模块素养评价
(第1～3章)
(90分钟 100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意。
1.下列表达方式或说法正确的是
( )
A.CO2的分子模型示意图:
B.某元素原子R的轨道表示式:
C.p-p
π键电子云模型:
D.乙烯分子的球棍模型:
2.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的孤电子对
3.(2020·合肥高二检测)下列有关说法正确的是
( )
A.电负性:N>O>F
B.离子半径由大到小的顺序:H+>Li+>H-
C.键角:BeCl2>NCl3>CCl4
D.晶格能:Al2O3>MgO>NaCl
4.(2020·山东等级考)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是
( )
A.键能C—C>Si—Si
、C—H>Si—H
,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p—pπ
键
5.(2020·衡水高二检测)
以下有关元素性质的说法不正确的是
( )
A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列最外层电子排布式的原子中:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb、②N、P、As、③O、S、Se、④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1
451、7
733、10
540、13
630、17
995、21
703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
6.(2020·哈尔滨高二检测)涂改液中含有多种有害的挥发性物质,二氯甲烷就是其中一种。下列有关二氯甲烷分子的描述正确的是
( )
A.二氯甲烷分子中四个σ键键长均相等
B.二氯甲烷分子中的中心原子碳采取sp3杂化
C.二氯甲烷由碳、氯、氢原子构成,属于共价晶体
D.二氯甲烷分子是一种含有极性键的非极性分子
7.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式为
以下关于维生素B1的说法正确的是
( )
A.只含σ键和π键
B.既有共价键又有离子键
C.该物质的熔点可能高于NaCl
D.该物质不易溶于盐酸
8.
(2020·泰安高二检测)
X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示,该晶体的化学式为
( )
A.Na3N B.AlN
C.Mg3N2
D.Cu3N
9.下列说法中正确的是
( )
A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C.N的电子式为[H]+,离子呈平面正方形结构
D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
10.(2020·济南高二检测)
下面的排序不正确的是
( )
A.晶体熔点的高低:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
二、选择题:本题包括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意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2020·长沙高二检测)
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分子的空间构型为直线形
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、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
12.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a的分子空间构型为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第3周期元素。下列判断正确的是
( )
A.四种分子中的化学键均是极性键
B.a、c分子中中心原子均采用sp3杂化
C.四种分子中既有σ键,又有π键
D.b、d分子中共价键的键能:b>d
13.(2020·温州高二检测)
类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
( )
A.从CH4、N、S为正四面体结构,可推测P、P也为正四面体结构
B.H2O常温下为液态,H2S常温下为气态,主要是水分子间存在氢键
C.金刚石中C—C键的键长为154.45
pm,C60中C—C键的键长为140～145
pm,所以C60的熔点高于金刚石
D.MgCl2熔点较高,BeCl2熔点也较高
14.下表表示周期表中的几种短周期元素,下列说法错误的是
( )
A
B
C
E
D
A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C第一电离能的大小顺序为C>B>A
C.AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构
15.(2020·福州高二检测)钇钡铜氧化合物在90
K时具有超导性,该化合物的晶胞结构如图所示:
该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料,经研磨烧结而成,其原料配比(物质的量之比)为
( )
A.2∶3∶3
B.1∶1∶1
C.1∶2∶3
D.1∶4∶6
三、非选择题:本题包括5个小题,共60分。
16.(11分)(2020·六安高二检测)四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
信息①:原子半径大小:A>B>C>D;
信息②:四种元素之间形成的三种分子的空间填充模型及部分性质:
是地球上最常见的物质之一,常温为液态,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分
无色,无味且易燃,是21世纪的主要能源
弱酸,有强氧化性,可以用于消毒杀菌
请根据上述信息回答下列问题。
(1)甲、乙、丙中含有的共同元素是________(填名称)。?
(2)B元素在周期表中的位置为__。?
(3)上述元素的原子M层有一个未成对p电子的是________(填元素符号)。?
(4)丙的电子式为____________,丙与SO2水溶液可发生氧化还原反应,生成两种强酸,化学反应方程式为__。?
【补偿训练】
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子的价电子排布为msnmpn(m≠n);
③R原子的核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子的p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是_________________。?
(2)Q、Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,其氢化物的稳定性________>________,其氢化物的还原性________>________。(用化学式填空)?
