形成的AB-常作为配位化合物中的配体。在AB-中,元素A的原子采取sp杂化,则A与B形成的化学键中含有的σ键与π键的数目之比为 。
(3)D与E形成的化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中,E离子的数目为 ;该化合物的化学式为 。
(4)在D的氢化物(H2D)中,D原子的杂化轨道类型是 。
(5)C的氢化物(H2C)在乙醇中的溶解度大于H2D,其原因是 。
(6)D与C形成的D的空间结构为 (用文字描述)。
(7)E、F均能与AB-形成配离子,已知E2+与AB-形成配离子时,配位数为4;F+与AB-形成配离子时,配位数为2。工业上常用F+与AB-形成的配离子与单质E反应,生成E2+与AB-形成的配离子和F单质来提取F,写出上述反应的离子方程式: 。
17.(14分)将酞菁 钴酞菁 三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为 ,其中属于共价晶体的是 ,C60间的作用力是 。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的化合价为 ,氮原子提供孤电子对与钴离子形成 键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。AlF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ= g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
18.(14分)根据要求回答下列问题:
(1)在第2周期主族元素中,第一电离能介于B和N之间的元素有 种。
(2)已知电离能:I2(Ti)=1 310 kJ·mol-1,I2(K)=3 051 kJ·mol-1,I2(Ti) I2(K),其原因为 。
(3)橙红色晶体羰基钴的熔点为52 ℃,可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。配体CO中σ键与π键数目之比是 。
(4)(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为 ,1个分子中含有 个π键。
(5)等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与互为等电子体的分子有 、 。
(6)蓝色的无水CoCl2在吸水后会变成粉红色的水合物CoCl2·xH2O,该水合物受热后又变成无水CoCl2,所以无水CoCl2常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有65 g无水CoCl2,吸水后变成119 g CoCl2·xH2O。
①水合物中x= 。
②若该水合物为配合物,其中Co2+的配位数为6,经测定得出该配合物内界和外界含有Cl-的个数之比为1∶1,则该配合物的化学式可表示为 。
19.(14分)某杂志报道了一实验室制造的包含钙、钾、铁和砷以及少量镍元素的新型化合物材料CaK(Fe1-xNix)4As4,该新型化合物材料呈现出被称为刺猬自旋新磁态。该研究成果有助于更好地理解磁性与非常规超导性之间的联系。回答下列问题:
(1)基态镍原子的电子排布式为[Ar] ;上述材料中所含元素的基态原子中,未成对电子数最多的是 (填元素符号,下同)。
(2)铁原子及其离子易形成配离子或配合物,如[Fe(CN)6]3-、[Fe(CN)6]4-、Fe(CO)5,这些配离子或配合物所包括的非金属元素中第一电离能最大的是 。
(3)K3AsO3可用于碘的微量分析。
①K+的焰色试验呈紫色,金属元素能产生焰色的微观原因为 。
②As的空间结构为 ,写出一种与其互为等电子体的分子: (填化学式)。
(4)Ni与Ca处于同一周期,且原子核外最外层电子数相同,但金属Ni的熔点和沸点均比金属Ca的高,其原因为 。
(5)①金属镍的原子堆积方式如图1所示,则金属镍的晶胞俯视图为 (填字母)。
②某砷镍合金的晶胞如图2所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度ρ= g·cm-3。
20.(12分)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是____________(填标号)。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮的杂化类型是____________。乙二胺能与Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是
_________________________________________________________________。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 -75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因__________________________________
_________________________________________________________________。
(4)共价晶体GaAs的晶胞参数a=x pm,它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部存在的共价键数为____________;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为____________(用x表示)pm;
