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【化学】福建省福州市三校2018-2019学年高二上学期期中联考(理)试题(解析版)
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福建省福州市三校2018-2019学年高二上学期期中联考(理)试题
说明:1、本试卷分第I、II 两卷,考试时间:90分钟 满分:100分
2、Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上;Ⅱ卷的答案用黑色签字笔填写在答题卡上。
相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Si 28 Cl 35.5
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(每题只有一个正确答案,20题,共40分)
1.以下能级符号不正确的是 ( )
A. 3s B. 3f C. 3p D. 3d
【答案】B
【解析】
【详解】S亚层在每一层上都有,p亚层至少在第二层及以上,d亚层至少在第三层及以上,f亚层至少在第四层及以上,B错误;
综上所述,本题选B。
2.下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 基态碳原子的价电子轨道表示式为
B. NH4Cl 的电子式:
C. Cr原子的基态简化电子排布式为3d54s1
D. 石英的分子式:SiO2
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态碳原子的核外电子排布1s22s22p2,碳原子的价电子轨道表示式为,故A正确;
B.NH4Cl为离子化合物,电子式为,故B错误;
C.Cr核电荷数为24,其原子的基态简化电子排布式为[Ar]3d54s1,故C错误;
D. 石英SiO2是原子晶体,不存在分子式,应为化学式,故D错误;
综上所述,本题选A。
3.若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,它违背了( )
A. 能量守恒原理 B. 泡利不相容原理 C. 能量最低原理 D. 洪特规则
【答案】D
【解析】
试题分析:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,称为泡利不相容原理;当电子排布在同一个能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道,而且自旋状态相同,称为洪特规则。另外核外电子排布还需要遵循构造原理和能量最低原理,因此15P原子的电子排布式为1s22s22P63s23Px13Py13Pz1,所以把15P原子的电子排布式写成了1s22s22P63s23Px23Py1违背了洪特规则,答案选D。
考点:考查核外电子排布的有关判断
4.下列物质属于分子晶体的是( )
A. 熔点是10.31℃,液态不导电,水溶液能导电
B. 熔点是1070℃,固态不导电,熔融状态能导电,易溶于水
C. 熔点是97.80℃,质软,固态可导电,密度是0.97g·cm﹣3
D. 熔点3550℃,不溶于水,不导电
【答案】A
【解析】
【分析】
离子晶体:阴阳离子通过离子键结合形成的晶体;一般熔点较高,硬度较大、难挥发,固体不导电,但质脆,一般易溶于水,其水溶液或熔融态能导电,据以上分析解答。
【详解】A. 熔点是10.31℃,符合分子晶体熔点较低的特点,液态不导电,存在分子,溶于水后,发生电离,有自由移动的离子,可以导电,正确;
B. 熔点是1070℃,熔点高,不符合分子晶体的特点,易溶于水,熔融状态能导电,应属于离子晶体;错误;
C. 熔点是97.80℃,质软,固态可导电,密度是0.97g·cm﹣3,是金属钠的物理性质,金属钠属于金属晶体,错误;
D. 熔点3550℃,熔点高,不符合分子晶体的特点,不溶于水,不导电,可能为原子晶体,错误;
综上所述,本题选A。
【点睛】分子晶体是分子间通过分子间作用力(范德华力和氢键)构成的晶体,因为范德华力和氢键作用力较小,所以分子晶体的熔沸点比较低,硬度小。
5.下列各组元素都属于p区的是( )
A. 原子序数为1,6,10的元素 B. N,S,P
C. Na,Li,Mg D. Fe,Cr, Cl
【答案】B
【解析】
【详解】A项,原子序数为1、6、10的元素分别是H、C、Ne,其中H属于s区,不属于p区,故A错误;
B项,根据元素周期表的分区,p区包括第三主族到第七主族加上零族的元素,N,S,P都属于p区,故B正确;
C项,Na,Li,Mg 都属于s区,不属于p区,故C错误;
D项,Fe属于d区,Cr属于d区,不属于p区,故D错误;
综上所述,本题选B。
【点睛】元素周期表分为s、p、d、ds与f五个区,各区分别如下:
s区包括第一、二主族的全部元素;p区包括第三主族到第七主族加上零族的元素;
d区包括第三到第七副族的元素(除掉镧系元素和锕系元素)外加第八族的元素;
ds区包括第一、二副族的元素;f区包括镧系元素和锕系元素;
记住以上规律就能快速解决问题。
6.下列各项叙述中,正确的是( )
A. 元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1 过渡到ns2np6
B. 若某基态原子的外围电子排布为4d25s2,它是第五周期IVB族元素
C. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时,原子释放能量,由基态转化成激发态
D. M层全充满而N层为4s1的原子和位于第四周期第ⅠA族的原子是同一种元素
【答案】B
【解析】
【分析】
A.第一周期原子只有一个电子层;
B.最外层为第5层,价电子数为4,判断在周期表中位置;
C. 由基态转化成激发态,吸收能量;
D.M层全充满而N层为4s1的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为铜原子,位于第四周期第IB族的原子;
【详解】A.第一周期最外层电子排布是ns1 过渡到ns2,故A错误;
B. 最外层为第5层,价电子数为4,位于第五周期IVB族元素,故B正确;
C. 基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63p1时,电子能量增大,需要吸收能量,故C错误;
D.M层全充满而N层为4s1的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为铜原子,位于第四周期第IB族的原子,和位于第四周期第ⅠA族的原子不是同一种元素,故D错误;
综上所述,本题选B。
7.下面有关晶体的叙述中,不正确的是 ( )
A. 氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-
B. 金刚石为空间网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
C. 干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
D. 金属铜属于六方最密堆积结构,金属镁属于面心立方最密堆积结构
【答案】D
【解析】
【分析】
A. 氯化铯晶胞属于体心立方晶胞,每个Cs+周围紧邻8个Cl-;
B.金刚石的晶胞结构如图所示:,根据图可以知道由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,据此判断;
C.采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数,二氧化碳晶体中每个二氧化碳分子周围紧邻12个二氧化碳分子;
D.金属镁是六方最密堆积,金属铜是面心立方最密堆积。
【详解】A. 氯化铯晶胞属于体心立方晶胞,每个Cs+周围紧邻8个Cl-,故A正确;
B. 金刚石的晶胞结构如图所示:,根据图可以知道由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,故B 正确;
C.二氧化碳晶体属于面心立方,采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数为12,所以在CO2晶体中,与每个CO2分子周围紧邻的有12个CO2分子,故C正确;
D. 金属镁为六方最密堆积,堆积方式为:,金属铜是面心立方最密堆积,堆积方式为:,故D错误;
综上所述,本题选D。
8.X、Y、Z三种元素的原子,其最外层电子排布为ns1 , 3s23p1和2s22p4 ,由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A. X2YZ3 B. XYZ2 C. XYZ3 D. X2YZ2
【答案】B
【解析】
【详解】由X、Y、Z的最外层电子排布可知,X、Y、Z分别为Na、Al和O,在化合物中Na为+1价,Al为+3价,O为-2价。根据化合物的化合价代数和为零可知,Na、Al和O可形成NaAlO2(偏铝酸钠),故选B项;
综上所述,本题选B。
9.下列说法不正确的是( )
A. HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B. H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子间存在氢键
C. 甲烷可与水形成氢键
D. 白酒中,乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A. HCl、HBr、HI都是分子晶体,组成结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,因此HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B. H2O由于O原子的电负性强,半径小,所以分子之间存在氢键,熔化和汽化都需要克服分子间作用力,氢键的存在使得熔点和沸点升高,所以H2O的熔沸点高于H2S,故B正确;
C. 氢键是电负性较强的元素(通常N、O、F)和H之间的一种分子间作用力,由于甲烷分子中原子的电负性较弱,所以甲烷和水不能形成氢键,故C错误;
D. 乙醇分子和水分子间存在有氢键,也存在范德华力, 故D正确;
综上所述,本题选C。
【点睛】关于氢键,需要掌握以下几点:
①氢键不是化学键,通常把氢键看做是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱,比分子间作用力强;
②分子间形成氢键会使物质的熔沸点升高,这是因为固体熔化或液体气化时必须破坏分子间氢键,消耗更多的能量;
③分子间氢键对物质的水溶性有影响,如氨气极易溶于水,主要是氨分子与水分子形成分子间氢键;
④通常N、O、F这三种元素的氢化物已形成氢键。常见易形成氢键的化合物有H2O、 HF、NH3、CH3OH等;
⑥氢键只影响分子晶体的物理性质。
10.某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A. 表中BCl3和CO2均是分子晶体
B. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C. 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