(3)Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为______________,电负性数值由小到大的顺序是____________________(用元素符号作答)。?
(4)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物是______________(填化学式)。?
17.(12分)(2020·郑州高二检测)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂),其组成结构和物理性质见下表。
分子式
结构简式
外观
熔点
溶解性
C12H10ClN3O
白色结晶粉末
170～172
℃
易溶于水
回答下列问题:
(1)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为__。?
(2)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有__。?
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键
(3)查文献可知,可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲。
+
反应过程中,每生成1
mol氯吡苯脲,断裂________个σ键、断裂________个π键。?
(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂,是由硫酸铜和生石灰制得。若在波尔多液的蓝色沉淀上,再喷射氨水,会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液,得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子电子排布式为______________________。?
(5)上述沉淀溶解过程的离子方程式为?__。?
【补偿训练】
Ⅰ.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一个稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子
是极性分子还是非极性分子??__。?
(2)XeF2晶体是一种无色晶体,图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体??__。?
Ⅱ.已知有关物质的熔、沸点数据如表:
物质
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
熔点/℃
2
852
2
072
714
190(2.6×105
Pa)
沸点/℃
3
600
2
980
1
412
182.7
请参考上述数据填空和回答问题:
(1)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁,也不用电解AlCl3的方法生产铝________________________。?
(2)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型,其实验方法是_______。?
18.(12分)(2020·南京高二检测)不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金,铁是主要成分元素,铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%,不然就不能生成致密氧化膜CrO3以防止腐蚀。
(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为___________________________。?
(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为____________________。?
(3)与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素基态原子价电子排布式为?______________________________。?
(4)Fe的一种晶胞结构如甲、乙所示,若按甲中虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是_______________________________。?
(5)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的晶胞结构如图所示,试写出该晶体的化学式:________。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有________个。?
(6)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列问题:
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2
080
4
000
6
100
9
400
R
500
4
600
6
900
9
500
S
740
1
500
7
700
10
500
T
580
1
800
2
700
11
600
U
420
3
100
4
400
5
900
T元素最可能是________区元素。若T为第2周期元素,F是第3周期元素中原子半径最小的元素,则T、F形成的化合物的立体构型为________,其中心原子的杂化方式为______________________。?
【补偿训练】
A、B、C、D、E、F、G是前四周期的七种元素,其原子序数依次增大。A的基态原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图(D的氢化物沸点最高);F是地壳中含量最高的金属元素;G与F同主族。请回答下列问题:
(1)写出F元素基态原子的核外电子排布式:________________;?
(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序是____________(用元素符号表示);?
(3)CA3分子的立体构型为________,1
mol
B2A4分子中含有________个σ键;?
(4)ED是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。ED的熔点比NaCl高,其原因是?_____________________。?
(5)有关上述元素的下列说法,正确的是________(填序号);?
①CA3沸点高于BA4,主要是因为前者相对分子质量较大
②配合物Ni(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,因此固态Ni(BD)4属于离子晶体
③C的氢化物的中心原子采取sp2杂化
④F单质的熔点高于E单质,是因为F单质的金属键较强
⑤比G的原子序数少11的元素第一电离能高于G
19.(13分)(2020·三明高二检测)铍及其化合物的应用正日益被重视。
(1)最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%铬(Cr)的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子价电子的轨道表示式为____________________。?
(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有________(填字母)。?
A.都属于p区主族元素
B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大
D.氯化物的水溶液pH均小于7
(3)氯化铍在气态时存在BeCl2分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固态时则具有如图所示的链状结构(c)。
①a属于________(填“极性”或“非极性”)分子。?
②二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。b的结构式为__________(标出配位键)。?
(4)BeO立方晶胞如图所示。
若BeO晶体的密度为d
g·cm-3,则晶胞参数a=________nm。?
20.(12分)(2020·山东等级考)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:
(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为__________________________,其固体的晶体类型为__________________________。?
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为__________________________(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为________________________,键角由大到小的顺序为__________________________。?
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1
mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有__________mol,该螯合物中N的杂化方式有____________种。?
(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,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125
一个晶胞中有__________个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有____________个。?
