湖北省武汉市西藏中学2023-2024学年高二下学期4月月考化学试题(解析版)
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(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分)
1. 下列是同周期元素基态原子的最外层电子排布式,所表示的原子最容易得到电子的是
A. ns2B. ns2np1C. ns2np4D. ns2np5
【答案】D
【解析】
【详解】最外层电子数≥4时容易得到电子,并且最外层电子数越多越容易得电子,D表示最外层电子数为7,最容易得电子,故选D。
2. 当镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时,以下认识正确的是
A. 镁原子由基态转化成激发态,这一过程中吸收能量
B. 镁原子由激发态转化成基态,这一过程中释放能量
C. 转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,且自旋方向相同
D. 转化后镁原子与硅原子电子层结构相同,化学性质相似
【答案】A
【解析】
【详解】A.镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时,属于电子的跃迁,镁原子由基态转化成激发态,需要吸收能量,所以选项A正确;
B.根据A中分析可知B不正确;
C.转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,不符号洪特规,应该处于不同轨道上,且自旋方向相同,选项C不正确;
D.转化后镁原子与硅原子电子层结构不相同,化学性质不相似,选项D不正确;
答案选A。
3. 关于化学键的各种叙述正确的是
A. 在离子化合物中,只存在离子键,没有共价键
B. 只有共价键形成的物质,不一定是共价化合物
C. 化学键只存在于化合物中
D. 非金属元素只能形成共价化合物
【答案】B
【解析】
详解】A.NaOH、Na2O2等既含离子键,又含共价键,A项错误;
B.O2是只由共价键形成物质,但不是共价化合物,属于单质,B项正确;
C.许多单质分子中存在共价键,C项错误;
D.非金属元素也可形成离子化合物,如氯化铵,D项错误;
答案选B。
4. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A. 在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B. 基态Fe原子的外围电子排布图为:
C. 因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
D. 根据原子核外电子排布的特点,Cu在周期表中属于s区元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量,如2p轨道电子的能量小于3s轨道电子的能量,故A错误;
B.基态Fe原子的外围电子排布图为,故B正确;
C.N原子2p能级半充满,结构稳定,氧原子第一电离能比氮原子第一电离能小,故C错误;
D.Cu在周期表中位于ⅠB族,属于ds区元素,故D错误;
选B。
5. 甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是( )
A. 甲与乙位于同一周期
B. 甲与乙位于同一主族
C. 甲与乙都位于元素周期表的p区
D. 甲与乙的原子序数之和为偶数
【答案】D
【解析】
【详解】甲和乙的电子层排布可能为1s22s22p2和1s22s22p63s2,即为碳和镁元素,它们位于不同的周期、不同的主族、不同的区域,二者的原子序数之和是6+12=18,为偶数;
答案选D。
6. 下列说法正确的是( )
A. 电离能大的元素,不易失电子,易得到电子,表现非金属性
B. 电离能大的元素其电负性必然也大
C. 电负性最大非金属元素形成的含氧酸的酸性最强
D. 电离能最小的元素形成的氧化物的水化物的碱性最强
【答案】D
【解析】
【详解】A.电离能大的元素,不易失电子,但并不表示易得到电子,故A错误;
B.电离能大的元素其电负性不一定大,如电离能N大于O,但电负性N小于O,故B错误;
C.电负性最大的非金属元素是F,不能形成含氧酸,故C错误;
D.电离能最小的元素为金属性最强的元素,形成的氧化物的水化物的碱性最强,故D正确;故选D。
7. 下列分子或离子中,VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是
A. CO2B. H2OC. D. CCl4
【答案】B
【解析】
【分析】价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),根据价电子对互斥理论,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数.σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=×(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数;分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;实际空间构型要去掉孤电子对,略去孤电子对就是该分子的空间构型。价层电子对个数为4,不含孤电子对,为正四面体结构;含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,含有两个孤电子对,空间构型是V型;
价层电子对个数为3,不含孤电子对,平面三角形结构;含有一个孤电子对,空间构型为为V形结构;价层电子对个数是2且不含孤电子对,为直线形结构,据此判断。
【详解】A.CO2分子中每个O原子和C原子形成两个共用电子对,所以C原子价层电子对个数是2,且不含孤电子对,为直线形结构,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,A不符合题意;