高二化学第一次阶段性试题答案精析
1.C [ 中子数为1的He核素其质量数为1+2=3,故应表示为He,A错误;两个F原子中2p轨道单电子相互重叠形成p p σ键,C正确;PCl3的中心原子价电子对数为4,存在1对孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,PCl3的空间结构为三角锥形,D错误。]
2.D [乙烯和甲烷不能形成分子间氢键,A错误;乙烯的相对分子质量大于甲烷,范德华力大,所以熔、沸点高,则乙烯的沸点高于甲烷,故B错误;乙烯含碳碳双键,分子的空间结构为平面结构,故C错误;乙烯结构简式为CH2CH2,每个乙烯分子中含σ键数目为5,甲烷结构简式为CH4,每个甲烷分子中含σ键数目为4,则数目之比为5∶4,故D正确。]
3.A [VSEPR模型是价电子对的空间结构模型,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对,当中心原子无孤电子对时,两者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,两者空间结构不同,故A错误;在一个原子轨道内,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利不相容原理,故C正确;1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道,称为sp3杂化轨道,故D正确。]
4.B 石英属于化合物,但金刚石为单质,不属于化合物,故①错误;晶体中只要有阴离子,必定是离子晶体,一定有阳离子,故②正确;金刚石、SiC属于共价晶体,原子半径:C<Si,键长C—C键<C—Si键,故金刚石比SiC的熔点更高,H2O、H2S都属于分子晶体,水分子间存在氢键,水的熔点高于硫化氢,故③正确;氯化镁中只含离子键,不含共价键,故④错误;氯化钠晶体不导电,是因为氯化钠晶体中没有可自由移动的离子,氯化钠晶体中存在钠离子和氯离子,故⑤错误;二氧化硅晶体中,每个硅原子与4个氧原子成键,每个氧原子与2个硅原子成键,故⑥错误;对于分子晶体来说,分子间作用力越大,熔、沸点越高,对于共价晶体来说,共价键键能越大,熔、沸点越高,故⑦错误;氯化氢溶于水时H—Cl键被破坏,没有新化学键的形成,属于物理变化,故⑧正确;金属性强的元素原子核对外层电子吸引力弱,其构成金属单质的金属键一般越弱,故⑨错误。
5.C [1 mol N2H4失去电子生成氮气,转移4 mol电子,而1 mol O2得到4 mol电子,根据得失电子守恒可知,1 mol N2H4可处理水中1 mol O2,故A错误;[Cu(NH3)4]2+ 中铜离子与氨分子之间存在配位键,氨分子中N与H形成极性共价键,但是不存在离子键,故B错误;N、O元素电负性都较大,O—H键或N—H键是强极性键,则N、O能和另一分子中的H原子形成氢键,氨水中NH3与H2O间存在氢键,故C正确;Cu+的价电子排布为3d10,Cu2+的价电子排布为3d9,Cu+比Cu2+稳定,D错误。]
6.D [丁的最高价氧化物对应的水化物在同周期中酸性最强,则丁为氯;由相对位置可知,甲、乙、丙分别为氮、氧、硅。电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,原子半径:丙>甲>乙,A错误;同周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强,同主族元素由上而下,金属性增强,非金属性减弱;非金属性:乙>丁>丙,B错误;二氧化硅为共价晶体,C错误;氨分子、水分子能形成氢键,导致沸点升高,常温下水为液体、氨为气体,故最简单氢化物的沸点:乙>甲>丁,D正确。]
7.C [由结构简式可知,P原子的3个单电子与苯环形成共用电子对,P原子剩余的孤电子对与Ni形成配位键,Cl-提供孤电子对与Ni形成共价键,由于整个分子呈电中性,故该物质中Ni为+2价,A项正确;同周期元素随着原子序数的增大,第一电离能有增大趋势,故基态原子的第一电离能:Cl>P,B项正确;C均存在于苯环上,采取sp2杂化,P价层电子对数为4,采取sp3杂化,C项错误;Ni的原子序数为28,位于第四周期第Ⅷ族,基态Ni原子价电子排布式为3d84s2,D项正确。]
8.A [由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;同一周期元素原子的第一电离能从左到右呈递增趋势,但是ⅡA、ⅤA族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C9.D [F的电负性大于Cl,导致C—F的极性大于C—Cl键的极性,导致羟基电子云更偏向O,而使CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,故B正确;两者之间只有C—F键和C—H键的差异,C—F键的键能比C—H键的键能大,键能越大,化学性质越稳定,故C正确;对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键,熔、沸点更高,而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔、沸点较低,故D错误。]