D. 只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体
【答案】D
【解析】
【分析】
A.根据表中BCl3和CO2的沸点都较低判断;
B. C和Si同主族,但氧化物的晶体类型不同;
C. Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体;
D.氧化铝为离子晶体, AlCl3为分子晶体;
【详解】A.表中BCl3和CO2的沸点都较低,则是分子晶体,故A正确;
B.C和Si同主族,但氧化物的晶体类型不同, CO2属于分子晶体,SiO2属于原子晶体,故B正确;
C.Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体,说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,故C 正确;
D. 由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体,由表中数据可以知道, AlCl3为分子晶体,故D错误;
综上所述,本题选D。
11.下列说法正确的是( )
A. 1s轨道的电子云形状为圆形的面
B. 2s的电子云半径比1s电子云半径大,说明2s能级的电子比1s的多
C. 4f能级中最多可容纳14个电子
D. 电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
【答案】C
【解析】
【详解】A. 1s轨道为球形,所以1s轨道的电子云形状为球形,故A错误;
B.2s的电子云比1s的电子云大,s电子云的大小与能层有关,与电子数无关,ns能级上最多容纳2个电子,故B错误;
C. f能级有7个轨道,每个轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反,所以nf能级中最多可容纳14个电子,故C正确;
D. 电子在原子核外作无规则的运动,不会像地球围绕太阳有规则的旋转,故D错误;
综上所述,本题选C。
12.下列物质的分子中既有σ键,又有π键,并含有非极性键的是( )
①H2O2 ②N2 ③H2O ④HCl ⑤C2H4 ⑥C2H2
A. ②⑤⑥ B. ①②⑤⑥ C. ②③④ D. ②④⑥
【答案】A
【解析】
【分析】
共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键一个是π键,共价三键中一个是σ键两个是键,同种元素之间形成非极性共价键,据此分析。
【详解】①H2O2中存在H-O和O-O键,只有σ键,故错误;
②N2的结构式为N≡N,含有σ键和π键,N与N之间为非极性键,故正确;
③H2O中只存在H-O,即只有σ键,故错误;
④HCl的结构式为H-Cl,所以只存在σ键,故错误;
⑤C2H4的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键,含有σ键和π键,C与C之间为非极性键,故正确;
⑥C2H2的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键,所以含有σ键和π键,C与C之间为非极性键,故正确;
综上所述,②⑤⑥符合题意,本题选A。
【点睛】通过物质的结构式,可以快速有效判断键的种类及数目;判断成键方式时,需要掌握:共价单键全为σ键,双键中有一个σ键和1个π键,三键中有一个σ键和2个π键,且σ键比π键稳定。
13.下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于CsCl晶体结构的图象是( )
A. 图(1)和图(3) B. 只有图(3) C. 图(1)和图(4) D. 图(2)和图(3)
【答案】D
【解析】
【详解】由于在CsCl晶体中,每个Cs+周围同时吸引着最近且等距离的8个Cl-,同样每个Cl-周围同时吸引着最近且等距离的8个Cs+,故图(2)和图(3)符合条件;D正确;综上所述,本题选D。
14.四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其原子的最外层电子数之和为19,W和X元素原子内质子数之比为1:2,X2+和Z-的电子数之差为8。下列说法不正确的是( )
A. WZ4分子中W、Z原子通过共价键结合且最外层均达到8电子结构
B. 元素原子半径从大到小的顺序是X、Y、Z
C. W、Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是元素Z
D. W与Y通过离子键形成离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】
根据X2+和Z-离子的电子数之差为8,由元素周期表确定X2+为Be2+或Mg2+;推断Z为F-或Cl-;依据W和X元素原子内质子数之比为1:2,判断W为He或C,结合原子最外层电子数之和为19,所以两种判断中:W:He;X:Be;Z:F时,Y的最外层电子数为8,因为W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所以不符合;若各元素为W:C:X:Mg;Z:Cl;由最外层电子数之和为19,Y的最外层电子数为6,确定Y为S,综上所述:推断出各物质为:W、C;X、Mg;Y、S;Z、Cl;据以上分析解答。
【详解】根据X2+和Z-离子的电子数之差为8,由元素周期表确定X2+为Be2+或Mg2+;推断Z为F-或Cl-;依据W和X元素原子内质子数之比为1:2,判断W为He或C,结合原子最外层电子数之和为19,所以两种判断中:W:He;X:Be;Z:F时,Y的最外层电子数为8,因为W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所以不符合;若各元素为W:C:X:Mg;Z:Cl;由最外层电子数之和为19,Y的最外层电子数为6,确定Y为S,综上所述:推断出各物质为:W、C;X、Mg;Y、S;Z、Cl;
A、WZ4分子为CCl4,原子通过共价键结合且最外层均达到8电子结构,故A正确;
B、XYZ是同周期元素的原子,同周期原子半径依次减小,元素原子半径从大到小的顺序是X、Y、Z,故B正确;
C、W、Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物分别是H2CO3、H2SO4、HClO4;其中HClO4酸性最强,所含的元素是Cl,故C正确;
D、W(C)与Y(S)通过共价键形成共价化合物CS2,故D错误;
综上所述,本题选D。
15.下列有关性质的比较中,正确的是( )
A. 硬度:白磷>冰>二氧化硅
B. 金属原子化热:Na>Mg>Al
C. 熔点:
D. 键的极性:N﹣H<O﹣H<F﹣H
【答案】D
【解析】
【详解】A、二氧化硅属于原子晶体,硬度大,白磷、冰都是分子晶体,硬度较小,故A错误;
B、根据金属镁、铝和钠的熔点可知,金属的原子化热最大的为铝,其次为镁,最小的为钠,正确关系为:Al>Mg>Na,故B错误;
C、形成分子内氢键,熔沸点减小,分子间氢键,熔沸点升高,所以熔点:>,故C错误;
D. 非金属性强到弱的是N<O<F,与氢元素形成共价键时,极性由小到大分别是N﹣H<H﹣O<H﹣F,故D正确;
综上所述,本题选D。
【点睛】本题考查较为综合,涉及晶体的类型以及性质的判断,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意相关基础知识的积累,难度不大。注意理解原子化热概念,它是用来衡量金属键强弱的物理量,指将1摩尔金属转变成气态原子所需的最小能量;金属原子化热数值小时,其熔点低,质地软,反之则熔点高,硬度小。
16.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)。
I1
I2
I3
I4
…
R
740
1500
7700
10500
…
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A. R元素的原子最外层共有4个电子 B. R的最高正价为+3价
C. R元素位于元素周期表中第ⅡA族 D. R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【解析】
【详解】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、R元素的原子最外层共有2个电子,故A错误;
B、最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故B错误;
C、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C正确;
D、R元素可能是Mg或Be,R元素基态原子的电子排布式不一定为1s22s2,故D错误;
综上所述,本题选C。
17.如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的钡原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各原子所带电荷均已略去)( )
A. 8;BaTi8O12 B. 8;BaTiO3 C. 3;BaTi2O3 D. 6;BaTiO3
【答案】B
【解析】
【详解】1个晶胞中1个Ti与1个Ba原子紧邻,在整个晶体结构中位于顶点的1个Ti被8个晶胞共用,所以与每个Ti相邻的Ba原子数为8;根据晶胞的结构:该晶胞中含有Ba原子数为1,Ti原子数为8×1/8=1,O原子位于棱上,1个O被4个晶胞共用,因此含有O原子数为12×1/4=3,因此晶体材料的化学式为BaTiO3;B选项正确;
综上所述,本题选B。
【点睛】用均摊法求晶体中粒子个数比的方法是:
(1)处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有1/8属于该晶胞。
(2)处于棱上的粒子,同时为4个晶胞共有,每个粒子有1/4属于该晶胞。
(3)处于面上的粒子,同时为2个晶胞共有,每个粒子共有1/2属于该晶胞。
(4)处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。
18.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A. 石墨>金刚石>SiO2 B. KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C. Rb>K>Na>Li D. CH4>SiH4>GeH4>SnH4
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子晶体中,原子间距离越小,熔点越高,石墨为混合晶体,石墨的键能和键长比金刚石的小,所以石墨比金刚石的熔点高,故A项正确;
B.离子晶体中正负离子电荷数较高的熔点较高,正负离子电荷数相同时,半径越小,熔点越高,KCl
C.金属晶体中原子半径越小,相互间作用力越强,熔点越高,Rb
D.分子晶体中,相对分子质量越大,相互间作用力越强,熔点越高,CH4
综上所述,本题选A。