B.水分子中价层电子对个数=2+×(6-2×1)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有2个孤电子对,略去孤电子对后,实际上其空间构型是V型,VSEPR模型与分子立体结构模型不一致,B符合题意;
C.的中心原子C原子上含有3个σ 键,中心原子上的孤电子对数=×(4+2-2×3)=0,,所以的空间构型是平面三角形,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,C不符合题意;
D.CCl4分子中中心原子C原子原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+×(4-1×4)=4,VSEPR模型为正四面体结构,中心原子不含有孤电子对,分子构型为正四面体结构,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,D不符合题意;
故选B。
8. 下列各组微粒的空间构型相同的是( )
①NH3和H2O ②和H3O+ ③NH3和H3O+ ④O3和SO2 ⑤CO2和BeCl2 ⑥和 ⑦BF3和Al2Cl6
A. 全部B. 除④⑥⑦以外C. ③④⑤⑥D. ②⑤⑥
【答案】C
【解析】
【详解】①NH3呈三角锥形结构,H2O为V型结构,二者结构不同,①不合题意;
②为正四面体结构,H3O+为三角锥形结构,二者结构不同,②不合题意;
③NH3和H3O+都呈三角锥形结构,③符合题意;
④O3和SO2都呈V型结构,④符合题意;
⑤CO2和BeCl2都呈直线型结构,⑤符合题意;
⑥和都呈正四面体结构,⑥符合题意;
⑦BF3呈平面正三角形结构,Al2Cl6中Al采取sp3杂化,其空间构型为,二者结构不同,⑦不合题意;
答案选C。
9. 共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体:①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤NaCl、⑥白磷中,至少含有两种作用力的是
A. ①②③B. ①③⑥C. ②④⑥D. ①②③⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①Na2O2是离子化合物,钠离子与过氧根之间存在离子键,过氧根中的两个氧原子之间存在共价键;
②SiO2属于原子晶体,只存在共价键;
③石墨属于混合型晶体,同一层内的碳原子之间有共价键,层与层之间存在范德华力;
④金刚石属于原子晶体,只含有共价键;
⑤氯化钠属于离子晶体,只含有离子键;
⑥白磷属于分子晶体,分子内含有共价键,分子之间存在分子间作用力。
含有以上其中两种作用力的是①③⑥,故选B。
10. 下列说法中不正确的是
A. 键比键重叠程度大,形成的共价键通常更牢固
B. 两个原子之间形成共价键时,最多有一个键
C. 气体单质中,一定有键,可能有键
D. 分子中有一个键,2个键
【答案】C
【解析】
【详解】A.σ键比π键的电子云重叠程度大,形成的共价键更牢固,A正确;
B.两个原子间形成共价键时,最多有一组原子轨道“头碰头”,故最多有一个σ键,B正确;
C.稀有气体为单原子分子,单质中不存在化学键,C错误;
D.三键是由1个σ键和2个π键构成的,则氮气分子中还有三键,一个N2分子中含有一个σ键,2个π键,D正确;
故答案选C。
11. 下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子化合物中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
⑧氯化钠溶于水时离子键被破坏
A. ①②③⑥B. ①②④C. ③⑤⑦D. ③⑤⑧
【答案】D
【解析】
【详解】①稀有气体是由单原子组成的分子,其晶体中不含化学键,故错误;
②晶体分为分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体,其中金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成,故错误;
③金刚石和SiC为原子晶体,原子晶体中键长越长,熔沸点越低,Si的半径比C的半径大,因此金刚石比SiC熔沸点高,H2O和H2S属于分子晶体,H2O分子间含有氢键,因此H2O的熔沸点高于H2S,熔沸点高低判断:一般原子晶体>离子晶体>分子晶体,综上所述,故正确;
④离子晶体中除含有离子键外,可能含有共价键,如NaOH,但分子晶体中一定不含离子键,故错误;
⑤根据化学式以及晶胞结构,Ti2+位于顶点,O2-位于面上,Ca2+位于体心,因此每个Ti4+周围最近的O2-有12个,故正确;
⑥SiO2中Si有4个键,与4个氧原子相连,故错误;
⑦只有分子晶体中含有分子间作用力,且分子间作用力影响的是物质的物理性质,而稳定性是化学性质,故错误;
⑧离子晶体溶于水破坏离子键,故正确;综上所述,选项D正确;
答案:D。
12. 下列说法中不正确的是( )
A. N2O与CO2、CCl3F与CC12F2互为等电子体
B. CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采用sp3方式杂化
C. H2CO3与H3PO4的非羟基氧原子数均为1,二者的酸性(强度)非常相近
D. 由I A族和VIA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,是含有共价键的离子化合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.原子数相同,电子总数相同的分子,互称为等电子体,N2O与CO2的价电子总数均为16,CCl3F与CC12F2的价电子总数均为32,它们互为等电子体,A项正确;B.CCl2F2无同分异构体,说明其分子为四面体形,C原子与其它原子以单键相连,碳原子采用sp3方式杂化,B项正确;C.碳酸属于弱酸,磷酸属于中强酸,它们的酸性不同,是因为它们的非羟基氧原子数不同,C项错误;D.由I A族和VIA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物是Na2O2 ,Na2O2是含有共价键的离子化合物,D项正确。答案选C。
13. Paul Chu教授发现钇钡铜氧化合物在90 K时具有超导性,该化合物的晶胞结构如下图所示:
该化合物以CuO、BaCO3和Y2O3为原料,经研磨烧结而成,其原料配比(物质的量之比)为
A. 3:3:2B. 1:1:1C. 3:2:1D. 6:4:1
【答案】D
【解析】
【详解】由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和棱上的铜原子个数为8×+8×=3,位于晶胞内的钡原子和钇原子的个数分别为2和1,则CuO、BaCO3和Y2O3的物质的量之比为3:2:=6:4:1,故选D。
14. 化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,下列说法正确的是( )
A. NH3与BF3都是三角锥形B. NH3与BF3都是极性分子
C. NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构D. NH3·BF3中,NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道
【答案】D
【解析】
【分析】BF3分子中,B原子最外层有3个电子,与3个F原子形成三个B﹣F键,B原子周围没孤电子对,NH3分子中,N原子最外层有5个电子,与3个H原子形成三个N﹣H键,N原子周围有一对孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知,BF3分子为非极性分子,分子构型为平面三角形,NH3分子为极性分子,分子构型为三角锥形,NH3•BF3中B原子有空轨道,N原子有孤电子对,所以NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道,形成配位键,使B、N原子都达到8电子稳定结构,据此答题。
【详解】A.BF3分子构型为平面三角形,故A错误;
B.BF3分子为非极性分子,故B错误;
C.NH3•BF3中氢原子只有两个电子,故C错误;
D.NH3•BF3中B原子有空轨道,N原子有孤电子对,所以NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道,形成配位键,故D正确。
故选D。
【点睛】判断ABn型分子极性的经验规律:若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不相等,则为极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子,NH3、H2O、SO2等为极性分子。
15. 有X、Y、Z、Q、T五种元素。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道;Y原子的特征电子构型为3d64s2;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )
A. 元素Y和Q可形成化合物Y2Q3B. T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C. X和Q结合生成的化合物可形成离子晶体D. ZQ2是极性键构成的非极性分子
【答案】C
【解析】
【分析】有X、Y、Z、Q、T五种元素。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X为S,Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y为Fe,Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z为C,Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子,则Q为O,T原子的M电子层上p轨道半充满,则T为P。
【详解】A.元素Y(Fe)和Q(O)可形成化合物Fe2O3,故A正确;
B.白磷和金刚石的空间构型为正四面体形,故B正确;
C.X和Q结合生成的化合物SO2或SO3都可形成分子晶体,不能形成离子晶体;故C错误;
D.ZQ2即CO2是极性键构成的非极性分子,故D正确;
综上所述,答案为C。
16. S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是
A. S2Cl2为非极性分子
B. 分子中既含有极性键又含有非极性键
C. 与S2Br2结构相似,熔、沸点S2Br2>S2Cl2
D. 与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2O===SO2↑+3S↓+4HCl
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据S2Cl2的结构,S2Cl2不是对称结构,S2Cl2为极性分子,故A说法错误;
B、S和Cl之间形成共价键为极性键,S和S之间形成共价键为非极性键,故B说法正确;
C、S2Cl2与S2Br2结构相似,通过分子间作用力或范德华力进行分析,S2Br2相对分子质量大于S2Cl2的相对分子质量,S2Br2分子间的范德华力大于S2Cl2分子间的范德华力,即S2Br2的熔沸点高于S2Cl2,故C说法正确;
D、S2Cl2与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,故D说法正确。
二、非选择题(本题包括5个小题,共52分)
17. 下表是元素周期表中的一部分。
根据A~J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)电负性最强的元素是________,第一电离能最小的单质是________。
(2)最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是______,呈两性的是______。
(3)A分别与E、F、G、H、I形成的化合物中,沸点最高的是________。
(4)在B、C、D、G、I中,形成的简单离子半径最大的元素是________。
【答案】 ①. F ②. Na ③. HClO4 ④. Al(OH)3 ⑤. HF ⑥. S
【解析】
