还剩19页未读,
继续阅读
【化学】吉林省长春汽车经济开发区第三中学2018-2019学年高二下学期4月月考(解析版) 试卷
展开
吉林省长春汽车经济开发区第三中学2018-2019学年高二下学期4月月考
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共3页,满分100分,考试时间90分钟。
2. 答题前,考生须将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在本试卷指定的位置上。
3. 选择题的每小题选出答案后,用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,不能答在试卷上。非选择题须使用蓝、黑色字迹的笔在答题纸上书写。
4. 考试结束,将答题纸和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
选择题部分共25小题。在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确,前15题每个2分,后10题每个3分。
1.下列轨道表示式所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
试题分析:A、C项违背了能量最低原理,B项违背了洪特规则,所以答案选D。
考点:考查核外电子排布排布规律的有关判断
点评:该题是基础性知识的考查,主要是考查学生对核外电子排布规律的了解、熟悉掌握程度,以及灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确洪特规则以及能量最低原理的含义,然后灵活分析、运用即可。
2.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
【答案】C
【解析】
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,选C。
3.下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是( )
A. CO2、H2S B. C2H4、CH4 C. Cl2、C2H2 D. NH3、HCl
【答案】B
【解析】
试题分析:A.二氧化碳为极性键形成的非极性分子,氯化氢为极性键形成的极性分子,故A错误;B.C2H4中含有极性键和非极性键,是平面型分子,结构对称,分子中正负电荷重心重叠,为非极性分子,CH4中含有极性键,为正四面体结构,结构对称,分子中正负电荷重心重叠,为非极性分子,故B正确;C.Cl2中只含有非极性键,为非极性分子;乙炔为极性键形成的非极性分子,故C错误;D.氨气和氯化氢都是由极性键形成的分子,二者正电荷中心和负电荷中心不相重合,属于极性分子,故D错误;故选B。
【考点定位】考查键的极性和分子的极性判断
【名师点晴】准确理解概念是解题关键;非极性键为:同种元素的原子间形成的共价键;极性键为:不同元素的原子间形成的共价键;极性分子为:正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子;非极性分子:正电荷中心和负电荷中心相重合的分子;分子极性的判断方法为:分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定。
4.下列分子中,中心原子是sp杂化的是( )
A. BeCl2 B. H2O C. CH4 D. BF3
【答案】A
【解析】
【分析】
根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式,如果价层电子对为2,则中心原子以sp杂化轨道成键。
【详解】A. BeCl2分子中,Be原子含有两个共价单键,不含孤电子对,所以价层电子对数是2,中心原子以sp杂化轨道成键,A项正确;
B. H2O分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对,所以价层电子对数是4,中心原子以sp3杂化轨道成键,B项错误;
C、CH4中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,C项错误;
D、BF3分子中B原子含有3个共价单键,没有孤电子对,所以价层电子对数是3,中心原子以sp2杂化轨道成键,D项错误;
答案选A。
【点睛】本题要求分析分子中心原子的杂化类型,可根据价层电子对互斥理论进行确定;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=1/2(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;判断出价层电子对数为2的中心原子,采用的是sp杂化方式;价层电子对数为3的中心原子,采用的是sp2杂化方式;价层电子对数为4的中心原子,采用的是sp3杂化方式。学生要熟练掌握杂化轨道理论与价层电子对互斥理论,有效结合可快速地判断出原子的杂化类型及分子的空间构型。
5.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是
A. 三角锥形、sp3 B. V形、sp2 C. 平面三角形、sp2 D. 三角锥形、sp2
【答案】A
【解析】
试题分析:根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,SOCl2中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,含一对孤电子,分子形状为三角锥形,故选A。
【考点定位】考查分子的空间构型、原子杂化方式
【名师点晴】根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,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=1/2×(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,SOCl2中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,分子形状为三角锥。
6.氯化硼的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键的夹角为120°,它能水解,有关叙述正确的是( )
A. 氯化硼液态时能导电而固态时不导电
B. 氯化硼中心原子采用sp杂化
C. 氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子
D. 三氯化硼遇水蒸气不会产生白雾
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化硼是共价化合物液态时不能导电,A项错误;
B.三氯化硼中的硼原子为sp2杂化方式,无孤对电子,B项错误;
C.三氯化硼中的硼为sp2杂化,无孤对电子,分子中键与键之间的夹角为120°,是平面三角形结构,由于键的极性向量和为0,所以该分子为非极性分子,C项正确;
D.三氯化硼遇水蒸气会发生水解,生成的HCl在空气中形成白雾,D项错误;
答案选C。
7.下列叙述中正确的是( )
A. P4、CO、CO2都是极性分子
B. HCN、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C. HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次减弱
D. CS2、H2O、C2H2都是直线型分子
【答案】C
【解析】
【分析】
A、分子中正负电荷重心不重叠的为极性分子;
B、非极性分子有两类,一是非金属单质,二是结构对称的分子,分子中正负电荷重心重叠;
C、非金属性越强,氢化物的稳定性越强;
D、根据分子的空间构型判断。
【详解】A.P4为正四面体结构,分子内部为非极性共价键,属于非极性分子,CO2的正负电荷重心重叠,也属于非极性分子,A项错误。
B. CCl4分子中存在的化学键是极性键,其正负电荷重心重叠,属于非极性分子,但HCN为直线型结构,分子内键的极性不能相互抵消,正负电荷重心不重叠,属于极性分子,B项错误;
C. F、Cl、Br、I的非金属逐渐减弱,所以HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱,C项正确;
D. H2O中中心O原子采用sp3杂化方式,有2个孤电子对,其空间结构为V型,不是直线型,CS2、C2H2都是直线型分子,D项错误;
答案选C。
8.下列粒子属于等电子体的是( )
A. CH4和NH4+ B. NO和O2
C. NH2-和H3O+ D. HCl和H2O
【答案】A
【解析】
等电子体的原子总数相同(排除D)、价电子总数相同(排除B);选AC
9.下列过程中,共价键被破坏的是( )
A. 碘升华 B. 溴蒸气被木炭吸附
C. 酒精溶于水 D. 氯化氢气体溶于水
【答案】D
【解析】
【分析】
共价化合物溶于水并电离,以及发生化学反应都存在共价键的断裂过程。
【详解】A. 碘升华克服的是范德华力,共价键没有被破坏,A项错误;
B. 溴蒸气被木炭吸附,分子间作用力被破坏,发生的是物理变化,没有化学键的破坏,B项错误;
C. 酒精溶于水后,酒精在水中以分子形式存在,所以没有化学键的破坏,C项错误;
D. 氯化氢气体溶于水,氯化氢在水分子的作用下发生电离,电离出氯离子和氢离子,所以有化学键的破坏,D项正确;
答案选D。
10.下列物质中所含微粒的个数比是1∶1的是( )
A. CH3COONa溶液中CH3COO-和Na+
B. NH4+中的质子和电子
C. Na2O2固体中阴、阳离子
D. 原子中的质子和中子
【答案】D
【解析】
【详解】A. 因阳离子为Na+、阴离子为CH3COO-,但CH3COONa溶液中CH3COO-会发生水解,导致CH3COO-的个数会小于Na+,CH3COO-和Na+个数之比不是1:1,A项错误;
B. NH4+中的质子数为7+4=11,电子数为7+4-1=10,则NH4+中的质子和电子个数不是1∶1,B项错误;