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(第1～3章)
(90分钟 100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意。
1.下列表达方式或说法正确的是
( )
A.CO2的分子模型示意图:
B.某元素原子R的轨道表示式:
C.p-p
π键电子云模型:
D.乙烯分子的球棍模型:
【解析】选C。A项,CO2为直线形分子,错误;B项,不符合洪特规则,错误;D项为空间填充模型,错误。
2.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的孤电子对
【解析】选A。s原子轨道是球形的,电子层序数越大,其半径越大,A项正确;根据洪特规则,对于基态原子,电子在同一能级的不同轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同,B项错误;由于3s轨道的能量低于3p轨道的能量,基态镁原子应是吸收能量,C项错误;杂化轨道可用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对,不能形成π键,D错。
3.(2020·合肥高二检测)下列有关说法正确的是
( )
A.电负性:N>O>F
B.离子半径由大到小的顺序:H+>Li+>H-
C.键角:BeCl2>NCl3>CCl4
D.晶格能:Al2O3>MgO>NaCl
【解析】选D。A项,电负性:F>O>N;B项,离子半径:H->Li+>H+;C项,键角:BeCl2>CCl4>NCl3。
4.(2020·山东等级考)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是
( )
A.键能C—C>Si—Si
、C—H>Si—H
,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p—pπ
键
【解析】选C。因键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,故C2H6的键能总和大于Si2H6,键能越大越稳定,故C2H6的稳定性大于Si2H6,A正确;SiC的成键和结构与金刚石类似均为共价晶体,金刚石的硬度很大,类比可推测SiC的硬度会很大,B正确;SiH4中Si的化合价为-4价,C的非金属性强于Si,则C的氧化性强于Si,则Si的阴离子的还原性强于C的阴离子,则SiH4的还原性较强,C错误;Si原子的半径大于C原子,在形成化学键时p轨道很难相互重叠形成π键,故Si原子间难形成双键,D正确。
5.(2020·衡水高二检测)
以下有关元素性质的说法不正确的是
( )
A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列最外层电子排布式的原子中:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb、②N、P、As、③O、S、Se、④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1
451、7
733、10
540、13
630、17
995、21
703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
【解析】选D。A项,①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,正确;B项,①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,正确;C项,同一主族元素,电负性从上到下逐渐减小;同一周期从左至右电负性逐渐增大,正确;D项,根据电离能变化趋势,最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时生成的离子应呈+2价,错误。
6.(2020·哈尔滨高二检测)涂改液中含有多种有害的挥发性物质,二氯甲烷就是其中一种。下列有关二氯甲烷分子的描述正确的是
( )
A.二氯甲烷分子中四个σ键键长均相等
B.二氯甲烷分子中的中心原子碳采取sp3杂化
C.二氯甲烷由碳、氯、氢原子构成,属于共价晶体
D.二氯甲烷分子是一种含有极性键的非极性分子
【解析】选B。二氯甲烷分子中,含有C—Cl键和C—H键,键长不相等,是一种含有极性键的极性分子,属于分子晶体,中心原子碳采取sp3杂化。
7.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式为
以下关于维生素B1的说法正确的是
( )
A.只含σ键和π键
B.既有共价键又有离子键
C.该物质的熔点可能高于NaCl
D.该物质不易溶于盐酸
【解析】选B。由维生素B1的结构简式可以得知分子中含有单键和双键,故分子中含有σ键和π键,同时分子中还含有离子键,A错误,B正确;离子化合物的熔点高低取决于离子键的强弱,离子键越强,化合物的熔点越高,该物质的离子键是由Cl-和非金属N的阳离子形成的,弱于Cl-和Na+之间形成的离子键,故维生素B1的熔点低于NaCl,C错误;由于该物质中含有—NH2,故该物质能与盐酸反应,D错误。
8.