【分析】先根据元素在周期表的位置确定元素:A是H,B是Na,C是Mg,D是Al,E是C,F是N,G是S,H是F,I是Cl,J是Ne,根据元素周期律及元素的性质解答。
【详解】由分析可知:A是H,B是Na,C是Mg,D是Al,E是C,F是N,G是S,H是F,I是Cl,J是Ne。
(1)元素的非金属性越强,其电负性越强,在上述元素中,非金属性最强的元素是F,所以电负性最强的元素是F;元素的金属性越强,原子半径越大,越容易失去电子,其第一电离能越小。在上述元素中金属性最强的元素是Na元素,所以第一电离能最小的单质是Na,答案:F;Na;
(2)上述元素形成最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是HClO4,呈两性的是Al(OH)3,答案:HClO4;Al(OH)3;
(3)H分别与C、N、S、F、Cl形成的简单化合物分别是CH4、NH3、H2S、HF、HCl,这些物质都是由分子构成,物质分子间作用力越强,克服分子间作用力消耗的能量越高,物质的熔沸点就越高。氢键是比分子间作用力强很多的作用力,会使物质的熔沸点升高。由于HF、NH3分子之间存在氢键,且氢键HF>NH3,因此物质的沸点最高的是HF,答案:HF;
(4)Na、Mg、Al、S、Cl都是第三周期的元素,Na+、Mg2+、Al3+是原子失去最外层电子形成的阳离子,核外电子排布都是2、8;S2-、Cl-是原子获得电子形成的阴离子,核外电子排布都是2、8、8。由于离子核外电子层数越多,离子半径越大;当离子核外电子层数相同时,离子的核电荷数越小,离子半径越大,所以上述元素形成的单核离子中,半径最大的离子是S2-,答案:S
【点睛】原子或单核离子半径比较方法,先比电子层数多少,电子层数越多粒子半径越大;电子层数相同情况下再比核电荷数,核电荷数越大粒子半径越小;如果电子层数和核电荷数都相同,再比最外层电子数,最外层电子数越多粒子半径越大。
18. W、X、Y、Z、N是短周期元素,它们的核电荷数依次增大。
(1)W单质的化学式为______,Z元素原子核外有______原子轨道填充了电子。
(2)Y、Z和N三种元素第一电离能由大到小的顺序为__________(填元素符号)。
(3)X与Z两元素的电负性较大的是_________(填元素符号)。
(4)Z元素原子共有______种不同运动状态的电子。
【答案】 ①. H2 ②. 8 ③. Cl>Si>Al ④. O ⑤. 14
【解析】
【分析】W原子核内无中子,W为H;X在Y的上一周期,X处于第二周期,Y处于第三周期,X原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则其核外电子排布为1s22s22p4,X为O;Y元素的离子半径在该周期中最小,Y为Al;Z原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2,则其核外电子排布为1s22s22p63s23p2,Z为Si;N最外层电子数比次外层电子数少1,则N的核外电子排布应为2,8,7,N为Cl,据此分析解答。
【详解】(1)W为H,其单质为H2,Z为Si,核外电子排布为1s22s22p63s23p2,有8个原子轨道填充了电子,
故答案为:H2;8;
(2)Y、Z和N分别为Al、Si、Cl,同周期元素从左到右第一电离能整体呈增大趋势,三种元素第一电离能由大到小的顺序为Cl>Si>Al,
故答案为:Cl>Si>Al;
(3)X为O,Z为Si,O的非金属性大于Si,X与Z两元素的电负性较大的是O,
故答案为:O;
(4)能层、能级、原子轨道、自旋方向决定电子的运动状态,核外没有运动状态完全相同的电子,Z为Si,质子数为14,原子共有14种不同运动状态的电子,
故答案为:14。
19. 氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如右图所示。
⑴基态硼原子电子排布式为______________________________。
⑵关于这两种晶体的说法,正确的是_________________(填序号)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B-N键均为共价键d.两种晶体均为分子晶体
⑶六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________,其结构与石墨相似却不导电,原因是______________________________。
⑷立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为___________________。该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________。
⑸NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1m NH4BF4含有_____________ml配位键。
【答案】 ①. 1s22s22p1 ②. b、c ③. 平面三角形 ④. 层状结构中没有自由移动的电子 ⑤. sp3 ⑥. 高温、高压 ⑦. 2
【解析】
【分析】B位于第2周期ⅢA族,核外电子排布式1s22s22p1,形成的六方相氮化硼,每一个B与3个N原子相连,每1个N原子与3个B原子相连,形成平面六边形结构,向平面发展成层状结构.六方相氮化硼,不含π键,只含σ键,层与层之间通过范德华力结合在一起;B原子的电子全部成键,晶体中没有自由移动的电子,不导电.立方相氮化硼每个B原子与4个N原子相连,每个N与4个B原子相连,构成正四面体,向空间发展形成网状结构.B原子的杂化方式为sp3,由于六方相氮化硼比立方相氮化硼稳定,立方相氮化硼的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现,说明由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温高压.根据配位键理论,NH4BF4有1个N-H和一个B-F属于配位键。
【详解】(1)基态硼原子核外有5个电子,分别位于1s、2s、2p能级,根据构造原理知其基态的电子排布式1s22s22p1,故答案为1s22s22p1;