C. 阳离子为Na+,阴离子为O22−,所以阴离子和阳离子个数之比为1:2,C项错误;
D. 原子中质子数1,中子数为2-1=1,所以质子数和中子数之比为1:1,D项正确;
答案选D。
【点睛】本题易错点为C选项,要注意化学式不代表实际所含微粒个数比,这要具体看微粒组成,如过氧化钠,阴阳离子个数比为1:2,而不是1:1。
11.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下,则下列有关比较中正确的是( )。
①1s22s2 2p63s23p4; ②1s22s22p63s23p3; ③1s22s2 2p3; ④1s22s22p5。
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>① D. 最高正化合价:④>③=②>①
【答案】A
【解析】
【详解】由四种元素的核外电子排布式可知,①为S元素,②为P元素,③为N元素;④为F元素。
A.同周期自左而右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能N
B.同周期自左而右,原子半径逐渐减小,所以原子半径N>F,P>S,电子层数越多,半径越大,即②>①>③>④,故B错误;
C.同周期自左而右,电负性逐渐增大,所以电负性P
D.F元素没有正化合价,元素的最高正化合价等于最外层电子数,S最外层有6个电子,N、P最外层都是5个电子,所以最高正化合价:①>③=②,故D错误。
故选A。
12.N2结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是()
A. N2分子与CO分子中都含有叁键
B. CO分子中有一个π键是配位键
C. N2与CO互为等电子体
D. N2与CO的化学性质相同
【答案】D
【解析】
A.根据图象知,氮气和CO都含有两个π键和一个σ键,N2分子与CO分子中都含有三键,故A正确;B.氮气中π键由每个N原子各提供一个电子形成,而CO分子中其中一个π键由O原子提供1对电子形成属于配位键,故B正确;C.N2分子与CO分子中原子总数相同、价电子总数也相同,二者互为等电子体,故C正确;D.N2分子与CO分子的化学性质不相同,故D错误。故选D。
13.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O △H<0。下列有关说法正确的是( )
A. 该反应为吸热反应
B. CO2分子中的化学键为非极性键
C. HCHO分子中既含σ键又含π键
D. 每生成1.8g H2O消耗2.24 L O2
【答案】C
【解析】
【分析】
A、根据大多数放热反应在常温下能进行分析;
B.根据不同种元素形成的共价键为极性键分析;
C.根据一个单键就是一个σ键,一个双键是由一个σ键和一个π键组成分析;
D.根据气体的体积与温度、压强有关分析。
【详解】A. 该反应在室温下可以进行,故该反应为放热反应,A项错误;
B. 二氧化碳结构为O=C=O,为极性键,B项错误;
C. 甲醛中,含有碳氧双键以及两个碳氢单键,故其中含有3个σ键,1个π键,C项正确;
D. 每生成1.8g H2O消耗氧气的物质的量为0.1,没有标明状况,故不一定为2.24L,D项错误;
答案选C。
【点睛】在通过气体体积计算气体的物质的量时,要特别注意气体摩尔体积为22.4 L/mol的状态与条件,题设陷阱经常误将“常温常压”当作“标准状况”,若题目中未标明状态,默认的状态并不是标准状况,如D项2.24L氧气,没有标明状况,则不能计算相关物理量。
14.二茂铁[(C5H5)2Fe]是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成,它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了金属有机化合物研究的新领域。已知:二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法正确的是( )
A. 二茂铁属于离子晶体
B. 在二茂铁结构中,C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C. 已知:环戊二烯的结构式为:,则其中碳环上有2个π键和5个σ键
D. 二价铁离子的基态电子排布式为:[Ar]3d44s2
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 熔沸点较低的晶体一般为分子晶体;
B. 含有孤电子对和空轨道的原子之间易形成配位键;
C. 依据共价键存在形式作答;
D. 根据构造原理写出其核外电子排布式。
【详解】A. 依据题意,二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂,熔沸点较低的晶体一般为分子晶体,所以可推断二茂铁晶体为分子晶体,A项错误;
B. 碳原子含有孤电子对,铁含有空轨道,所以碳原子和铁原子之间形成配位键,B项错误;
C. 共价双键中含1个π键和1个σ键,共价单键中含1个σ键,则根据环戊二烯的结构式可知,碳环上有2个π键和5个σ键,C项正确;
D. 铁的原子序数是26,其核外电子数是26,铁原子失2个电子生成亚铁离子,根据构造原理知亚铁离子的核外电子排布式为:[Ar]3d6,D项错误;
答案选C。
15.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈绿色或蓝色,这是因为在CuCl2的水溶液中存在如下平衡:
[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O
蓝色 绿色
欲使溶液由绿色变为蓝色,可采用的方法是( )
A. 加NaCl溶液 B. 加水 C. 加AgNO3溶液 D. 加NaOH溶液
【答案】BC
【解析】
【分析】
欲使溶液变成蓝色,则平衡向逆反应方向移动,依据影响平衡因素和平衡移动原理分析,通过减小Cl-的浓度或加水,或加AgNO3溶液等方法。
【详解】欲使溶液变成蓝色,则平衡向逆反应方向移动;
A. 加入氯化钠溶液,氯离子浓度增大,平衡正向进行,溶液呈绿色,A项错误;
B. 加水平衡逆向进行,溶液呈蓝色,B项正确;
C. 加AgNO3溶液,银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀,平衡逆向进行,溶液呈蓝色,C项正确;
D. 加NaOH溶液,氢氧根离子结合水合铜离子生成氢氧化铜沉淀,溶液不能变化为蓝色,D项错误;
答案选BC。
16.如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光碘功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。这种晶体材料的化学式是(各元素所带电荷均已略去)( )
A. BaTi8O12 B. BaTi4O9 C. BaTiO3 D. BaTi2O3
【答案】C
【解析】
【分析】
根据晶胞的常用方法“均摊法”计算出各原子在晶胞中的实际个数,进而写出化学式。
【详解】由结构可知,Ba位于体心为1个,Ti位于顶点,为8×=1个,O位于棱心,为12×=3个,Ba、Ti和O原子个数比为:1:1:3,所以其化学式为BaTiO3,C项正确;
答案选C。
17.向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,下列对此现象的说法正确的是( )
A. 开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu2(OH)2CO3
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+,配位数为4
C. 反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
D. [Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
【答案】B
【解析】
【分析】
氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,其化学方程式为:Cu2++2NH3⋅H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,原因是氢氧化铜和氨水反应生成了铜氨络合物,反应为:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH−,据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知,
A. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,发生的反应化学方程式为:Cu2++2NH3⋅H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+,A项错误;
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+为中心离子,电荷数为+2,NH3为配体,配位数为4,B项正确;
C. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,铜离子转化到络合物离子中,所以溶液中铜离子浓度减小,C项错误;
D. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,铜离子含有空轨道,氨气分子含有孤电子对,所以Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,D项错误;
答案选B。
18.下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2溶于水形成的溶液能导电
SO2是电解质
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P-P键的键角是109°28′