(2020·泰安高二检测)
X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示,该晶体的化学式为
( )
A.Na3N B.AlN
C.Mg3N2
D.Cu3N
【解析】选D。根据能量最低原则和泡利原理,X+中的K、L、M三个电子层能容纳电子的最大数目分别为2、8、18,则X+中有28个电子,X中有29个电子,X的元素符号是Cu。根据晶胞与晶体的结构关系,该晶体每个晶胞均摊“”的数目:12×=3,均摊“”的数目:8×=1,“”与“”个数比为3∶1。根据离子电荷守恒,由Cu+与N3-组成的化合物的化学式为Cu3N。
9.下列说法中正确的是
( )
A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C.N的电子式为[H]+,离子呈平面正方形结构
D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强
【解析】选D。NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A项错误;P4为正四面体形分子,但其键角为60°,B项错误;N为正四面体形结构而非平面正方形结构,C项错误;NH3分子的电子式为H,有一对未成键电子,由于未成键电子对成键电子的排斥作用,使其呈三角锥形,D项正确。
10.(2020·济南高二检测)
下面的排序不正确的是
( )
A.晶体熔点的高低:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
【解析】选C。A项形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质,正确;B项均为共价晶体,原子半径越小,键长越短,共价键越牢固,硬度越大,键长有:C—CMg>Na,不正确;D项晶格能越大,则离子键越强,离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关,半径越小,则离子键越强,正确。
二、选择题:本题包括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意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2020·长沙高二检测)
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分子的空间构型为直线形
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、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
【解析】选A、B。根据A、B的电负性值及所处位置关系,可判断A元素为O,B元素为F,该分子为OF2。O—F键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°,故OF2分子中键的极性不能抵消,所以为极性分子。
12.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a的分子空间构型为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第3周期元素。下列判断正确的是
( )
A.四种分子中的化学键均是极性键
B.a、c分子中中心原子均采用sp3杂化
C.四种分子中既有σ键,又有π键
D.b、d分子中共价键的键能:b>d
【解析】选B。由题意可知,a是甲烷,b为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非极性键,A错;四种分子中均只存在σ键而没有π键,C错;b为氯气,所含共价键Cl—Cl键的键长比H—Cl键的键长长,故键能小于氯化氢中的H—Cl键的键能,D错。
13.(2020·温州高二检测)
类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
( )
A.从CH4、N、S为正四面体结构,可推测P、P也为正四面体结构
B.H2O常温下为液态,H2S常温下为气态,主要是水分子间存在氢键
C.金刚石中C—C键的键长为154.45
pm,C60中C—C键的键长为140～145
pm,所以C60的熔点高于金刚石
D.MgCl2熔点较高,BeCl2熔点也较高
【解析】选A、B。选项A,P的结构类似于N,P的结构类似于S,均为正四面体形。选项B,H2O分子间存在氢键,常温下为液态,而H2S分子间不存在氢键,常温下为气态。选项C,金刚石属于共价晶体,熔化时破坏的是共价键,C60是分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,因此其熔点低于金刚石。选项D,BeCl2属于分子晶体,熔点较低。
14.下表表示周期表中的几种短周期元素,下列说法错误的是
( )
A
B
C
E
D
A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C第一电离能的大小顺序为C>B>A
C.AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构
【解析】选A、B。由元素在周期表中位置,可知A为N、B为O、C为F、E为Si、D为Cl。A.非金属性:F>Cl,故氢化物稳定性:HF>HCl,HF分子之间存在氢键,沸点高于HCl,故A错误;B.同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级容纳3个电子,处于半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻其他元素,故第一电离能:F>N>O,故B错误;C.NCl3中N原子价层电子对数为4,SiCl4分子的Si原子价层电子对数为4,二者中心原子均为sp3杂化,故C正确;D.SiCl4分子中Si、Cl的化合价绝对值与其原子最外层电子数之和都等于8,均达8电子稳定结构,故D正确。
15.(2020·福州高二检测)钇钡铜氧化合物在90
K时具有超导性,该化合物的晶胞结构如图所示:
该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料,经研磨烧结而成,其原料配比(物质的量之比)为
( )
A.2∶3∶3
B.1∶1∶1
C.1∶2∶3
D.1∶4∶6
【解析】选D。由图可知,每个晶胞中含2个钡原子、1个钇原子;铜原子位于顶角和棱上,每个晶胞中含3个铜原子,则Y2O3、BaCO3、CuO的配比为1∶4∶6。
三、非选择题:本题包括5个小题,共60分。
16.(11分)(2020·六安高二检测)四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
信息①:原子半径大小:A>B>C>D;
信息②:四种元素之间形成的三种分子的空间填充模型及部分性质:
是地球上最常见的物质之一,常温为液态,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分
无色,无味且易燃,是21世纪的主要能源
弱酸,有强氧化性,可以用于消毒杀菌
请根据上述信息回答下列问题。
(1)甲、乙、丙中含有的共同元素是________(填名称)。?