10.D [根据题给信息分析可知,W、X、Y、Z分别是C、N、O和Cl。同周期元素第一电离能呈增大趋势,因ⅤA族最高能级电子处于半充满稳定结构,所以第一电离能反常比ⅥA族的大,所以第一电离能:W(C)N>C,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>X>W,D错误。]
11.B [由表格数据可知,同一碱金属离子在冠醚空腔直径大小不同时其结合常数不同,同一冠醚与不同碱金属离子结合时其结合常数也不同,因此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关,A正确;冠醚A与K+结合常数大,结合能力强,因此加入KCl固体后,与冠醚A结合的Na+被K+替代,Na+被释放,溶液中c(Na+):③>②,B错误;冠醚通过与K+结合将Mn携带进入有机相,增大Mn与环己烯的接触面积,从而加快反应速率,C正确;冠醚A与K+的结合常数大,结合能力强,选择冠醚A比冠醚B更合适,D正确。]
12.AC [Na+半径小于Cs+,且所带电荷数相同,所以NaCl的离子键强于CsCl,晶格能大于CsCl,所以熔、沸点:NaCl>CsCl,故A正确;根据NaCl的晶胞结构,距离体心Na+最近且等距的Na+位于棱心,数目为12,故B错误;由ZnS的晶胞结构可知,Zn2+与S2-之间最近距离为晶胞体对角线长的,即为a pm,故C正确;题述三种晶胞中,NaCl的晶胞中Na+的配位数为6,CsCl晶胞中,Cs+的配位数为8,ZnS晶胞中,Zn2+的配位数为4,所以其阳离子的配位数大小关系为CsCl>NaCl>ZnS,故D错误。]
13.C [绿色晶体化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,该晶体中配体是氯离子和水分子,其物质的量之比为1∶5,故A正确;紫色晶体的化学式为[Ti(H2O)6]Cl3,每个水分子中含有2个σ键,Ti3+和每个O原子形成1个σ键,所以1 mol紫色晶体中含有的σ键个数为18NA,故C错误;0.01 mol紫色晶体在水溶液中最多电离出0.03 mol氯离子,与过量AgNO3作用最多可得到n(AgCl)=n(Cl-)=0.03 mol,m(AgCl)=0.03 mol×143.5 g·mol-1=4.305 g,故D正确。]
14.BD [Na、Cu、Si、H、C、N元素单质中,Na、Cu为金属晶体,二者均是热和电的良导体,金刚石、Si的单质为共价晶体,且金刚石的熔点大于晶体Si的熔点,H、N对应的单质为分子晶体,其中氢气的熔点最低,由图和已知信息可知a为H2,b为N2,c为Na,d为Cu,e为Si,f为金刚石。单质硅和金刚石均为共价晶体,熔化时破坏的是共价键,故A正确;基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故B不正确;N元素形成的最高价含氧酸为HNO3,其中含有O—H键,易与水分子之间形成氢键,故C正确;H、N、C元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子为HCN,结构式为H—C≡N,每个分子中含2个σ键、2个π键,故D错误。]
15.C [2号原子的坐标为(,,),A错误;X晶体中Ge的原子个数为8×+4×+1=4,Hg的原子个数为6×+4×=4,Sb的原子个数为8,故其化学式为HgGeSb2,B错误;设Ge晶体晶胞边长为a nm,Ge原子之间的最短距离为体对角线的,即为a nm,C正确;以顶面的Hg为研究对象,与之距离最近且相等的Sb原子在底下晶胞中的有2个,面心的汞原子为2个晶胞共用,上面晶胞还有2个Sb原子,故X晶体中与Hg最近且等距离的Sb的数目为4,D错误。]
16.(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)
(2)1∶2 (3)4 ZnS (4)sp3 (5)水分子能和乙醇形成分子间氢键 (6)正四面体形
(7)2[Au(CN)2]-+Zn[Zn(CN)4]2-+2Au
解析 (1)E为锌,基态原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s2。(2)在CN-中存在碳氮三键,三键含有1个σ键、2个π键,故含有的σ键与π键的数目之比为1∶2。(3)据“切割法”,晶胞中含8×+6×=4个黑球、4个白球,故在该晶胞中,E离子的数目为4,该化合物的化学式为ZnS。(4)H2S中心原子S原子价电子对数为2+=4,S原子采用sp3杂化。(6)的中心原子S原子的价电子对数为4+=4,为sp3杂化,空间结构为正四面体形。
17.(1)同素异形体 金刚石 范德华力 (2)③ +2 配位 (3)sp3 离子 2
解析 (2)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键,因此标号为③的N原子形成的N—H易断裂从而电离出H+;钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,因此,钴离子的化合价为+2,氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知,Al原子价电子对数是4,其与其周围的4个氯原子形成四面体结构,因此,二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1 090 ℃,远高于AlCl3的192 ℃,由于F的电负性最大,其吸引电子的能力最强,因此,可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知,其中含灰球的个数为12×=3,白球的个数为8×=1,则灰球为F-,距F-最近且等距的Al3+有2个,则F-的配位数为2。