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且分子间存在氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的短
【答案】C
【解析】
【详解】A. SO2溶于水形成的溶液能导电是由于SO2和水反应生成H2SO3,电离出阴阳离子,但SO2本身不电离出离子,故SO2为非电解质,A项错误;
B. 白磷为为正四面体结构,两个P−P间的键角是60∘,与甲烷中碳氢键的键角不同,B项错误;
C. 氨气和水分子中都含有氢键,二者都是极性分子,并且氨气能和水分子之间形成氢键,则氨气极易溶于水,C项正确;
D. HF分子间含有氢键,所以其沸点较高,氢键属于分子间作用力的一种,与化学键无关,D项错误;
答案选C。
19.关于氢键,下列说法正确的是( )
A. 每一个水分子内含有两个氢键
B. 熔沸点明显高于,对羟基苯甲醛分子间存在氢键,而邻羟基苯甲醛存在分子内氢键。
C. H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
D. SO2易溶于水,重要的原因之一是由于SO2与H2O之间能形成氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢键只存在于分子之间,水分子内存在的是H-O化学键,A项错误;
B.的熔沸点明显高于,是因为对羟基苯甲醛分子间存在氢键,而邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,分子间氢键强于分子内氢键,B项正确;
C.氢键只影响物质的物理性质,H2O是一种非常稳定的化合物,是因为H-O键非常稳定,C项错误;
D.SO2易溶于水,重要的原因之一是SO2能与H2O发生反应,使其溶解度增大,D项错误;答案选B。
20.Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3,若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 molAgCl沉淀,则m、n的值是( )
A. m=1,n=5 B. m=3,n=4
C. m=5,n=1 D. m=4,n=5
【答案】B
【解析】
试题分析:Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3 , CoClm·nNH3 呈现中性,因为NH3为中性分子,所以故m的值为3,而1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则其内界中只含2个氯离子,又因为该配合物为八面体,所以n的值为4,即该配合物的结构是:
[CoCl2 (NH3)4]+Cl-,所以本题选择B。
考点:配合物
点评:本题考查了配合物的知识,该题要根据题意一步一步推断,本题难度中等。
21.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。关于元素R的判断中一定正确的是( )
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
①R的最高正价为+3价 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
试题分析:从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素;A.最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故A错误;B.最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故B正确;C.同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故C正确;D.R元素可能是Mg或Be,故D错误;故选B。
考点:考查元素电离能含义及应用。
22.如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A. 原子半径:Z>Y>X
B. 气态氢化物的稳定性:R
C. WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D. Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
【答案】D
【解析】
【详解】根据短周期元素化合价与原子序数的关系图可知X为氧元素、Y为钠元素、Z铝元素、W为硫元素、R为氯元素,则
A、同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Y>Z>X,A错误;
B、非金属性越强,气态氢化物越稳定,氯元素非金属性强于硫元素,则气态氢化物的稳定性:R>W,B错误;
C、SO3和水反应生成硫酸,硫酸是共价化合物,C错误;
D、Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物分别是氢氧化钠和氢氧化铝,二者能相互反应,生成偏铝酸钠和水,D正确。
答案选D。
23.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,下列说法中正确的是( )
A. X的最常见气态氢化物的水溶液显酸性
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强
C. Z的单质与氢气反应比Y单质与氢气反应容易
D. X的原子半径小于Y
【答案】B
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W均为短周期元素,Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,Z位于第三周期,其第一层电子数为2,最外层电子数为6,所以Z应为S,结合位置可知,Y为O,X为N,W为Cl,并利用元素及其单质、化合物的性质来解答。
【详解】A. X的最常见气态氢化物为氨气,其水溶液显碱性,A项错误;
B. 非金属性Cl>S,所以最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强,B项正确;
C. 非金属性O>S,所以Y的单质与氢气反应较Z剧烈,C项错误;
D. 同周期从左向右原子半径在减小,则X的原子半径大于Y,D项错误;
答案选B。
24.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A. W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,W一定是6号C元素,X一定是13号Al元素,Z原子比X原子的核外电子数多4,则Z为17号Cl元素,Y是14~16号中某元素。若Y是14号Si元素,则电负性是C>Si,A不正确;原子半径Al一定是大于C的,B不正确;Y和Z有可能形成SiCl4,此分子的空间构型是正四面体,C正确;WY2分子若是CS2,它与CO2是等电子体,则分子中σ键与π键的数目之比是1∶1,D不正确。
25.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )
A. X元素的氢化物的水溶液一定显碱性
B. Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C. Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D. Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质,X可能为O,也可能为N元素;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同,则Z元素的质子数为10+2=12,故Z为Mg元素;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等,外围电子排布为ns2np2,处于ⅣA族,且属于短周期元素,所以Y为C或Si;W元素原子的M层有1个未成对的p电子,外围电子排布为3s23p1或3s23p5,W为Al或Cl,据此解答。
【详解】A. X可能为O或N,氢化物可以是H2O、NH3,水是中性,A项错误;
B. 若W为Cl,镁离子与氯离子最外层电子数不相同,电子层越多离子半径越大,镁离子半径小于氯离子半径,若W为Al,镁离子与铝离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,镁离子半径大于铝离子半径,B项错误;
C. Mg在氮气中燃烧生成Mg3N2,在氧气中燃烧生成氧化镁,C项正确;
D. 二氧化碳晶体属于分子晶体,常温下为气体,熔点和沸点很低,D项错误;
答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共40分)
26.中国古代四大发明之一黑火药,它的爆炸反应为:S +2KNO3+3C ﹦ A+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外,上述元素的电负性从小到大依次为_______。除K、S外第一电离能从大到小的顺序为______________。
(2)在生成物中,A为______化合物,CO2为_______化合物(填“离子化合物”或共价化合物),含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为______________。
(3)CN﹣与N2互为______,写出CN﹣的电子式________。推算HCN分子中σ键与π键数目之比_________
【答案】 (1). O>N>C>K (2). N>O>C (3). 离子 (4). 共价 (5). sp (6). 等电子体; (7). (8). 1:1
【解析】
【分析】
(1)非金属性越强,电负性越强,第一电离能同周期元素从左到右增强趋势,但是ⅡA族ⅤA族元素比相邻元素都高.