(2)B元素在周期表中的位置为__。?
(3)上述元素的原子M层有一个未成对p电子的是________(填元素符号)。?
(4)丙的电子式为____________,丙与SO2水溶液可发生氧化还原反应,生成两种强酸,化学反应方程式为__。?
【解析】据表格信息可推知:甲是H2O,乙是CH4,丙是HClO。
答案:(1)氢 (2)第2周期ⅣA族 (3)Cl
(4)
HClO+H2O+SO2H2SO4+HCl
【补偿训练】
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子的价电子排布为msnmpn(m≠n);
③R原子的核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子的p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是_________________。?
(2)Q、Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,其氢化物的稳定性________>________,其氢化物的还原性________>________。(用化学式填空)?
(3)Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为______________,电负性数值由小到大的顺序是____________________(用元素符号作答)。?
(4)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物是______________(填化学式)。?
【解析】由①知Z为铜元素,由②推测,n=2,为ⅣA族元素,又由于其是原子序数小于29的短周期元素,且m≠n,Y只能是硅元素。R的核外L层电子数为奇数,则可能为Li、B、N或F。Q、X的p轨道的电子数分别为2和4,则为C(或Si)和O(或S)。因为五种元素原子序数依次递增。故可推出Q为C,R为N,X为O,Y为Si。(1)Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去两个电子,则为1s22s22p63s23p63d9。(2)Q、Y的氢化物分别为CH4和SiH4,由于C的非金属性强于Si,则稳定性CH4>SiH4。还原性正好相反。(3)C、N、O位于同一周期,而N由于具有半充满状态,故第一电离能比氧元素大,所以电离能:N>O>C,而电负性:C答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)
(2)CH4 SiH4 SiH4 CH4
(3)C17.(12分)(2020·郑州高二检测)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂),其组成结构和物理性质见下表。
分子式
结构简式
外观
熔点
溶解性
C12H10ClN3O
白色结晶粉末
170～172
℃
易溶于水
回答下列问题:
(1)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为__。?
(2)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有__。?
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键
(3)查文献可知,可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲。
+
反应过程中,每生成1
mol氯吡苯脲,断裂________个σ键、断裂________个π键。?
(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂,是由硫酸铜和生石灰制得。若在波尔多液的蓝色沉淀上,再喷射氨水,会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液,得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子电子排布式为______________________。?
(5)上述沉淀溶解过程的离子方程式为?__。?
【解析】(1)氮原子在氯吡苯脲中以2种形式出现,一种是N—C,另一种是NC,前者sp3杂化,后者sp2杂化。(3)反应过程中,异氰酸苯酯断裂的是NC键中的1个π键,2氯4氨吡啶断裂的是1个σ键。(5)溶解过程是Cu(OH)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜离子,形成蓝色透明溶液。
答案:(1)sp2、sp3杂化 (2)CDF (3)NA NA
(4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)Cu(OH)2+4NH3·H2O
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
【补偿训练】
Ⅰ.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一个稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子
是极性分子还是非极性分子??__。?
(2)XeF2晶体是一种无色晶体,图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体??__。?
Ⅱ.已知有关物质的熔、沸点数据如表:
物质
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
熔点/℃
2
852
2
072
714
190(2.6×105
Pa)
沸点/℃
3
600
2
980
1
412
182.7
请参考上述数据填空和回答问题:
(1)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁,也不用电解AlCl3的方法生产铝________________________。?
(2)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型,其实验方法是_______。?