【点睛】晶体熔沸点比较规律:原子晶体:主要看原子半径,原子半径越小,共价键越强,熔沸点就越高;离子晶体:组成和结构相似的,主要看离子半径,离子半径越小,离子键越强,熔沸点就越高;分子晶体:组成和结构相似的,相对分子质量越大,熔沸点越高(含有氢键的反常)。
19.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p4;④1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:③>④>②>①
C. 最高正化合价:③>④=②>① D. 电负性:④>③>②>①
【答案】A
【解析】
【详解】四种元素基态原子电子排布式可知,①是Si元素,②是P元素,③是O元素,④是N元素。
A项,同周期自左而右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能Si<P,但N元素原子2p 能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能N>O,同主族自上而下第一电离能降低,所以第一电离能N>P,所以第一电离能Si<P<O<N,即④>③>②>①,故A项正确;
B项,同周期自左而右,原子半径逐渐减小,所以原子半径Si>P,N>O,电子层越多原子半径越大,故原子半径Si>P>N>O,即①>②>④>③,故B项错误;
C项,氧元素没有最高正化合价,元素的最高正化合价等于最外层电子数,Si最外层4个电子,P、N最外层都是5个电子,所以最高正化合价:②=④>①,故C项错误。
D项,同周期自左而右,电负性逐渐增大,所以电负性Si<P, N<O,同一主族,从上到下,电负性减弱,电负性P<N,故电负性Si<P<N<O,即③>④>②>①,故D项错误;
综上所述,本题选A。
20.以 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 18g 冰(图甲)中含 O﹣H 键数目为 4NA
B. 28g 晶体硅(图乙)中含有σ键数目为 4NA
C. 44g 干冰(图丙)中含有 0.25NA个晶胞结构单元
D. 石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料,12 g石墨烯中含σ键数目为 3 NA
【答案】C
【解析】
【分析】
A.1个水分子中含有2个O﹣H 键;
B. 硅晶体中,每个硅原子与其它4个Si形成4个Si-Si 键,根据均摊法计算出1mol硅形成的Si-Si数目;
C.二氧化碳晶体是立方面心结构,1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子;
D.在石墨烯中,每个碳原子周围有两个C-C单键和一个C=C双键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,据此判断。
【详解】A. 1个水分子中含有2个O﹣H键,18g 冰的物质的量为1mol,含有O﹣H 键数目为 2NA,故A错误;
B. 28g 晶体硅中含有1molSi原子,晶体硅中,每个硅原子与其它4个Si形成4个Si-Si键,则每个硅原子形成的共价键为:1/2×4=2,则1mol单质硅含有2molSi-Si键,含有2NA 个Si-Si键,故B错误;
C. 1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子,44g干冰物质的量为1mol,含有晶胞结构单元个数0.25NA个,故C正确;
D. 在石墨烯中,每个碳原子周围有两个C-C单键和一个C=C双键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,12 g石墨烯即1 mol 所含碳碳键数目为1.5 NA,故D错误;
综上所述,本题选C。
第II 卷
二、填空题(6题,共60分)
21.完成下列填空。
(1)第三周期中,第一电离能最小的元素是___________,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)分子中σ键数目:C2H4_____CH4 ;原子轨道能量:3d___________4s(用“>”或“<”完成下列填空)
(3)N≡N的键能为942kJ·mol-1,N—N单键的键能为247kJ·mol-1,通过计算说明N2中的___________键更稳定(填“σ”或“π”)
【答案】 (1). Na (2). Ar (3). > (4). > (5). π
【解析】
【详解】(1)元素的第一电离能是指气态原子失去1个电子形成气态阳离子克服原子核的引力而消耗的能量,原子越易失电子其第一电离能越小,第三周期中Na原子最易失去1个电子,所以Na的第一电离能最小;氩原子不易失电子,第一电离能最大的元素是Ar;综上所述,本题答案是:Na, Ar。
(2)C2H4分子结构中,含有4个碳氢键(有4个σ键)含有1个双键(有1个σ键和1个π键),所以该分子共有5个σ键,CH4分子结构中含有4个碳氢键,有4个σ键,所以σ键数目:C2H4>CH4 ;原子轨道的能量高低顺序是:ns <(n-3)g<(n-2)f< (n-1)d
(3)N≡N中含有2个π键,1个σ键,已知N≡N键能为942kJ·mol-1,N—N单键键能为247kJ·mol-1,则1个π键的键能为(942-247)/2=347.5 kJ·mol-1,则N2中的π键键能大于σ键键能,较稳定;综上所述,本题答案是:π。
22.A、B、C代表3种元素。请填空:
(1)A的原子的3p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,写出该原子价电子的轨道表示式:_______________________________,核外电子运动状态有_______种。
(2)B是原子序数为35的元素,其原子中有___________个电子层,有_________个能级。
(3)C元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,元C素基态原子的电子排布式为_________________,其单质在一定条件下能与浓硫酸反应,试写出该反应方程式:____________。
【答案】 (1). (2). 16 (3). 4 (4). 8 (5). [Ar]3d104s1 (6). Cu + 2 H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】
【详解】(1) A的原子的3p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,为硫元素;该原子价电子的轨道表示式: ;硫原子核电荷数为16,核外电子运动状态有16种;综上所述,本题答案是: , 16。
(2)B是原子序数为35的元素,为溴元素,原子结构示意图为,其原子中有个电子4层,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p5,有8个能级;综上所述,本题答案是:4,8。
(3)C元素的基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1 ,C为Cu;铜在一定条件下能与浓硫酸反应,该反应方程式为Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O;综上所述,本题答案是:[Ar]3d104s1 ;Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O。
23.有下列8种晶体,用序号回答下列问题:
A.水晶 B.白磷 C.冰醋酸 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
(1)含有非极性键的原子晶体是_____,属于原子晶体的化合物是___,不含化学键的分子晶体是______,属于分子晶体的单质是_________。
(2)含有离子键、共价键、配位键的化合物是___________,受热熔化,需克服共价键的是___________。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有_____个硅原子,______个碳原子;金刚石熔点高于金刚砂的原因_____________________________________。
金刚石结构
【答案】 (1). G (2). A (3). D (4). BD (5). E (6). AG (7). 4 (8). 4 (9). 金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅
【解析】
(1)水晶、金刚石都是原子晶体,水晶化学成分为二氧化硅,含有硅氧极性键,属于原子晶体的化合物,金刚石是单质,含有非极性共价键;稀有气体分子不存在化学键;属于分子晶体的单质是白磷和固态氩;正确答案:. G ;A;D ;BD。
(2)离子化合物中一定含有离子键,因此上述物质中只有氯化铵为离子化合物,除了含有离子键外,氮氢之间有共价键和配位键;分子晶体受热熔化破坏分子间作用力,离子晶体破坏离子键,原子晶体受热熔化破坏共价键,金属晶体受热熔化破坏金属键;因此晶体受热熔化,需克服共价键的是水晶和金刚石;正确答案:E ;AG。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有硅原子个数=8×+6×=4,金刚砂中碳原子和硅原子个数之比为1:1,所以该晶胞中碳原子个数是4,硅原子数为4;金刚石熔点高于金刚砂的原因:金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅;正确答案:4;4;金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅。
24.A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下:
元素
相关信息
A
基态原子的价电子排布式为nSnnPn
B
元素原子的核外p电子数比s电子数少1个
C
最外层电子数是电子层数的3倍
D
简单离子是第三周期元素中离子半径最小的
E
价电子层中的未成对电子数为4
请回答下列问题:
(1)写出下列元素符号:A______, B_______,C________,D__________。
(2)写出C元素在周期表的位置_________,E2+价电子的轨道表示式______________,B元素能量最高的电子为____轨道上的电子,其轨道呈______形。
(3)按原子轨道的重叠方式,1molA与C形成的最高价化合物中σ键有______个,π键有______个。(阿伏加德罗常数的值用NA表示)
(4)B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为________(用离子符号表示)。
(5)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式_____________。
【答案】 (1). C (2). N (3). O (4). Al (5). )第2周期第VIA族 (6). (7). 2p (8). 纺锤形(或哑铃形) (9). 2NA (10). 2NA (11). N3->O2->Al3+ (12).