(2)由原子守恒推测物质A,含极性共价键的分子是CO2,为共价化合物,由分子结构推测杂化类型;
(3)所含原子数相同,且价电子数也相同的分子或离子互为等电子体,等电子体的组成相似,进而写出CN-的电子式与HCN的结构式,从中找出σ键与π键数目。
【详解】(1)同周期元素从左到右电负性增强,金属性越强的元素电负性越小,故O>N>C>K;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,由于N的核外2p轨道排3个电子,半充满,较稳定,比相邻元素的第一电离能都高,
故答案为:O>N>C>K;N>O>C;
(2)由原子守恒可知A为K2S,由阴阳离子通过离子键形成,即为离子晶体;CO2是由极性键组成的共价化合物,含极性共价键的分子为CO2,直线形分子,直线形分子的杂化类型为sp。
故答案为:离子晶体;共价;sp;
(3)CN−与N2由两个原子构成,价层电子数均为10,原子个数、价层电子数相等的物质互为等电子体,因等电子体的组成相似,所以CN−内部C与N之间也是共价三键,其电子式为:,HCN结构式为H−C≡N,单键为σ键,三键中有1个σ键,2个π键,即一个HCN分子中两个σ键与2个π键,
故答案为:等电子体;;1:1。
27.X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题:
(1)R外围原子(即价电子)的电子排布式是_________________。
(2)利用价层电子对互斥理论判断RU4分子的立体构型是_________________。
(3)R所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的______ (填化学式);Z和U的氢化物中沸点较低的是______ (填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由低到高的排列顺序是________ (填化学式)。
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是_____________。
【答案】 (1). 3s23p2 (2). 空间正四面体 (3). HClO4 (4). HCl (5). Cl2、Mg、Si (6). P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4
【解析】
【分析】
由于X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素,Z和U位于第ⅦA族,故Z为F元素,U为Cl元素,由于X和R属于同族元素,且X和氟元素可形成化合物XF4,则X和R位于第ⅣA族,故X为碳元素,R为硅元素;根据Q的核外电子排布特点可推知,Q为镁元素;由于T的一种单质在空气中能自燃,则T为P元素;
【详解】由上述分析可知,
(1)Si原子序数为14,核外有14个电子,按照核外电子排布规律可知,其基态原子的外围原子(即价电子)的电子排布式为:3s23p2,
故答案为:3s23p2;
(2)SiF4有4对价层电子对数,无孤电子对,根据价层电子对互斥理论可推测其分子构型为正四面体,
故答案:正四面体;
(3)R为硅元素,则该元素所在的周期是第三周期,能形成高价含氧酸且非金属性最强的是Cl元素,故该周期酸性最强的是HClO4;Z和U的氢化物分别是HCl和HF,因HF分子之间存在氢键,HCl分子间无氢键,故HCl的沸点较HF的沸点低;Q、R、U的单质形成的晶体分别为镁、硅和氯气,因单质镁是金属晶体,单质硅属于原子晶体,单质氯气是分子晶体,故三者的熔点由高到低的排列顺序是:Cl2、Mg、Si,
故答案为:HClO4;HCl;Cl2、Mg、Si;
(4)T4为P4,T的最高价含氧酸为磷酸,CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应为氧化还原反应,依据元素守恒生成物还有硫酸,则其化学方程式是P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4,
故答案为:P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。
28.硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
−85.5
115.2
>600(分解)
−75.5
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6
−10.0
45.0
337.0
回答下列问题:
(1)基态O原子的电子排布图为_______,基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____形,O原子最外层电子的运动状态有_____种。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是______________。
(3)图(a)为S8的结构,该分子中S原子的杂化轨道类型为______________。其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为_____________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子中共价键的类型有_______种(根据成键的方式);固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的价层电子数___________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞中有Fe2+_____个,有S22-_____个,晶胞中Fe2+位于S22-所形成的_____的体心。
(6)酸性H2SO4 __________H2SO3(填 “>”或 “<”)。
【答案】 (1). (2). 哑铃(纺锤) (3). 6 (4). H2S (5). sp3 (6). S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (7). 2 (8). 4 (9). 4 (10). 4 (11). 正八面体 (12). >
【解析】
【分析】
(1)依据O基态原子的核外电子排布式解答;
(2)根据价层电子对互斥理论分析;
(3)先结合图(a)的成键数目即孤电子对数判断出其杂化类型,再根据影响S8分子晶体熔沸点高低的是范德华力判断;
(4)三氧化硫分子中存在硫氧双键,据此判断共价键类型;结合图(b)成键数目分析作答;
(5)利用均摊法对晶胞中离子个数进行分析;结合几何关系回答;
(6)对于同种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,据此作答。
【详解】(1)基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p,4,则其核外电子的电子排布图为;根据电子排布式可知,电子占据最高能级是2p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形;不同的电子运动状态均不相同,因O原子最外层电子为6个,则电子运动状态有6种,
故答案为:;哑铃(纺锤)形;6;
(2)根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是,因此不同其他分子的是H2S,
故答案为:H2S;
(3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体,根据图(a)可以看出一个S周围有两个S原子成键,S原子还有2个孤电子对,结合杂化轨道理论可知,该分子中S原子的杂化轨道类型为sp3;由于S8相对分子质量大,范德华力强,所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,
故答案为:sp3;S8相对分子质量大,分子间范德华力强;
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,分子中存在硫氧双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子形成4个共价键,其价层电子对数为4,
故答案为:2;4;
(5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×+1=4,S22-个数是8×+6×=4,根据图中几何关系可知,晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,
故答案为:4;4;正八面体;
(6)对于同种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,则酸性H2SO4>H2SO3,
故答案为:>。
【点睛】本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等。其中杂化形式的判断是难点,由价层电子特征判断分子立体构型时需注意:价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致;价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的几何构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
29.臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为__________________。
(2)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。
(3)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。
(4)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体__________________________
【答案】 (1). [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2). NO2− (3). 1∶2 (4).