【解析】Ⅰ.(1)由图1可看出该结构为高度对称,故为非极性分子。(2)因Xe、F都为非金属元素,且结合图2结构图可知,XeF2为分子晶体。
Ⅱ.(1)因为MgO的熔点远高于MgCl2,故电解熔融MgO将需要更高的温度,消耗更多的能量,因而不用电解MgO的方法生产镁。观察表中数据可见,AlCl3易升华,熔、沸点低,故属于分子晶体,不存在离子,熔融时不能导电,不能被电解,因而不能用电解AlCl3的方法生产铝。(2)区别离子晶体和分子晶体就看两晶体在熔融状态下能否导电,若能导电,则为离子晶体;若不导电,则为分子晶体。
答案:Ⅰ.(1)非极性分子 (2)分子晶体
Ⅱ.(1)因为MgO的熔点远高于MgCl2,故电解熔融MgO将需要更高的温度,消耗更多的能量,因而不用电解MgO的方法生产镁。观察表中数据可见,AlCl3易升华,熔、沸点低,故属于分子晶体,不存在离子,熔融时不能导电,不能被电解,因而不能用电解AlCl3的方法生产铝
(2)将两种晶体加热到熔融状态,MgCl2能导电,AlCl3不能导电。证明MgCl2为离子晶体,AlCl3为分子晶体
18.(12分)(2020·南京高二检测)不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金,铁是主要成分元素,铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%,不然就不能生成致密氧化膜CrO3以防止腐蚀。
(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为___________________________。?
(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为____________________。?
(3)与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素基态原子价电子排布式为?______________________________。?
(4)Fe的一种晶胞结构如甲、乙所示,若按甲中虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是_______________________________。?
(5)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的晶胞结构如图所示,试写出该晶体的化学式:________。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有________个。?
(6)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列问题:
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2
080
4
000
6
100
9
400
R
500
4
600
6
900
9
500
S
740
1
500
7
700
10
500
T
580
1
800
2
700
11
600
U
420
3
100
4
400
5
900
T元素最可能是________区元素。若T为第2周期元素,F是第3周期元素中原子半径最小的元素,则T、F形成的化合物的立体构型为________,其中心原子的杂化方式为______________________。?
【解析】(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为
。
(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为6。(3)与铜属于同一周期的元素中,当基态原子价电子的3d轨道、4s轨道均为半充满状态时未成对价电子数最多,故该元素原子的价电子排布式为3d54s1。(6)若T为第2周期元素,F是第3周期元素中原子半径最小的元素,则T为B、F为Cl,T、F形成化合物BCl3的立体构型为平面正三角形,其中心原子的杂化方式为sp2。
答案:(1) (2)6 (3)3d54s1 (4)A (5)MgNi3C 12 (6)p 平面正三角形 sp2
【补偿训练】
A、B、C、D、E、F、G是前四周期的七种元素,其原子序数依次增大。A的基态原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图(D的氢化物沸点最高);F是地壳中含量最高的金属元素;G与F同主族。请回答下列问题:
(1)写出F元素基态原子的核外电子排布式:________________;?
(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序是____________(用元素符号表示);?
(3)CA3分子的立体构型为________,1
mol
B2A4分子中含有________个σ键;?
(4)ED是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。ED的熔点比NaCl高,其原因是?_____________________。?
(5)有关上述元素的下列说法,正确的是________(填序号);?
①CA3沸点高于BA4,主要是因为前者相对分子质量较大
②配合物Ni(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,因此固态Ni(BD)4属于离子晶体
③C的氢化物的中心原子采取sp2杂化
④F单质的熔点高于E单质,是因为F单质的金属键较强
⑤比G的原子序数少11的元素第一电离能高于G
【解析】由题意,A的核外电子排布式为1s1,为氢元素;B的核外电子排布式为1s22s22p2,为碳元素;D在同族中氢化物沸点较高,且沸点为100
℃,D为氧元素;B、D之间的C只能为氮元素;F是地壳中含量最高的金属元素,为铝元素;G与F同主族,为镓元素;D为氧元素,显-2价,从第(4)小题可知E显+2价,再由其原子序数大于O小于Al,则E为镁元素。
(1)Al的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1。(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序为O>N>C。(3)NH3为三角锥形,1
mol
C2H4分子中有5NA或5×6.02×1023个σ键。(4)MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl,离子半径小,MgO离子键的键能比NaCl更大,故熔点更高。(5)①NH3沸点高于CH4主要是因为NH3存在分子间氢键;②Ni(CO)4中无阴离子的存在,不是离子晶体而是分子晶体;③NH3的中心原子采取sp3杂化;④⑤是正确的。
答案:(1)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)
(2)O>N>C (3)三角锥形 5NA(或3.01×1024)
(4)MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl,离子半径小,MgO离子键的键能更大,熔点更高 (5)④⑤
19.(13分)(2020·三明高二检测)铍及其化合物的应用正日益被重视。
(1)最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%铬(Cr)的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子价电子的轨道表示式为____________________。?