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,由A的基态原子的价电子排布式可以知道,n=2,则A为C元素;C的最外层电子数是电子层数的3倍,则C为O元素;B的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的,可以知道p能级上只有3个电子,结合原子序数可以知道,B为N元素;D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D为Al元素;E的价电子层中的未成对电子数为4,则E为Fe,据以上分析解答。
【详解】A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,由A的基态原子的价电子排布式可以知道,n=2,则A为C元素;C的最外层电子数是电子层数的3倍,则C为O元素;B的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的,可以知道p能级上只有3个电子,结合原子序数可以知道,B为N元素;D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D为Al元素;E的价电子层中的未成对电子数为4,则E为Fe;
(1) 由上述分析可以知道,A为C,B为N,C为O,D为Al;综上所述,本题答案是:C,N , O ,Al。
(2)C为O,核电荷数8,在周期表的位于第2周期第VIA族;铁原子基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d64s2,Fe2+价电子的轨道表示式;B为N, 基态核外电子排布为:1s22s22p3,能量最高的电子为2p轨道上的电子,其轨道呈纺锤形(或哑铃形);综上所述,本题答案是:第2周期第VIA族 ,,2p; 纺锤形(或哑铃形)。
(3)按原子轨道的重叠方式,1molC与O形成的最高价化合物为CO2,结构式为O=C=O,含有σ键有2NA 个,π键有2NA 个;综上所述,本题答案是:2NA ,2NA。
(4)具有相同电子结构的离子中原子序数大的离子半径小,则B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为N3->O2->Al3+;因此,本题正确答案是:N3->O2->Al3+。
(5)C的核外有18个电子的氢化物为过氧化氢,其电子式为 ,因此,本题正确答案是: 。
25.如图是元素周期表的一部分:
(1)元素⑩原子结构示意图为__________。
(2)元素③④的第一电离能大小关系为_______(填化学用语,下同),原因是__________________,④-⑧中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_______。
(3)写出元素⑦的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_________。
(4)元素⑤ 与⑧ 元素相比,非金属性较强的是__________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是__________。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性 B.两元素的电负性
C.单质分子中的键能 D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长 F.两单质在自然界中的存在形式
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:KJ·mol﹣1),回答下面各题:
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2080
4000
6100
9400
R
500
4600
6900
9500
S
740
1500
7700
10500
T
580
1800
2700
11600
U
420
3100
4400
5900
①T元素最可能是________(填“s”、“p”、“d”、“ds”等)区元素;在周期表中,最可能处于同一主族的是_________。(填元素代号);
②下列离子的氧化性最弱的是______________。
A.S2+ B.R2+ C.U+ D.T3+
【答案】 (1). (2). O
【解析】
由元素在周期表中位置,可以知道①为C、②为Be、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl、⑨为Ti、⑩为Fe;
(1)元素⑩为铁,核电荷数为26,原子结构示意图 ;正确答案:。
(2)③为N、④为O,非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能比较大;④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl,由于氟元素没有正价,因此氯元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强,化学式为HClO4;正确答案:O
(3)元素⑦的最高价氧化物为氧化铝,它与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水;反应的离子方程式:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O;正确答案:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。
(4)元素⑤为氟 ,⑧为氯,同一主族从上到下,非金属性减弱,因此非金属性较强的是F ;气态氢化物的挥发性为物理性质,而非金属指的是化学性质,A错误;同一主族,从上到下,电负性减弱,非金属性减弱,可以证明结论,B正确;因为氟原子半径太小,原子核之间的斥力较大,导致氟原子间键能较小,因此不能通过单质分子中的键能大小判断二元素的非金属性的强弱,C错误;氟元素无正价,没有最高价含氧酸,不能证明结论,D错误;氢化物中X—H键的键长,氢化物稳定性越差,非金属性越弱,可以证明结论,E正确;两单质在自然界中均以化合态存在形式,物理性质,不能比较非金属强弱,F错误;只有BE符合题意;正确选项BE。
(5)①Q的电离能较大,且其第一电离能较大,应该为稀有气体元素;R第一电离能远远小于第二电离能,则R元素原子最外层电子数为1,属于第IA族元素; S第二电离能远远小于第三电离能,则S元素原子最外层电子数是2,属于第IIA族元素; T元素第三电离能远远小于第四电离能,则T元素原子最外层电子数是3,属于第IIIA族元素; U元素第一电离能远远小于第二电离能,则U元素原子最外层电子数是1,属于第IA族元素;根据以上分析可知:T的第一、第二、第三电离能较小,最外层电子数为3,则T元素最可能是p区元素;R和U的第一电离能较小,最外层电子数为1,二者位于同一主族;正确答案 :p;R 和U。
②氧化性指的是物质得电子能力,离子的氧化性最弱,其单质的还原性最强,因此据以上电离能数据分析可知:R为钠,U为钾,S为镁,T为铝,这几种元素形成的金属单质中,金属最强的为钾,所以其离子的氧化性最弱,C正确;正确选项C。
26.硒化锌是一种透明黄色半导体,也可作红外光学材料,熔点1520℃。
(1)锌离子的电子排布式是_____________。
(2)根据元素周期律,电负性S______Se,第一电离能Se______As(填“>”或“<”)。
(3)H2O的沸点______________(填“>”或“<”)H2Se的沸点,其原因是:______。
(4)NaCl晶胞如图所示,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。晶胞中Na+的配位数为____,若晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值用NA表示,若晶体密度为_______g·cm﹣3。(列出表达式)。
(5)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示,铜晶体中原子的堆积模型属于_______。若已知铜的原子半径为rcm,表示原子空间占有率的表达式为__________。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (2). < (3). > (4). > (5). H2O分子间存在氢键 (6). 6 (7). 234×1030/NA×a3 (8). 面心立方堆积 (9).