【解析】
【分析】
(1)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式,进一步写出Fe3+的核外电子排布式;
(2)用替代法写出O3的等电子体;
(3)N2的结构式为NN,三键中含1个σ键和2个π键;
(4)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原子。
【详解】(1)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理,基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5,
故答案为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;
(2)采用替代法,O属于第VIA族,相邻主族为第VA族与第VII族,则与O3互为等电子体的一种阴离子可以为NO2-,
故答案为:NO2-;
(3)N2的结构式为NN,三键中含1个σ键和2个π键,N2分子中σ键与π键的数目比为n(σ):n(π)=1:2,
故答案为:1∶2;
(4)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原子,
故答案为:。
【点睛】本题以“臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材,考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对,中心离子或原子提供空轨道。
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共3页,满分100分,考试时间90分钟。
2. 答题前,考生须将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在本试卷指定的位置上。
3. 选择题的每小题选出答案后,用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,不能答在试卷上。非选择题须使用蓝、黑色字迹的笔在答题纸上书写。
4. 考试结束,将答题纸和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
选择题部分共25小题。在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确,前15题每个2分,后10题每个3分。
1.下列轨道表示式所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
试题分析:A、C项违背了能量最低原理,B项违背了洪特规则,所以答案选D。
考点:考查核外电子排布排布规律的有关判断
点评:该题是基础性知识的考查,主要是考查学生对核外电子排布规律的了解、熟悉掌握程度,以及灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确洪特规则以及能量最低原理的含义,然后灵活分析、运用即可。
2.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
【答案】C
【解析】
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,选C。
3.下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是( )
A. CO2、H2S B. C2H4、CH4 C. Cl2、C2H2 D. NH3、HCl
【答案】B
【解析】
试题分析:A.二氧化碳为极性键形成的非极性分子,氯化氢为极性键形成的极性分子,故A错误;B.C2H4中含有极性键和非极性键,是平面型分子,结构对称,分子中正负电荷重心重叠,为非极性分子,CH4中含有极性键,为正四面体结构,结构对称,分子中正负电荷重心重叠,为非极性分子,故B正确;C.Cl2中只含有非极性键,为非极性分子;乙炔为极性键形成的非极性分子,故C错误;D.氨气和氯化氢都是由极性键形成的分子,二者正电荷中心和负电荷中心不相重合,属于极性分子,故D错误;故选B。
【考点定位】考查键的极性和分子的极性判断
【名师点晴】准确理解概念是解题关键;非极性键为:同种元素的原子间形成的共价键;极性键为:不同元素的原子间形成的共价键;极性分子为:正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子;非极性分子:正电荷中心和负电荷中心相重合的分子;分子极性的判断方法为:分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定。
4.下列分子中,中心原子是sp杂化的是( )
A. BeCl2 B. H2O C. CH4 D. BF3
【答案】A
【解析】
【分析】
根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式,如果价层电子对为2,则中心原子以sp杂化轨道成键。
【详解】A. BeCl2分子中,Be原子含有两个共价单键,不含孤电子对,所以价层电子对数是2,中心原子以sp杂化轨道成键,A项正确;
B. H2O分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对,所以价层电子对数是4,中心原子以sp3杂化轨道成键,B项错误;
C、CH4中C形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,C项错误;
D、BF3分子中B原子含有3个共价单键,没有孤电子对,所以价层电子对数是3,中心原子以sp2杂化轨道成键,D项错误;
答案选A。
【点睛】本题要求分析分子中心原子的杂化类型,可根据价层电子对互斥理论进行确定;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=1/2(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;判断出价层电子对数为2的中心原子,采用的是sp杂化方式;价层电子对数为3的中心原子,采用的是sp2杂化方式;价层电子对数为4的中心原子,采用的是sp3杂化方式。学生要熟练掌握杂化轨道理论与价层电子对互斥理论,有效结合可快速地判断出原子的杂化类型及分子的空间构型。
5.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是
A. 三角锥形、sp3 B. V形、sp2 C. 平面三角形、sp2 D. 三角锥形、sp2
【答案】A
【解析】
试题分析:根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,SOCl2中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,含一对孤电子,分子形状为三角锥形,故选A。
【考点定位】考查分子的空间构型、原子杂化方式
【名师点晴】根据价电子对互斥理论确定微粒的空间构型,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=1/2×(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,SOCl2中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,分子形状为三角锥。
6.氯化硼的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键的夹角为120°,它能水解,有关叙述正确的是( )
A. 氯化硼液态时能导电而固态时不导电
B. 氯化硼中心原子采用sp杂化
C. 氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子
D. 三氯化硼遇水蒸气不会产生白雾
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化硼是共价化合物液态时不能导电,A项错误;
B.三氯化硼中的硼原子为sp2杂化方式,无孤对电子,B项错误;
C.三氯化硼中的硼为sp2杂化,无孤对电子,分子中键与键之间的夹角为120°,是平面三角形结构,由于键的极性向量和为0,所以该分子为非极性分子,C项正确;
D.三氯化硼遇水蒸气会发生水解,生成的HCl在空气中形成白雾,D项错误;
答案选C。
7.下列叙述中正确的是( )
A. P4、CO、CO2都是极性分子
B. HCN、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C. HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次减弱
D. CS2、H2O、C2H2都是直线型分子
【答案】C
【解析】
【分析】
A、分子中正负电荷重心不重叠的为极性分子;
B、非极性分子有两类,一是非金属单质,二是结构对称的分子,分子中正负电荷重心重叠;
C、非金属性越强,氢化物的稳定性越强;
D、根据分子的空间构型判断。
【详解】A.P4为正四面体结构,分子内部为非极性共价键,属于非极性分子,CO2的正负电荷重心重叠,也属于非极性分子,A项错误。
B. CCl4分子中存在的化学键是极性键,其正负电荷重心重叠,属于非极性分子,但HCN为直线型结构,分子内键的极性不能相互抵消,正负电荷重心不重叠,属于极性分子,B项错误;
C. F、Cl、Br、I的非金属逐渐减弱,所以HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱,C项正确;
D. H2O中中心O原子采用sp3杂化方式,有2个孤电子对,其空间结构为V型,不是直线型,CS2、C2H2都是直线型分子,D项错误;
答案选C。
8.下列粒子属于等电子体的是( )
A. CH4和NH4+ B. NO和O2
C. NH2-和H3O+ D. HCl和H2O
【答案】A
【解析】
等电子体的原子总数相同(排除D)、价电子总数相同(排除B);选AC
9.下列过程中,共价键被破坏的是( )
A. 碘升华 B. 溴蒸气被木炭吸附
C. 酒精溶于水 D. 氯化氢气体溶于水
【答案】D
【解析】
【分析】