(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有________(填字母)。?
A.都属于p区主族元素
B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大
D.氯化物的水溶液pH均小于7
(3)氯化铍在气态时存在BeCl2分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固态时则具有如图所示的链状结构(c)。
①a属于________(填“极性”或“非极性”)分子。?
②二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。b的结构式为__________(标出配位键)。?
(4)BeO立方晶胞如图所示。
若BeO晶体的密度为d
g·cm-3,则晶胞参数a=________nm。?
【解析】(1)Cr原子为24号元素,其满足半满稳定结构,基态原子价层电子排布式为3d54s1,则基态Cr原子价电子的轨道表示式为。(2)铍属于s区元素,而铝属于p区主族元素,故A错误;金属越活泼,电负性越小,Mg比Be、Al活泼,则两金属电负性都比镁大,故B正确;Be的第一电离能比镁大,而Mg因s轨道全充满,第一电离能比Al大,故C错误;Be2+和Al3+在溶液中均水解,则氯化物的水溶液pH均小于7,故D正确。(3)①BeCl2中Be原子形成2个Be—Cl键,Be原子的杂化轨道数为2,故Be原子采取sp杂化方式,是直线形,属于非极性分子。
②在二聚分子(BeCl2)2中Be原子有空轨道,Cl原子有孤电子对,则配位键中电子对由氯原子提供,b
的结构式为。
(4)BeO立方晶胞如题图所示,则晶胞中Be2+数目为4,O2-数目为8×+6×=4,晶胞中含有4个BeO,晶胞的质量为
g,设晶胞的边长为a
nm,则晶胞的体积为(a×10-7)3
cm3,晶胞的密度d
g·cm-3=
g÷[(a×10-7)3
cm3],则a=
nm。
答案:(1) (2)BD (3)①非极性
② (4)
20.(12分)(2020·山东等级考)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:
(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为__________________________,其固体的晶体类型为__________________________。?
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为__________________________(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为________________________,键角由大到小的顺序为__________________________。?
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1
mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有__________mol,该螯合物中N的杂化方式有____________种。?
(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,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125
一个晶胞中有__________个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有____________个。?
【命题意图】本题考查晶体类型的判断、分子间作用力、配位键、杂化轨道理论、关于晶胞的计算。
【解析】(1)Sn为ⅣA族元素,由于常温下SnCl4为液体,故SnCl4为分子晶体;SnCl4分子中中心原子的孤电子对数=×(4-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为4,故SnCl4分子的空间构型为正四面体形;(2)NH3、PH3、AsH3的结构相似,结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越强,物质的沸点越高,但是NH3分子间能形成氢键,故这三种物质的沸点NH3>AsH3>PH3;N、P、As这三种元素位于元素周期表中ⅤA族,原子序数依次增大,同一主族从上到下,随着核电荷数的增加,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱,氢化物的还原性逐渐增强,故这三种物质的还原性由强到弱的顺序为AsH3>PH3>NH3;NH3、PH3、AsH3中心原子都是sp3杂化,都有1对孤电子对,中心原子的电负性越小,成键电子对之间的斥力越小,键角越小,所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3;(3)由该物质的结构简式和分析,根据题意“含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物”,故该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6
mol,Cd—NO2不算;该螯合物中N的杂化方式都是sp2杂化,故该物质中N的杂化方式有1种;(4)由部分Cd原子的分数坐标为(0,0,0),可知8个Cd在晶胞的顶点,4个Cd在晶胞的面上,1个在晶胞的体心;部分Sn原子的分数坐标为(0,0,0.5),4个Sn在晶胞的棱上,6个Sn在晶胞的面上;部分As原子的分数坐标为(0.25,0.25,0.125),8个As在晶胞内;所以1个晶胞中Sn的个数为4×+6×=4;距离Cd(0,0,0)最近的Sn是(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0);由晶胞结构图可知,CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有4个。
答案:(1)正四面体形 分子晶体
(2)NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3
(3)6 1
(4)4 (0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0) 4
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