物质结构与性质-2022年襄州一中高三化学一轮复习题
展开一、单选题(15题)
1.下列表示正确的是
A.CH3Cl的电子式:B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.四氯化碳的比例模型:D.乙酸甲酯的结构简式:CH3OOCCH3
2.一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X的原子核只有1个质子;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法错误的是
A.原子半径:Y>Z>W
B.非金属性:W>Z>Y
C.E的氧化物对应的水化物是强酸
D.X、Y、Z三种元素可以形成一元酸,也可以形成二元酸
3.a、b、c、d、e是原子序数依次增大的短周期元素,a的最外层电子数是内层电子数的三倍,上述元素中b原子半径最大,a与e形成的多种化合物中一种可用于自来水消毒杀菌,c、d原子序数为奇数。下列说法正确的是
A.元素非金属性:a>e
B.d、e不能形成各原子均达8e—结构的化合物
C.工业上电解c、e形成的化合物制c的单质
D.a、b、e形成的化合物均呈碱性
4.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子核外有7个电子,基态Y原子无未成对电子,Z与X为同族元素,W最高价含氧酸为二元酸,下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强
D.第一电离能:I1(Y)
A.AB.BC.CD.D
6.分属周期表前三周期的四种元素W、X、Y、Z可形成结构如下的物质,该物质中所有原子均满足稳定结构,W的原子序数最大,Y、Z处于同一周期。下列说法错误的是
A.X、Z可形成具有强氧化性的医用消毒剂
B.该物质中,Z元素的化合价均相同
C.由Z和W形成的化合物中可以存在共价键
D.W、Z的离子半径从大到小为:Z>W
7.短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32,它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液,浓度均为的上述四种溶液的与对应元素原子半径的关系如图所示。(Y元素最高价氧化物对应的水化物的值为2)下列说法错误的是
A.X、Y形成的化合物均满足8电子结构
B.R元素与氢元素形成的化合物具有强还原性
C.Z、R组成的化合物中,含有离子键和非极性共价键
D.简单气态氢化物的热稳定性:Y>Z>X
8.现有6种短周期主族元素:X、Y、Z、M、R和Q,其原子序数依次增大。X的最高化合价和最低化合价代数和为零;Y和R位于同一主族;Z是周期表中非金属性最强的元素;M是同周期中简单离子的半径最小的元素;R的单质为淡黄色粉末,可用于杀菌消毒。下列说法不正确的是
A.RY2的水溶液能与Q的单质发生反应
B.XYQ2能与水反应产生两种酸性的气体
C.M、Z能形成以离子键为主的八面体构型的微粒
D.Q单质能从R的简单氢化物中置换出R
9.物质M可用作调味剂、乳化剂、抗氧化增效剂、吸湿剂、调节剂、增香剂、缓冲剂,其结构式如图所示。M的组成元素X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,且Y的一种核素常用于检测文物的年代。下列说法错误的是
A.物质M与稀硫酸反应生成的有机物中含有两种官能团
B.X、Y、Z、Q四种元素原子半径的大小顺序为Y>Q>Z>X
C.Y与Z分别形成的简单氢化物的沸点:Z>Y
D.元素Q在元素周期表中的位置为第三周期ⅠA族,工业上采用电解法冶炼Q
10.为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.常温下,(乳酸)和(醋酸)的混合物中含有的原子数为
B.标准状况下,中含有的分子数目为
C.标准状况下,78g苯中含有键数目
D.常温下,密闭容器中与充分反应,所得产物的分子数为
11.短周期非金属元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的未成对电子数是其所在周期中最多的,基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍。四种元素与元素组成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A.第一电离能:
B.和的模型相同
C.最简单氢化物的沸点:
D.X和W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液都具有强氧化性
12.下列叙述中正确的是
A.CS2为V形的极性分子,微粒间的作用力为范德华力
B.ClO的空间结构为平面三角形
C.氯化硼(BCl3)的B原子价层电子对数为4,含有一对孤电子对,呈三角锥形
D.SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化,SiF4分子呈正四面体形,SO呈三角锥形
13.一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且总和为24。下列有关叙述正确的是
A.该化合物中,W、X、Y之间存在离子键B.Y的氧化物的水化物一定为强酸
C.原子半径:Y>XD.Z的单质既能与水反应,也可与乙醇反应
14.M、X、Y、Z四种短周期主族元素的原子序数依次增大,其中只有X、Y同周期,某盐的电子式如下图所示,该盐可用于检验。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Z>Y
B.Y、Z的简单氢化物均为电解质
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X
D.M、X可形成原子个数比为1∶1、2∶1和3∶1的化合物