共价化合物溶于水并电离,以及发生化学反应都存在共价键的断裂过程。
【详解】A. 碘升华克服的是范德华力,共价键没有被破坏,A项错误;
B. 溴蒸气被木炭吸附,分子间作用力被破坏,发生的是物理变化,没有化学键的破坏,B项错误;
C. 酒精溶于水后,酒精在水中以分子形式存在,所以没有化学键的破坏,C项错误;
D. 氯化氢气体溶于水,氯化氢在水分子的作用下发生电离,电离出氯离子和氢离子,所以有化学键的破坏,D项正确;
答案选D。
10.下列物质中所含微粒的个数比是1∶1的是( )
A. CH3COONa溶液中CH3COO-和Na+
B. NH4+中的质子和电子
C. Na2O2固体中阴、阳离子
D. 原子中的质子和中子
【答案】D
【解析】
【详解】A. 因阳离子为Na+、阴离子为CH3COO-,但CH3COONa溶液中CH3COO-会发生水解,导致CH3COO-的个数会小于Na+,CH3COO-和Na+个数之比不是1:1,A项错误;
B. NH4+中的质子数为7+4=11,电子数为7+4-1=10,则NH4+中的质子和电子个数不是1∶1,B项错误;
C. 阳离子为Na+,阴离子为O22−,所以阴离子和阳离子个数之比为1:2,C项错误;
D. 原子中质子数1,中子数为2-1=1,所以质子数和中子数之比为1:1,D项正确;
答案选D。
【点睛】本题易错点为C选项,要注意化学式不代表实际所含微粒个数比,这要具体看微粒组成,如过氧化钠,阴阳离子个数比为1:2,而不是1:1。
11.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下,则下列有关比较中正确的是( )。
①1s22s2 2p63s23p4; ②1s22s22p63s23p3; ③1s22s2 2p3; ④1s22s22p5。
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:④>③>②>① D. 最高正化合价:④>③=②>①
【答案】A
【解析】
【详解】由四种元素的核外电子排布式可知,①为S元素,②为P元素,③为N元素;④为F元素。
A.同周期自左而右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能N
C.同周期自左而右,电负性逐渐增大,所以电负性P
故选A。
12.N2结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是()
A. N2分子与CO分子中都含有叁键
B. CO分子中有一个π键是配位键
C. N2与CO互为等电子体
D. N2与CO的化学性质相同
【答案】D
【解析】
A.根据图象知,氮气和CO都含有两个π键和一个σ键,N2分子与CO分子中都含有三键,故A正确;B.氮气中π键由每个N原子各提供一个电子形成,而CO分子中其中一个π键由O原子提供1对电子形成属于配位键,故B正确;C.N2分子与CO分子中原子总数相同、价电子总数也相同,二者互为等电子体,故C正确;D.N2分子与CO分子的化学性质不相同,故D错误。故选D。
13.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O △H<0。下列有关说法正确的是( )
A. 该反应为吸热反应
B. CO2分子中的化学键为非极性键
C. HCHO分子中既含σ键又含π键
D. 每生成1.8g H2O消耗2.24 L O2
【答案】C
【解析】
【分析】
A、根据大多数放热反应在常温下能进行分析;
B.根据不同种元素形成的共价键为极性键分析;
C.根据一个单键就是一个σ键,一个双键是由一个σ键和一个π键组成分析;
D.根据气体的体积与温度、压强有关分析。
【详解】A. 该反应在室温下可以进行,故该反应为放热反应,A项错误;
B. 二氧化碳结构为O=C=O,为极性键,B项错误;
C. 甲醛中,含有碳氧双键以及两个碳氢单键,故其中含有3个σ键,1个π键,C项正确;
D. 每生成1.8g H2O消耗氧气的物质的量为0.1,没有标明状况,故不一定为2.24L,D项错误;
答案选C。
【点睛】在通过气体体积计算气体的物质的量时,要特别注意气体摩尔体积为22.4 L/mol的状态与条件,题设陷阱经常误将“常温常压”当作“标准状况”,若题目中未标明状态,默认的状态并不是标准状况,如D项2.24L氧气,没有标明状况,则不能计算相关物理量。
14.二茂铁[(C5H5)2Fe]是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成,它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了金属有机化合物研究的新领域。已知:二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法正确的是( )
A. 二茂铁属于离子晶体
B. 在二茂铁结构中,C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C. 已知:环戊二烯的结构式为:,则其中碳环上有2个π键和5个σ键
D. 二价铁离子的基态电子排布式为:[Ar]3d44s2
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 熔沸点较低的晶体一般为分子晶体;
B. 含有孤电子对和空轨道的原子之间易形成配位键;
C. 依据共价键存在形式作答;
D. 根据构造原理写出其核外电子排布式。
【详解】A. 依据题意,二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂,熔沸点较低的晶体一般为分子晶体,所以可推断二茂铁晶体为分子晶体,A项错误;
B. 碳原子含有孤电子对,铁含有空轨道,所以碳原子和铁原子之间形成配位键,B项错误;
C. 共价双键中含1个π键和1个σ键,共价单键中含1个σ键,则根据环戊二烯的结构式可知,碳环上有2个π键和5个σ键,C项正确;
D. 铁的原子序数是26,其核外电子数是26,铁原子失2个电子生成亚铁离子,根据构造原理知亚铁离子的核外电子排布式为:[Ar]3d6,D项错误;
答案选C。
15.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈绿色或蓝色,这是因为在CuCl2的水溶液中存在如下平衡:
[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O
蓝色 绿色
欲使溶液由绿色变为蓝色,可采用的方法是( )
A. 加NaCl溶液 B. 加水 C. 加AgNO3溶液 D. 加NaOH溶液
【答案】BC
【解析】
【分析】
欲使溶液变成蓝色,则平衡向逆反应方向移动,依据影响平衡因素和平衡移动原理分析,通过减小Cl-的浓度或加水,或加AgNO3溶液等方法。
【详解】欲使溶液变成蓝色,则平衡向逆反应方向移动;
A. 加入氯化钠溶液,氯离子浓度增大,平衡正向进行,溶液呈绿色,A项错误;
B. 加水平衡逆向进行,溶液呈蓝色,B项正确;
C. 加AgNO3溶液,银离子和氯离子结合生成氯化银沉淀,平衡逆向进行,溶液呈蓝色,C项正确;
D. 加NaOH溶液,氢氧根离子结合水合铜离子生成氢氧化铜沉淀,溶液不能变化为蓝色,D项错误;
答案选BC。
16.如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光碘功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。这种晶体材料的化学式是(各元素所带电荷均已略去)( )
A. BaTi8O12 B. BaTi4O9 C. BaTiO3 D. BaTi2O3
【答案】C
【解析】
【分析】
根据晶胞的常用方法“均摊法”计算出各原子在晶胞中的实际个数,进而写出化学式。
【详解】由结构可知,Ba位于体心为1个,Ti位于顶点,为8×=1个,O位于棱心,为12×=3个,Ba、Ti和O原子个数比为:1:1:3,所以其化学式为BaTiO3,C项正确;
答案选C。
17.向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,下列对此现象的说法正确的是( )
A. 开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu2(OH)2CO3
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+,配位数为4
C. 反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
D. [Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
【答案】B
【解析】
【分析】
氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,其化学方程式为:Cu2++2NH3⋅H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,原因是氢氧化铜和氨水反应生成了铜氨络合物,反应为:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH−,据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知,
A. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,发生的反应化学方程式为:Cu2++2NH3⋅H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+,A项错误;
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+为中心离子,电荷数为+2,NH3为配体,配位数为4,B项正确;
C. 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,铜离子转化到络合物离子中,所以溶液中铜离子浓度减小,C项错误;
D. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,铜离子含有空轨道,氨气分子含有孤电子对,所以Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,D项错误;