【解析】
【详解】(1)Zn是30号元素,其原子核外有30个电子,其3d、4s电子为其价电子,其价电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;因此,本题正确答案是:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(2)同一主族元素,元素电负性随着原子序数增大而减小,所以电负性S>Se;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能Se。
(3) 含有氢键的氢化物熔沸点较高,H2O含有氢键、H2Se不含氢键,导致H2O的沸点(100℃)高于H2Se的沸点(-42℃);因此,本题正确答案是: > ;H2O分子间存在氢键。
(4)由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl,以中间的黑色球为Na+离子研究,与之最近的氯离子有6个,所以晶胞中Na+的配位数为6;这些氯离子围成的图形是正八面体;晶胞中Na+离子数目=1+12×1/4=4,Cl-离子数目=8×1/8+6×1/2=4,故晶胞质量=g,晶胞体积=[g÷ρ]cm3=cm3,若晶胞参数为apm,体积为a3×10-30cm3,则=a3×10-30,ρ=234×1030/NA×a3 g·cm﹣3;综上所述,本题答案是:6;234×1030/NA×a3。
(5)由铜晶体中铜原子的堆积方式图可以知道,铜晶体中原子的堆积模型属于面心立方密堆积;由铜晶体中原子的堆积方式图可以知道,铜原子配位数为3×1/2×8=12;铜原子半径为rcm,晶胞边长为4r×/2cm,每个铜晶胞中含有4个原子,则铜原子的体积为:4×4/3πr3 cm3,晶胞体积为(2 r)3,故空间利用率:(4×4/3πr3)/(2 r)3= ;综上所述,本题答案是:面心立方堆积; 。
【点睛】本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、杂化轨道、分子结构、电离能、晶胞结构与计算等,推断元素是解题关键,(4)和(5)为易错点,需要学生具有较好的空间想象力与数学计算能力,注意利用均摊法进行晶胞计算。
说明:1、本试卷分第I、II 两卷,考试时间:90分钟 满分:100分
2、Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上;Ⅱ卷的答案用黑色签字笔填写在答题卡上。
相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Si 28 Cl 35.5
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(每题只有一个正确答案,20题,共40分)
1.以下能级符号不正确的是 ( )
A. 3s B. 3f C. 3p D. 3d
【答案】B
【解析】
【详解】S亚层在每一层上都有,p亚层至少在第二层及以上,d亚层至少在第三层及以上,f亚层至少在第四层及以上,B错误;
综上所述,本题选B。
2.下列有关化学用语使用正确的是( )
A. 基态碳原子的价电子轨道表示式为
B. NH4Cl 的电子式:
C. Cr原子的基态简化电子排布式为3d54s1
D. 石英的分子式:SiO2
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态碳原子的核外电子排布1s22s22p2,碳原子的价电子轨道表示式为,故A正确;
B.NH4Cl为离子化合物,电子式为,故B错误;
C.Cr核电荷数为24,其原子的基态简化电子排布式为[Ar]3d54s1,故C错误;
D. 石英SiO2是原子晶体,不存在分子式,应为化学式,故D错误;
综上所述,本题选A。
3.若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,它违背了( )
A. 能量守恒原理 B. 泡利不相容原理 C. 能量最低原理 D. 洪特规则
【答案】D
【解析】
试题分析:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,称为泡利不相容原理;当电子排布在同一个能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道,而且自旋状态相同,称为洪特规则。另外核外电子排布还需要遵循构造原理和能量最低原理,因此15P原子的电子排布式为1s22s22P63s23Px13Py13Pz1,所以把15P原子的电子排布式写成了1s22s22P63s23Px23Py1违背了洪特规则,答案选D。
考点:考查核外电子排布的有关判断
4.下列物质属于分子晶体的是( )
A. 熔点是10.31℃,液态不导电,水溶液能导电
B. 熔点是1070℃,固态不导电,熔融状态能导电,易溶于水
C. 熔点是97.80℃,质软,固态可导电,密度是0.97g·cm﹣3
D. 熔点3550℃,不溶于水,不导电
【答案】A
【解析】
【分析】
离子晶体:阴阳离子通过离子键结合形成的晶体;一般熔点较高,硬度较大、难挥发,固体不导电,但质脆,一般易溶于水,其水溶液或熔融态能导电,据以上分析解答。
【详解】A. 熔点是10.31℃,符合分子晶体熔点较低的特点,液态不导电,存在分子,溶于水后,发生电离,有自由移动的离子,可以导电,正确;
B. 熔点是1070℃,熔点高,不符合分子晶体的特点,易溶于水,熔融状态能导电,应属于离子晶体;错误;
C. 熔点是97.80℃,质软,固态可导电,密度是0.97g·cm﹣3,是金属钠的物理性质,金属钠属于金属晶体,错误;
D. 熔点3550℃,熔点高,不符合分子晶体的特点,不溶于水,不导电,可能为原子晶体,错误;
综上所述,本题选A。
【点睛】分子晶体是分子间通过分子间作用力(范德华力和氢键)构成的晶体,因为范德华力和氢键作用力较小,所以分子晶体的熔沸点比较低,硬度小。
5.下列各组元素都属于p区的是( )
A. 原子序数为1,6,10的元素 B. N,S,P
C. Na,Li,Mg D. Fe,Cr, Cl
【答案】B
【解析】
【详解】A项,原子序数为1、6、10的元素分别是H、C、Ne,其中H属于s区,不属于p区,故A错误;
B项,根据元素周期表的分区,p区包括第三主族到第七主族加上零族的元素,N,S,P都属于p区,故B正确;
C项,Na,Li,Mg 都属于s区,不属于p区,故C错误;
D项,Fe属于d区,Cr属于d区,不属于p区,故D错误;
综上所述,本题选B。
【点睛】元素周期表分为s、p、d、ds与f五个区,各区分别如下:
s区包括第一、二主族的全部元素;p区包括第三主族到第七主族加上零族的元素;
d区包括第三到第七副族的元素(除掉镧系元素和锕系元素)外加第八族的元素;
ds区包括第一、二副族的元素;f区包括镧系元素和锕系元素;
记住以上规律就能快速解决问题。
6.下列各项叙述中,正确的是( )
A. 元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1 过渡到ns2np6
B. 若某基态原子的外围电子排布为4d25s2,它是第五周期IVB族元素
C. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时,原子释放能量,由基态转化成激发态
D. M层全充满而N层为4s1的原子和位于第四周期第ⅠA族的原子是同一种元素
【答案】B
【解析】
【分析】
A.第一周期原子只有一个电子层;
B.最外层为第5层,价电子数为4,判断在周期表中位置;
C. 由基态转化成激发态,吸收能量;
D.M层全充满而N层为4s1的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为铜原子,位于第四周期第IB族的原子;
【详解】A.第一周期最外层电子排布是ns1 过渡到ns2,故A错误;
B. 最外层为第5层,价电子数为4,位于第五周期IVB族元素,故B正确;
C. 基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63p1时,电子能量增大,需要吸收能量,故C错误;
D.M层全充满而N层为4s1的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为铜原子,位于第四周期第IB族的原子,和位于第四周期第ⅠA族的原子不是同一种元素,故D错误;
综上所述,本题选B。
7.下面有关晶体的叙述中,不正确的是 ( )
A. 氯化铯晶体中,每个Cs+周围紧邻8个Cl-
B. 金刚石为空间网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
C. 干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
D. 金属铜属于六方最密堆积结构,金属镁属于面心立方最密堆积结构
【答案】D
【解析】
【分析】
A. 氯化铯晶胞属于体心立方晶胞,每个Cs+周围紧邻8个Cl-;
B.金刚石的晶胞结构如图所示:,根据图可以知道由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,据此判断;
C.采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数,二氧化碳晶体中每个二氧化碳分子周围紧邻12个二氧化碳分子;
D.金属镁是六方最密堆积,金属铜是面心立方最密堆积。
【详解】A. 氯化铯晶胞属于体心立方晶胞,每个Cs+周围紧邻8个Cl-,故A正确;
B. 金刚石的晶胞结构如图所示:,根据图可以知道由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,故B 正确;
C.二氧化碳晶体属于面心立方,采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数为12,所以在CO2晶体中,与每个CO2分子周围紧邻的有12个CO2分子,故C正确;
D. 金属镁为六方最密堆积,堆积方式为:,金属铜是面心立方最密堆积,堆积方式为:,故D错误;
综上所述,本题选D。
8.X、Y、Z三种元素的原子,其最外层电子排布为ns1 , 3s23p1和2s22p4 ,由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A. X2YZ3 B. XYZ2 C. XYZ3 D. X2YZ2
【答案】B
【解析】
【详解】由X、Y、Z的最外层电子排布可知,X、Y、Z分别为Na、Al和O,在化合物中Na为+1价,Al为+3价,O为-2价。根据化合物的化合价代数和为零可知,Na、Al和O可形成NaAlO2(偏铝酸钠),故选B项;
综上所述,本题选B。
9.下列说法不正确的是( )
A. HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B. H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子间存在氢键
C. 甲烷可与水形成氢键
D. 白酒中,乙醇分子和水分子间存在范德华力和氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A. HCl、HBr、HI都是分子晶体,组成结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,因此HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关,故A正确;