(2)a.立方相氮化硼N原子和B原子之间只存在共价单键,N和B的价电子全部参与成键,所以该化合物中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.六方相氮化硼层间为分子间作用力,作用力小,导致其质地软,故正确;
c.非金属元素之间易形成共价键,所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
d.立方相氮化硼为空间网状结构,不存在分子,为原子晶体,故错误;
故选bc;
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键,且B原子不存在孤电子对,所以硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为平面三角形。该物质的层状结构中不存在自由移动的电子,所以不导电,故答案为平面三角形;层状结构中没有自由移动的电子;
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子和四个N原子形成4个共价单键,所以B原子的杂化轨道类型为sp3,在地壳内部,离地面越深,其压强越大、温度越高,根据题干知,实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温高压,故答案为sp3;高温高压;
(5)一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1ml NH4BF4含有2ml配位键,故答案为2。
20. (1)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为__________;该晶体中原子之间的作用力是________。
(2)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图1)的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为____________。
(3)立方BP(磷化硼)的晶胞结构如图2所示,晶胞中含B原子数目为________。
(4)铁有δ、γ、α三种同素异形体,γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为________,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为________。
【答案】 ①. 3:1 ②. 金属键 ③. H8AuCu3 ④. 4 ⑤. 4 ⑥. 4:3
【解析】
【分析】
【详解】(1)一种铜金合金晶体具有面心立方体结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Cu原子数为6× =3个,Au原子处于顶点,Au原子数8× =1个,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:1,晶体中Cu原子与Au原子之间的作用力为金属键,故答案为:3∶1;金属键;
(2)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,一个晶胞含8个四面体空隙,即含有8个H原子,由(1)得晶胞中含1个Au原子,3个Cu原子,该晶体储氢后的化学式应为H8AuCu3。故答案为:H8AuCu3;
(3)由立方BP(磷化硼)的晶胞结构图,顶点:B原子数8× =1个,面心:B原子数为6× =3个,晶胞中含B原子数目为4。故答案为:4;
(4)铁有δ、γ、α三种同素异形体,γ晶体晶胞中,顶点:Fe原子数8× =1个,面心:Fe原子数为6× =3个,晶胞中含Fe原子数目为4;δ晶胞中铁原子的配位数为8,α晶胞中铁原子的配位数6,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为8:6=4∶3。故答案为:4;4∶3。
【点睛】本题考查应用均摊法进行晶胞计算,难点(2)氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,要观察得出晶胞中有8个四面体围成的空隙,从而得出化学式为H8AuCu3。
21. 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),固态时则具有如下图所示的链状结构(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)。
【答案】(1) (2)BD
(3) ①. 非极性 ②.
【解析】
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
A.铍属于s区元素,而铝属于p区主族元素,故A错误;
B.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;
C.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;
D.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;
答案为BD。
【小问3详解】
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,是直线型,属于非极性分子;
②在二聚分子(BeCl2)2中Be原子有空轨道,Cl原子有孤对电子,则配位键中电子对由氯原子提供,b 的结构式为。ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
E
F
H
J
3
B
C
D
G
I
元素
元素性质或原子结构
W
原子核内无中子
X
在Y的上一周期,原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y
元素的离子半径在该周期中最小
Z
原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
N
最外层电子数比次外层电子数少1
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