答案选B。
18.下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2溶于水形成的溶液能导电
SO2是电解质
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P-P键的键角是109°28′
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且分子间存在氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的短
【答案】C
【解析】
【详解】A. SO2溶于水形成的溶液能导电是由于SO2和水反应生成H2SO3,电离出阴阳离子,但SO2本身不电离出离子,故SO2为非电解质,A项错误;
B. 白磷为为正四面体结构,两个P−P间的键角是60∘,与甲烷中碳氢键的键角不同,B项错误;
C. 氨气和水分子中都含有氢键,二者都是极性分子,并且氨气能和水分子之间形成氢键,则氨气极易溶于水,C项正确;
D. HF分子间含有氢键,所以其沸点较高,氢键属于分子间作用力的一种,与化学键无关,D项错误;
答案选C。
19.关于氢键,下列说法正确的是( )
A. 每一个水分子内含有两个氢键
B. 熔沸点明显高于,对羟基苯甲醛分子间存在氢键,而邻羟基苯甲醛存在分子内氢键。
C. H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
D. SO2易溶于水,重要的原因之一是由于SO2与H2O之间能形成氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢键只存在于分子之间,水分子内存在的是H-O化学键,A项错误;
B.的熔沸点明显高于,是因为对羟基苯甲醛分子间存在氢键,而邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,分子间氢键强于分子内氢键,B项正确;
C.氢键只影响物质的物理性质,H2O是一种非常稳定的化合物,是因为H-O键非常稳定,C项错误;
D.SO2易溶于水,重要的原因之一是SO2能与H2O发生反应,使其溶解度增大,D项错误;答案选B。
20.Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3,若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 molAgCl沉淀,则m、n的值是( )
A. m=1,n=5 B. m=3,n=4
C. m=5,n=1 D. m=4,n=5
【答案】B
【解析】
试题分析:Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3 , CoClm·nNH3 呈现中性,因为NH3为中性分子,所以故m的值为3,而1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则其内界中只含2个氯离子,又因为该配合物为八面体,所以n的值为4,即该配合物的结构是:
[CoCl2 (NH3)4]+Cl-,所以本题选择B。
考点:配合物
点评:本题考查了配合物的知识,该题要根据题意一步一步推断,本题难度中等。
21.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。关于元素R的判断中一定正确的是( )
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
①R的最高正价为+3价 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
试题分析:从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素;A.最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故A错误;B.最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故B正确;C.同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故C正确;D.R元素可能是Mg或Be,故D错误;故选B。
考点:考查元素电离能含义及应用。
22.如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A. 原子半径:Z>Y>X
B. 气态氢化物的稳定性:R
D. Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
【答案】D
【解析】
【详解】根据短周期元素化合价与原子序数的关系图可知X为氧元素、Y为钠元素、Z铝元素、W为硫元素、R为氯元素,则
A、同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Y>Z>X,A错误;
B、非金属性越强,气态氢化物越稳定,氯元素非金属性强于硫元素,则气态氢化物的稳定性:R>W,B错误;
C、SO3和水反应生成硫酸,硫酸是共价化合物,C错误;
D、Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物分别是氢氧化钠和氢氧化铝,二者能相互反应,生成偏铝酸钠和水,D正确。
答案选D。
23.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,下列说法中正确的是( )
A. X的最常见气态氢化物的水溶液显酸性
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强
C. Z的单质与氢气反应比Y单质与氢气反应容易
D. X的原子半径小于Y
【答案】B
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W均为短周期元素,Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍,Z位于第三周期,其第一层电子数为2,最外层电子数为6,所以Z应为S,结合位置可知,Y为O,X为N,W为Cl,并利用元素及其单质、化合物的性质来解答。
【详解】A. X的最常见气态氢化物为氨气,其水溶液显碱性,A项错误;
B. 非金属性Cl>S,所以最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强,B项正确;
C. 非金属性O>S,所以Y的单质与氢气反应较Z剧烈,C项错误;
D. 同周期从左向右原子半径在减小,则X的原子半径大于Y,D项错误;
答案选B。
24.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A. W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,W一定是6号C元素,X一定是13号Al元素,Z原子比X原子的核外电子数多4,则Z为17号Cl元素,Y是14~16号中某元素。若Y是14号Si元素,则电负性是C>Si,A不正确;原子半径Al一定是大于C的,B不正确;Y和Z有可能形成SiCl4,此分子的空间构型是正四面体,C正确;WY2分子若是CS2,它与CO2是等电子体,则分子中σ键与π键的数目之比是1∶1,D不正确。
25.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )
A. X元素的氢化物的水溶液一定显碱性
B. Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C. Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D. Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质,X可能为O,也可能为N元素;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同,则Z元素的质子数为10+2=12,故Z为Mg元素;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等,外围电子排布为ns2np2,处于ⅣA族,且属于短周期元素,所以Y为C或Si;W元素原子的M层有1个未成对的p电子,外围电子排布为3s23p1或3s23p5,W为Al或Cl,据此解答。
【详解】A. X可能为O或N,氢化物可以是H2O、NH3,水是中性,A项错误;
B. 若W为Cl,镁离子与氯离子最外层电子数不相同,电子层越多离子半径越大,镁离子半径小于氯离子半径,若W为Al,镁离子与铝离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,镁离子半径大于铝离子半径,B项错误;
C. Mg在氮气中燃烧生成Mg3N2,在氧气中燃烧生成氧化镁,C项正确;
D. 二氧化碳晶体属于分子晶体,常温下为气体,熔点和沸点很低,D项错误;
答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共40分)
26.中国古代四大发明之一黑火药,它的爆炸反应为:S +2KNO3+3C ﹦ A+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外,上述元素的电负性从小到大依次为_______。除K、S外第一电离能从大到小的顺序为______________。
(2)在生成物中,A为______化合物,CO2为_______化合物(填“离子化合物”或共价化合物),含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为______________。
(3)CN﹣与N2互为______,写出CN﹣的电子式________。推算HCN分子中σ键与π键数目之比_________
【答案】 (1). O>N>C>K (2). N>O>C (3). 离子 (4). 共价 (5). sp (6). 等电子体; (7). (8). 1:1
【解析】
【分析】
(1)非金属性越强,电负性越强,第一电离能同周期元素从左到右增强趋势,但是ⅡA族ⅤA族元素比相邻元素都高.