B. H2O由于O原子的电负性强,半径小,所以分子之间存在氢键,熔化和汽化都需要克服分子间作用力,氢键的存在使得熔点和沸点升高,所以H2O的熔沸点高于H2S,故B正确;
C. 氢键是电负性较强的元素(通常N、O、F)和H之间的一种分子间作用力,由于甲烷分子中原子的电负性较弱,所以甲烷和水不能形成氢键,故C错误;
D. 乙醇分子和水分子间存在有氢键,也存在范德华力, 故D正确;
综上所述,本题选C。
【点睛】关于氢键,需要掌握以下几点:
①氢键不是化学键,通常把氢键看做是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱,比分子间作用力强;
②分子间形成氢键会使物质的熔沸点升高,这是因为固体熔化或液体气化时必须破坏分子间氢键,消耗更多的能量;
③分子间氢键对物质的水溶性有影响,如氨气极易溶于水,主要是氨分子与水分子形成分子间氢键;
④通常N、O、F这三种元素的氢化物已形成氢键。常见易形成氢键的化合物有H2O、 HF、NH3、CH3OH等;
⑥氢键只影响分子晶体的物理性质。
10.某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A. 表中BCl3和CO2均是分子晶体
B. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C. 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
D. 只要由金属元素和非金属元素形成的晶体就一定是离子晶体
【答案】D
【解析】
【分析】
A.根据表中BCl3和CO2的沸点都较低判断;
B. C和Si同主族,但氧化物的晶体类型不同;
C. Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体;
D.氧化铝为离子晶体, AlCl3为分子晶体;
【详解】A.表中BCl3和CO2的沸点都较低,则是分子晶体,故A正确;
B.C和Si同主族,但氧化物的晶体类型不同, CO2属于分子晶体,SiO2属于原子晶体,故B正确;
C.Na和Al不同主族,但对应的氧化物都为离子晶体,说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体,故C 正确;
D. 由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体,由表中数据可以知道, AlCl3为分子晶体,故D错误;
综上所述,本题选D。
11.下列说法正确的是( )
A. 1s轨道的电子云形状为圆形的面
B. 2s的电子云半径比1s电子云半径大,说明2s能级的电子比1s的多
C. 4f能级中最多可容纳14个电子
D. 电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
【答案】C
【解析】
【详解】A. 1s轨道为球形,所以1s轨道的电子云形状为球形,故A错误;
B.2s的电子云比1s的电子云大,s电子云的大小与能层有关,与电子数无关,ns能级上最多容纳2个电子,故B错误;
C. f能级有7个轨道,每个轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反,所以nf能级中最多可容纳14个电子,故C正确;
D. 电子在原子核外作无规则的运动,不会像地球围绕太阳有规则的旋转,故D错误;
综上所述,本题选C。
12.下列物质的分子中既有σ键,又有π键,并含有非极性键的是( )
①H2O2 ②N2 ③H2O ④HCl ⑤C2H4 ⑥C2H2
A. ②⑤⑥ B. ①②⑤⑥ C. ②③④ D. ②④⑥
【答案】A
【解析】
【分析】
共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键一个是π键,共价三键中一个是σ键两个是键,同种元素之间形成非极性共价键,据此分析。
【详解】①H2O2中存在H-O和O-O键,只有σ键,故错误;
②N2的结构式为N≡N,含有σ键和π键,N与N之间为非极性键,故正确;
③H2O中只存在H-O,即只有σ键,故错误;
④HCl的结构式为H-Cl,所以只存在σ键,故错误;
⑤C2H4的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键,含有σ键和π键,C与C之间为非极性键,故正确;
⑥C2H2的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键,所以含有σ键和π键,C与C之间为非极性键,故正确;
综上所述,②⑤⑥符合题意,本题选A。
【点睛】通过物质的结构式,可以快速有效判断键的种类及数目;判断成键方式时,需要掌握:共价单键全为σ键,双键中有一个σ键和1个π键,三键中有一个σ键和2个π键,且σ键比π键稳定。
13.下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断属于CsCl晶体结构的图象是( )
A. 图(1)和图(3) B. 只有图(3) C. 图(1)和图(4) D. 图(2)和图(3)
【答案】D
【解析】
【详解】由于在CsCl晶体中,每个Cs+周围同时吸引着最近且等距离的8个Cl-,同样每个Cl-周围同时吸引着最近且等距离的8个Cs+,故图(2)和图(3)符合条件;D正确;综上所述,本题选D。
14.四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其原子的最外层电子数之和为19,W和X元素原子内质子数之比为1:2,X2+和Z-的电子数之差为8。下列说法不正确的是( )
A. WZ4分子中W、Z原子通过共价键结合且最外层均达到8电子结构
B. 元素原子半径从大到小的顺序是X、Y、Z
C. W、Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是元素Z
D. W与Y通过离子键形成离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】
根据X2+和Z-离子的电子数之差为8,由元素周期表确定X2+为Be2+或Mg2+;推断Z为F-或Cl-;依据W和X元素原子内质子数之比为1:2,判断W为He或C,结合原子最外层电子数之和为19,所以两种判断中:W:He;X:Be;Z:F时,Y的最外层电子数为8,因为W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所以不符合;若各元素为W:C:X:Mg;Z:Cl;由最外层电子数之和为19,Y的最外层电子数为6,确定Y为S,综上所述:推断出各物质为:W、C;X、Mg;Y、S;Z、Cl;据以上分析解答。
【详解】根据X2+和Z-离子的电子数之差为8,由元素周期表确定X2+为Be2+或Mg2+;推断Z为F-或Cl-;依据W和X元素原子内质子数之比为1:2,判断W为He或C,结合原子最外层电子数之和为19,所以两种判断中:W:He;X:Be;Z:F时,Y的最外层电子数为8,因为W、X、Y、Z的原子序数依次增大,所以不符合;若各元素为W:C:X:Mg;Z:Cl;由最外层电子数之和为19,Y的最外层电子数为6,确定Y为S,综上所述:推断出各物质为:W、C;X、Mg;Y、S;Z、Cl;
A、WZ4分子为CCl4,原子通过共价键结合且最外层均达到8电子结构,故A正确;
B、XYZ是同周期元素的原子,同周期原子半径依次减小,元素原子半径从大到小的顺序是X、Y、Z,故B正确;
C、W、Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物分别是H2CO3、H2SO4、HClO4;其中HClO4酸性最强,所含的元素是Cl,故C正确;
D、W(C)与Y(S)通过共价键形成共价化合物CS2,故D错误;
综上所述,本题选D。
15.下列有关性质的比较中,正确的是( )
A. 硬度:白磷>冰>二氧化硅
B. 金属原子化热:Na>Mg>Al
C. 熔点:
D. 键的极性:N﹣H<O﹣H<F﹣H
【答案】D
【解析】
【详解】A、二氧化硅属于原子晶体,硬度大,白磷、冰都是分子晶体,硬度较小,故A错误;
B、根据金属镁、铝和钠的熔点可知,金属的原子化热最大的为铝,其次为镁,最小的为钠,正确关系为:Al>Mg>Na,故B错误;
C、形成分子内氢键,熔沸点减小,分子间氢键,熔沸点升高,所以熔点:>,故C错误;
D. 非金属性强到弱的是N<O<F,与氢元素形成共价键时,极性由小到大分别是N﹣H<H﹣O<H﹣F,故D正确;
综上所述,本题选D。
【点睛】本题考查较为综合,涉及晶体的类型以及性质的判断,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意相关基础知识的积累,难度不大。注意理解原子化热概念,它是用来衡量金属键强弱的物理量,指将1摩尔金属转变成气态原子所需的最小能量;金属原子化热数值小时,其熔点低,质地软,反之则熔点高,硬度小。
16.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)。
I1
I2
I3
I4
…
R
740
1500
7700
10500
…
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A. R元素的原子最外层共有4个电子 B. R的最高正价为+3价
C. R元素位于元素周期表中第ⅡA族 D. R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【解析】
【详解】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、R元素的原子最外层共有2个电子,故A错误;
B、最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故B错误;
C、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C正确;
D、R元素可能是Mg或Be,R元素基态原子的电子排布式不一定为1s22s2,故D错误;
综上所述,本题选C。
17.如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的钡原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各原子所带电荷均已略去)( )
A. 8;BaTi8O12 B. 8;BaTiO3 C. 3;BaTi2O3 D. 6;BaTiO3
【答案】B
【解析】
【详解】1个晶胞中1个Ti与1个Ba原子紧邻,在整个晶体结构中位于顶点的1个Ti被8个晶胞共用,所以与每个Ti相邻的Ba原子数为8;根据晶胞的结构:该晶胞中含有Ba原子数为1,Ti原子数为8×1/8=1,O原子位于棱上,1个O被4个晶胞共用,因此含有O原子数为12×1/4=3,因此晶体材料的化学式为BaTiO3;B选项正确;
综上所述,本题选B。
【点睛】用均摊法求晶体中粒子个数比的方法是:
(1)处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有1/8属于该晶胞。
(2)处于棱上的粒子,同时为4个晶胞共有,每个粒子有1/4属于该晶胞。
(3)处于面上的粒子,同时为2个晶胞共有,每个粒子共有1/2属于该晶胞。
(4)处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。