18.(1)3 (2)K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去
(3)O>C>Co 1∶2 (4) 4
(5)SO2 O3 (6)①6 ②Cl·H2O
解析 (1)在第2周期主族元素中,第一电离能呈增大的趋势,但是Be的2s2轨道全满相对稳定,而B原子价电子排布为2s22p1,故第一电离能小于Be,O原子的价电子排布为2s22p4,N原子的价电子排布为2s22p3,N的2p轨道处于半满状态,故第一电离能大于O,第一电离能介于B和N之间的有3种元素,分别为Be、C、O。
(2)K失去一个电子后,原子轨道处于全满状态, Ti价电子排布为3d24s2,失去一个电子后价电子排布为3d24s1,K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去。
(3)钴是金属元素,与碳和氧相比电负性较小,同周期主族元素,核电荷数越大,电负性越大,故电负性:O>C>Co;CO中有1个σ键与2个π键,数目之比为1∶2。
(4)(CN)2中键与键之间的夹角为180°,则分子为直线形,并有对称性,分子两侧都有C和N原子,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,则结构式为;每个三键都有2个π键,则1个分子中有4个π键。
(5)与互为等电子体的分子原子数为3,各原子最外层电子数之和为18,则等电子体有SO2和O3。
(6)①CoCl2的摩尔质量为130 g·mol-1,65 g无水CoCl2的物质的量为0.5 mol,吸收水的质量为119 g-65 g=54 g,则水的物质的量为3 mol,n(CoCl2)∶n(H2O)=1∶6,则x=6。
19.(1)3d84s2 Fe (2)N (3)①电子从处于较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时,会以光的形式释放能量 ②三角锥形 PCl3(合理即可) (4)Ni的原子半径较小,价电子数目较多,金属键较强
(5)①C ②
解析 (1)题述材料中所含元素有K、Ca、Ni、Fe、As,这些元素的基态原子中,未成对电子数分别是1、0、2、4、3,未成对电子数最多的是Fe。
(2)题述配离子和配合物中含有C、N、O 3种非金属元素,同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但N原子的2p能级处于半充满状态,较稳定,第一电离能反常,所以C、N、O这三种元素第一电离能最大的是N元素。
(3)②根据VSEPR理论,As中中心原子的价电子对数为3+=4,所以As的空间结构为三角锥形;与As互为等电子体的分子有PCl3、PBr3、NF3、NCl3等。
(5)①根据图1,由金属Ni的堆积方式可知金属镍的晶胞俯视图为C。②由晶胞结构可知,每个晶胞中含有的Ni原子数目为4×+4×+2×+2×=2,含有2个As原子,1个晶胞的质量为2× g,1个晶胞的体积为a×10-10 cm×a×10-10 cm×sin 60°×c×10-10 cm=×10-30 cm3,所以晶体的密度ρ== g·cm-3。
20.答案 (1)A (2) sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 (3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间作用力(分子量)P4O6>SO2
(4)16 0.25x
解析 (1)A、D微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的,但是D微粒能量高于A,稳定性A>D,所以失电子能力A>D;B、C都是原子,但是B是基态、C是激发态,能量:C>B,稳定性B>C,所以失去一个电子能力:B>C;A为Mg+、B为Mg原子,A再失去电子所需能量就是Mg原子失去2个电子的能量,为Mg原子的第二电离能,B失去一个电子的能量是Mg原子的第一电离能,其第二电离能大于第一电离能,所以电离最外层一个电子所需能量A>B,通过以上分析知,电离最外层一个电子所需能量最大的是A; (2)在乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中,每个N原子形成的共价键有2个N—H键、1个N—C键,且还含有1个孤电子对;所以N原子价电子对个数是4,根据价电子对互斥理论判断N原子杂化类型为sp3杂化;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键,因此乙二胺能与Cu2+等金属离子形成稳定环状离子;(3)由于Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间作用力(分子量)P4O6>SO2,所以熔点大小顺序是MgO>Li2O>P4O6>SO2;(4)一个Ga与周围4个As形成共价键,所以晶胞内存在共价键数为4×4=16;As原子存在体对角线上,在对角线处,距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为0.25x pm;