(2)由原子守恒推测物质A,含极性共价键的分子是CO2,为共价化合物,由分子结构推测杂化类型;
(3)所含原子数相同,且价电子数也相同的分子或离子互为等电子体,等电子体的组成相似,进而写出CN-的电子式与HCN的结构式,从中找出σ键与π键数目。
【详解】(1)同周期元素从左到右电负性增强,金属性越强的元素电负性越小,故O>N>C>K;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,由于N的核外2p轨道排3个电子,半充满,较稳定,比相邻元素的第一电离能都高,
故答案为:O>N>C>K;N>O>C;
(2)由原子守恒可知A为K2S,由阴阳离子通过离子键形成,即为离子晶体;CO2是由极性键组成的共价化合物,含极性共价键的分子为CO2,直线形分子,直线形分子的杂化类型为sp。
故答案为:离子晶体;共价;sp;
(3)CN−与N2由两个原子构成,价层电子数均为10,原子个数、价层电子数相等的物质互为等电子体,因等电子体的组成相似,所以CN−内部C与N之间也是共价三键,其电子式为:,HCN结构式为H−C≡N,单键为σ键,三键中有1个σ键,2个π键,即一个HCN分子中两个σ键与2个π键,
故答案为:等电子体;;1:1。
27.X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题:
(1)R外围原子(即价电子)的电子排布式是_________________。
(2)利用价层电子对互斥理论判断RU4分子的立体构型是_________________。
(3)R所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的______ (填化学式);Z和U的氢化物中沸点较低的是______ (填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由低到高的排列顺序是________ (填化学式)。
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是_____________。
【答案】 (1). 3s23p2 (2). 空间正四面体 (3). HClO4 (4). HCl (5). Cl2、Mg、Si (6). P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4
【解析】
【分析】
由于X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素,Z和U位于第ⅦA族,故Z为F元素,U为Cl元素,由于X和R属于同族元素,且X和氟元素可形成化合物XF4,则X和R位于第ⅣA族,故X为碳元素,R为硅元素;根据Q的核外电子排布特点可推知,Q为镁元素;由于T的一种单质在空气中能自燃,则T为P元素;
【详解】由上述分析可知,
(1)Si原子序数为14,核外有14个电子,按照核外电子排布规律可知,其基态原子的外围原子(即价电子)的电子排布式为:3s23p2,
故答案为:3s23p2;
(2)SiF4有4对价层电子对数,无孤电子对,根据价层电子对互斥理论可推测其分子构型为正四面体,
故答案:正四面体;
(3)R为硅元素,则该元素所在的周期是第三周期,能形成高价含氧酸且非金属性最强的是Cl元素,故该周期酸性最强的是HClO4;Z和U的氢化物分别是HCl和HF,因HF分子之间存在氢键,HCl分子间无氢键,故HCl的沸点较HF的沸点低;Q、R、U的单质形成的晶体分别为镁、硅和氯气,因单质镁是金属晶体,单质硅属于原子晶体,单质氯气是分子晶体,故三者的熔点由高到低的排列顺序是:Cl2、Mg、Si,
故答案为:HClO4;HCl;Cl2、Mg、Si;
(4)T4为P4,T的最高价含氧酸为磷酸,CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应为氧化还原反应,依据元素守恒生成物还有硫酸,则其化学方程式是P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4,
故答案为:P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。
28.硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
−85.5
115.2
>600(分解)
−75.5
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6
−10.0
45.0
337.0
回答下列问题:
(1)基态O原子的电子排布图为_______,基态O原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____形,O原子最外层电子的运动状态有_____种。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是______________。
(3)图(a)为S8的结构,该分子中S原子的杂化轨道类型为______________。其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为_____________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子中共价键的类型有_______种(根据成键的方式);固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的价层电子数___________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞中有Fe2+_____个,有S22-_____个,晶胞中Fe2+位于S22-所形成的_____的体心。
(6)酸性H2SO4 __________H2SO3(填 “>”或 “<”)。
【答案】 (1). (2). 哑铃(纺锤) (3). 6 (4). H2S (5). sp3 (6). S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (7). 2 (8). 4 (9). 4 (10). 4 (11). 正八面体 (12). >
【解析】
【分析】
(1)依据O基态原子的核外电子排布式解答;
(2)根据价层电子对互斥理论分析;
(3)先结合图(a)的成键数目即孤电子对数判断出其杂化类型,再根据影响S8分子晶体熔沸点高低的是范德华力判断;
(4)三氧化硫分子中存在硫氧双键,据此判断共价键类型;结合图(b)成键数目分析作答;
(5)利用均摊法对晶胞中离子个数进行分析;结合几何关系回答;
(6)对于同种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,据此作答。
【详解】(1)基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p,4,则其核外电子的电子排布图为;根据电子排布式可知,电子占据最高能级是2p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形;不同的电子运动状态均不相同,因O原子最外层电子为6个,则电子运动状态有6种,
故答案为:;哑铃(纺锤)形;6;
(2)根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是,因此不同其他分子的是H2S,
故答案为:H2S;
(3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体,根据图(a)可以看出一个S周围有两个S原子成键,S原子还有2个孤电子对,结合杂化轨道理论可知,该分子中S原子的杂化轨道类型为sp3;由于S8相对分子质量大,范德华力强,所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,
故答案为:sp3;S8相对分子质量大,分子间范德华力强;
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,分子中存在硫氧双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子形成4个共价键,其价层电子对数为4,
故答案为:2;4;
(5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×+1=4,S22-个数是8×+6×=4,根据图中几何关系可知,晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,
故答案为:4;4;正八面体;
(6)对于同种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,则酸性H2SO4>H2SO3,
故答案为:>。
【点睛】本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等。其中杂化形式的判断是难点,由价层电子特征判断分子立体构型时需注意:价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致;价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的几何构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
29.臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为__________________。
(2)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。
(3)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。
(4)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体__________________________
【答案】 (1). [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2). NO2− (3). 1∶2 (4).
【解析】
【分析】
(1)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式,进一步写出Fe3+的核外电子排布式;
(2)用替代法写出O3的等电子体;
(3)N2的结构式为NN,三键中含1个σ键和2个π键;
(4)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原子。
【详解】(1)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理,基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5,
故答案为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;
(2)采用替代法,O属于第VIA族,相邻主族为第VA族与第VII族,则与O3互为等电子体的一种阴离子可以为NO2-,
故答案为:NO2-;
(3)N2的结构式为NN,三键中含1个σ键和2个π键,N2分子中σ键与π键的数目比为n(σ):n(π)=1:2,
故答案为:1∶2;
(4)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原子,
故答案为:。
【点睛】本题以“臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材,考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对,中心离子或原子提供空轨道。
相关资料
更多