18.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A. 石墨>金刚石>SiO2 B. KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C. Rb>K>Na>Li D. CH4>SiH4>GeH4>SnH4
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子晶体中,原子间距离越小,熔点越高,石墨为混合晶体,石墨的键能和键长比金刚石的小,所以石墨比金刚石的熔点高,故A项正确;
B.离子晶体中正负离子电荷数较高的熔点较高,正负离子电荷数相同时,半径越小,熔点越高,KCl
【点睛】晶体熔沸点比较规律:原子晶体:主要看原子半径,原子半径越小,共价键越强,熔沸点就越高;离子晶体:组成和结构相似的,主要看离子半径,离子半径越小,离子键越强,熔沸点就越高;分子晶体:组成和结构相似的,相对分子质量越大,熔沸点越高(含有氢键的反常)。
19.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p4;④1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:④>③>②>① B. 原子半径:③>④>②>①
C. 最高正化合价:③>④=②>① D. 电负性:④>③>②>①
【答案】A
【解析】
【详解】四种元素基态原子电子排布式可知,①是Si元素,②是P元素,③是O元素,④是N元素。
A项,同周期自左而右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能Si<P,但N元素原子2p 能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能N>O,同主族自上而下第一电离能降低,所以第一电离能N>P,所以第一电离能Si<P<O<N,即④>③>②>①,故A项正确;
B项,同周期自左而右,原子半径逐渐减小,所以原子半径Si>P,N>O,电子层越多原子半径越大,故原子半径Si>P>N>O,即①>②>④>③,故B项错误;
C项,氧元素没有最高正化合价,元素的最高正化合价等于最外层电子数,Si最外层4个电子,P、N最外层都是5个电子,所以最高正化合价:②=④>①,故C项错误。
D项,同周期自左而右,电负性逐渐增大,所以电负性Si<P, N<O,同一主族,从上到下,电负性减弱,电负性P<N,故电负性Si<P<N<O,即③>④>②>①,故D项错误;
综上所述,本题选A。
20.以 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 18g 冰(图甲)中含 O﹣H 键数目为 4NA
B. 28g 晶体硅(图乙)中含有σ键数目为 4NA
C. 44g 干冰(图丙)中含有 0.25NA个晶胞结构单元
D. 石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料,12 g石墨烯中含σ键数目为 3 NA
【答案】C
【解析】
【分析】
A.1个水分子中含有2个O﹣H 键;
B. 硅晶体中,每个硅原子与其它4个Si形成4个Si-Si 键,根据均摊法计算出1mol硅形成的Si-Si数目;
C.二氧化碳晶体是立方面心结构,1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子;
D.在石墨烯中,每个碳原子周围有两个C-C单键和一个C=C双键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,据此判断。
【详解】A. 1个水分子中含有2个O﹣H键,18g 冰的物质的量为1mol,含有O﹣H 键数目为 2NA,故A错误;
B. 28g 晶体硅中含有1molSi原子,晶体硅中,每个硅原子与其它4个Si形成4个Si-Si键,则每个硅原子形成的共价键为:1/2×4=2,则1mol单质硅含有2molSi-Si键,含有2NA 个Si-Si键,故B错误;
C. 1个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子,44g干冰物质的量为1mol,含有晶胞结构单元个数0.25NA个,故C正确;
D. 在石墨烯中,每个碳原子周围有两个C-C单键和一个C=C双键,所以每个碳原子实际占化学键为1.5个,12 g石墨烯即1 mol 所含碳碳键数目为1.5 NA,故D错误;
综上所述,本题选C。
第II 卷
二、填空题(6题,共60分)
21.完成下列填空。
(1)第三周期中,第一电离能最小的元素是___________,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)分子中σ键数目:C2H4_____CH4 ;原子轨道能量:3d___________4s(用“>”或“<”完成下列填空)
(3)N≡N的键能为942kJ·mol-1,N—N单键的键能为247kJ·mol-1,通过计算说明N2中的___________键更稳定(填“σ”或“π”)
【答案】 (1). Na (2). Ar (3). > (4). > (5). π
【解析】
【详解】(1)元素的第一电离能是指气态原子失去1个电子形成气态阳离子克服原子核的引力而消耗的能量,原子越易失电子其第一电离能越小,第三周期中Na原子最易失去1个电子,所以Na的第一电离能最小;氩原子不易失电子,第一电离能最大的元素是Ar;综上所述,本题答案是:Na, Ar。
(2)C2H4分子结构中,含有4个碳氢键(有4个σ键)含有1个双键(有1个σ键和1个π键),所以该分子共有5个σ键,CH4分子结构中含有4个碳氢键,有4个σ键,所以σ键数目:C2H4>CH4 ;原子轨道的能量高低顺序是:ns <(n-3)g<(n-2)f< (n-1)d
22.A、B、C代表3种元素。请填空:
(1)A的原子的3p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,写出该原子价电子的轨道表示式:_______________________________,核外电子运动状态有_______种。
(2)B是原子序数为35的元素,其原子中有___________个电子层,有_________个能级。
(3)C元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,元C素基态原子的电子排布式为_________________,其单质在一定条件下能与浓硫酸反应,试写出该反应方程式:____________。
【答案】 (1). (2). 16 (3). 4 (4). 8 (5). [Ar]3d104s1 (6). Cu + 2 H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】
【详解】(1) A的原子的3p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,为硫元素;该原子价电子的轨道表示式: ;硫原子核电荷数为16,核外电子运动状态有16种;综上所述,本题答案是: , 16。
(2)B是原子序数为35的元素,为溴元素,原子结构示意图为,其原子中有个电子4层,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p5,有8个能级;综上所述,本题答案是:4,8。
(3)C元素的基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1 ,C为Cu;铜在一定条件下能与浓硫酸反应,该反应方程式为Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O;综上所述,本题答案是:[Ar]3d104s1 ;Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4+SO2↑+2H2O。
23.有下列8种晶体,用序号回答下列问题:
A.水晶 B.白磷 C.冰醋酸 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
(1)含有非极性键的原子晶体是_____,属于原子晶体的化合物是___,不含化学键的分子晶体是______,属于分子晶体的单质是_________。
(2)含有离子键、共价键、配位键的化合物是___________,受热熔化,需克服共价键的是___________。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有_____个硅原子,______个碳原子;金刚石熔点高于金刚砂的原因_____________________________________。
金刚石结构
【答案】 (1). G (2). A (3). D (4). BD (5). E (6). AG (7). 4 (8). 4 (9). 金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅
【解析】
(1)水晶、金刚石都是原子晶体,水晶化学成分为二氧化硅,含有硅氧极性键,属于原子晶体的化合物,金刚石是单质,含有非极性共价键;稀有气体分子不存在化学键;属于分子晶体的单质是白磷和固态氩;正确答案:. G ;A;D ;BD。
(2)离子化合物中一定含有离子键,因此上述物质中只有氯化铵为离子化合物,除了含有离子键外,氮氢之间有共价键和配位键;分子晶体受热熔化破坏分子间作用力,离子晶体破坏离子键,原子晶体受热熔化破坏共价键,金属晶体受热熔化破坏金属键;因此晶体受热熔化,需克服共价键的是水晶和金刚石;正确答案:E ;AG。
(3)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有硅原子个数=8×+6×=4,金刚砂中碳原子和硅原子个数之比为1:1,所以该晶胞中碳原子个数是4,硅原子数为4;金刚石熔点高于金刚砂的原因:金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅;正确答案:4;4;金刚石和金刚砂均为原子晶体,因为键长Si—C>C—C,所以键能C—C>Si—C,所以熔点金刚石高于碳化硅。
24.A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下:
元素
相关信息
A
基态原子的价电子排布式为nSnnPn
B
元素原子的核外p电子数比s电子数少1个
C
最外层电子数是电子层数的3倍
D
简单离子是第三周期元素中离子半径最小的
E
价电子层中的未成对电子数为4
请回答下列问题:
(1)写出下列元素符号:A______, B_______,C________,D__________。
(2)写出C元素在周期表的位置_________,E2+价电子的轨道表示式______________,B元素能量最高的电子为____轨道上的电子,其轨道呈______形。
(3)按原子轨道的重叠方式,1molA与C形成的最高价化合物中σ键有______个,π键有______个。(阿伏加德罗常数的值用NA表示)
(4)B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为________(用离子符号表示)。
(5)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式_____________。
【答案】 (1). C (2). N (3). O (4). Al (5). )第2周期第VIA族 (6). (7). 2p (8). 纺锤形(或哑铃形) (9). 2NA (10). 2NA (11). N3->O2->Al3+ (12).
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,由A的基态原子的价电子排布式可以知道,n=2,则A为C元素;C的最外层电子数是电子层数的3倍,则C为O元素;B的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的,可以知道p能级上只有3个电子,结合原子序数可以知道,B为N元素;D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D为Al元素;E的价电子层中的未成对电子数为4,则E为Fe,据以上分析解答。
【详解】A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,由A的基态原子的价电子排布式可以知道,n=2,则A为C元素;C的最外层电子数是电子层数的3倍,则C为O元素;B的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的,可以知道p能级上只有3个电子,结合原子序数可以知道,B为N元素;D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D为Al元素;E的价电子层中的未成对电子数为4,则E为Fe;
(1) 由上述分析可以知道,A为C,B为N,C为O,D为Al;综上所述,本题答案是:C,N , O ,Al。
(2)C为O,核电荷数8,在周期表的位于第2周期第VIA族;铁原子基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d64s2,Fe2+价电子的轨道表示式;B为N, 基态核外电子排布为:1s22s22p3,能量最高的电子为2p轨道上的电子,其轨道呈纺锤形(或哑铃形);综上所述,本题答案是:第2周期第VIA族 ,,2p; 纺锤形(或哑铃形)。
(3)按原子轨道的重叠方式,1molC与O形成的最高价化合物为CO2,结构式为O=C=O,含有σ键有2NA 个,π键有2NA 个;综上所述,本题答案是:2NA ,2NA。
(4)具有相同电子结构的离子中原子序数大的离子半径小,则B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为N3->O2->Al3+;因此,本题正确答案是:N3->O2->Al3+。
(5)C的核外有18个电子的氢化物为过氧化氢,其电子式为 ,因此,本题正确答案是: 。
25.如图是元素周期表的一部分:
(1)元素⑩原子结构示意图为__________。
(2)元素③④的第一电离能大小关系为_______(填化学用语,下同),原因是__________________,④-⑧中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_______。
(3)写出元素⑦的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_________。
(4)元素⑤ 与⑧ 元素相比,非金属性较强的是__________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是__________。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性 B.两元素的电负性
C.单质分子中的键能 D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长 F.两单质在自然界中的存在形式
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:KJ·mol﹣1),回答下面各题:
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2080
4000
6100
9400
R
500
4600
6900
9500
S
740
1500
7700
10500
T
580
1800
2700
11600
U
420
3100
4400
5900
①T元素最可能是________(填“s”、“p”、“d”、“ds”等)区元素;在周期表中,最可能处于同一主族的是_________。(填元素代号);
②下列离子的氧化性最弱的是______________。
A.S2+ B.R2+ C.U+ D.T3+
【答案】 (1). (2). O
由元素在周期表中位置,可以知道①为C、②为Be、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl、⑨为Ti、⑩为Fe;
(1)元素⑩为铁,核电荷数为26,原子结构示意图 ;正确答案:。
(2)③为N、④为O,非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能比较大;④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl,由于氟元素没有正价,因此氯元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强,化学式为HClO4;正确答案:O
(4)元素⑤为氟 ,⑧为氯,同一主族从上到下,非金属性减弱,因此非金属性较强的是F ;气态氢化物的挥发性为物理性质,而非金属指的是化学性质,A错误;同一主族,从上到下,电负性减弱,非金属性减弱,可以证明结论,B正确;因为氟原子半径太小,原子核之间的斥力较大,导致氟原子间键能较小,因此不能通过单质分子中的键能大小判断二元素的非金属性的强弱,C错误;氟元素无正价,没有最高价含氧酸,不能证明结论,D错误;氢化物中X—H键的键长,氢化物稳定性越差,非金属性越弱,可以证明结论,E正确;两单质在自然界中均以化合态存在形式,物理性质,不能比较非金属强弱,F错误;只有BE符合题意;正确选项BE。
(5)①Q的电离能较大,且其第一电离能较大,应该为稀有气体元素;R第一电离能远远小于第二电离能,则R元素原子最外层电子数为1,属于第IA族元素; S第二电离能远远小于第三电离能,则S元素原子最外层电子数是2,属于第IIA族元素; T元素第三电离能远远小于第四电离能,则T元素原子最外层电子数是3,属于第IIIA族元素; U元素第一电离能远远小于第二电离能,则U元素原子最外层电子数是1,属于第IA族元素;根据以上分析可知:T的第一、第二、第三电离能较小,最外层电子数为3,则T元素最可能是p区元素;R和U的第一电离能较小,最外层电子数为1,二者位于同一主族;正确答案 :p;R 和U。
②氧化性指的是物质得电子能力,离子的氧化性最弱,其单质的还原性最强,因此据以上电离能数据分析可知:R为钠,U为钾,S为镁,T为铝,这几种元素形成的金属单质中,金属最强的为钾,所以其离子的氧化性最弱,C正确;正确选项C。
26.硒化锌是一种透明黄色半导体,也可作红外光学材料,熔点1520℃。
(1)锌离子的电子排布式是_____________。
(2)根据元素周期律,电负性S______Se,第一电离能Se______As(填“>”或“<”)。
(3)H2O的沸点______________(填“>”或“<”)H2Se的沸点,其原因是:______。
(4)NaCl晶胞如图所示,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。晶胞中Na+的配位数为____,若晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值用NA表示,若晶体密度为_______g·cm﹣3。(列出表达式)。
(5)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示,铜晶体中原子的堆积模型属于_______。若已知铜的原子半径为rcm,表示原子空间占有率的表达式为__________。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (2). < (3). > (4). > (5). H2O分子间存在氢键 (6). 6 (7). 234×1030/NA×a3 (8). 面心立方堆积 (9).
【解析】
【详解】(1)Zn是30号元素,其原子核外有30个电子,其3d、4s电子为其价电子,其价电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;因此,本题正确答案是:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(2)同一主族元素,元素电负性随着原子序数增大而减小,所以电负性S>Se;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能Se
(3) 含有氢键的氢化物熔沸点较高,H2O含有氢键、H2Se不含氢键,导致H2O的沸点(100℃)高于H2Se的沸点(-42℃);因此,本题正确答案是: > ;H2O分子间存在氢键。
(4)由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl,以中间的黑色球为Na+离子研究,与之最近的氯离子有6个,所以晶胞中Na+的配位数为6;这些氯离子围成的图形是正八面体;晶胞中Na+离子数目=1+12×1/4=4,Cl-离子数目=8×1/8+6×1/2=4,故晶胞质量=g,晶胞体积=[g÷ρ]cm3=cm3,若晶胞参数为apm,体积为a3×10-30cm3,则=a3×10-30,ρ=234×1030/NA×a3 g·cm﹣3;综上所述,本题答案是:6;234×1030/NA×a3。
(5)由铜晶体中铜原子的堆积方式图可以知道,铜晶体中原子的堆积模型属于面心立方密堆积;由铜晶体中原子的堆积方式图可以知道,铜原子配位数为3×1/2×8=12;铜原子半径为rcm,晶胞边长为4r×/2cm,每个铜晶胞中含有4个原子,则铜原子的体积为:4×4/3πr3 cm3,晶胞体积为(2 r)3,故空间利用率:(4×4/3πr3)/(2 r)3= ;综上所述,本题答案是:面心立方堆积; 。
【点睛】本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、杂化轨道、分子结构、电离能、晶胞结构与计算等,推断元素是解题关键,(4)和(5)为易错点,需要学生具有较好的空间想象力与数学计算能力,注意利用均摊法进行晶胞计算。
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