15.化合物ZYX4的结构如图所示,其中X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素, X是周期表中原子半径最小的元素。下列叙述中不正确的是
A.是短周期元素中金属性最强的元素
B.的最高价氧化物对应水化物呈弱酸性
C.与能形成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
D.化合物可能有强还原性
二、结构与性质(4大题)
16.新型铜锌锡硫化合物(CuxZnySnzSn)薄膜太阳能电池近年来已经成为可再生能源领域的研究热点。回答下列问题:
(1)Sn的价电子排布式为___________,Zn位于元素周期表的___________区。
(2)Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是___________。其中电负性最大的元素是___________。
(3)SO和SO键角较小的是___________,原因是___________。
(4)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,最终得到蓝色溶液,溶液中1ml[Cu(NH3)4]2+含有___________个σ键。再向溶液中加入乙醇,得到深蓝色晶体,该晶体中不存在___________ (填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
(5)锌黄锡矿(K型)是制备薄膜太阳能电池的重要原料,其晶胞结构如图所示(晶胞参数α=β=y=90°)。该晶体的化学式为___________,密度ρ=___________g·cm-3(用含有NA的代数式表示)。
17.铜及其合金广泛应用于生活生产中。如黄铜合金可作首饰、镀层等。请回答下列问题:
(1)基态铜原子价电子排布式为___________。
(2)在Cu(NO3)2溶液中加入氨水至过量,生成[Cu(NH3)4]2+。
①中N原子的杂化类型是___________;NH3分子的立体构型是___________。
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的基态原子有___________个未成对电子。1 ml该阳离子含有的σ键数目为___________
③NH3能与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+,而NF3不能,其原因是___________,NH3的沸点比NF3___________ ( 选填“高”或“低”),原因是___________。
(3)黄铜合金采取面心立方堆积,其晶胞结构如图所示:
已知:晶胞参数为a nm。
①合金中粒子间作用力类型是___________。
②与Cu原子等距离且最近的Cu原子有___________个。
③黄铜合金晶体密度为___________g·cm-3。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
18.2020年9月,中国向联合国大会宣布“30.60目标”,即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。目前我国正在大力发展新能源车。磷酸铁锂电池主要成分为LiFePO4,可采用二价铁盐或三价铁盐、H3PO4、NH3∙H2O等作为原料制备。
(1)H3PO4中PO空间构型为___________
(2)Fe2+的电子排布式为___________。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是___________。
(3)NH3和PH3结构相似,但NH3易溶于水,PH3难溶于水,原因是___________
(4)LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___________(用n代表P原子数)。
(5)石墨可用作锂离子电池的负极材料,Li+嵌入石墨的两层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LixC6的嵌入化合物。某石墨嵌入化合物的平面结构如图甲所示,则x=___________;若每个六元环都对应一个Li+,则化学式为___________。
(6)某金属锂的硼氢化物是优质固体电解质,并具有高储氢密度。阳离子为Li+,阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的离子团。阴离子在晶胞中的位置如图乙所示,其堆积方式为___________,Li+占据阴离子组成的所有正四面体空隙中心,该化合物的化学式为___________(用最简整数比表示)。假设晶胞边长为a nm,则该晶胞的密度为___________g/cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
19.TiO2-aNb、Cu(In1-xGaxSe2)是常见的光学活性物质。请回答下列问题:
(1)基态Ti原子的电子所占据的最高能层符号为___________,N、O、Cu的电负性由大到小的顺序是___________。
(2)利用TiO2纳米管的光电实验可制备TNT(2,4,6—三硝基甲苯),其结构如图,N原子的杂化类型为___________。TNT常温下是固体,而甲苯是液体,原因是___________。
(3)GaCl3·xNH3(x=3,4,5,6)是一系列化合物,向含1mlGaCl3·xNH3的溶液中加入足量AgNO3溶液,有难溶于硝酸的白色沉淀生成;过滤后,充分加热滤液,有4ml氨气逸出,且又有上述沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1:2。
①NH3的VSEPR模型为___________。
②GaCl3·xNH3含有的化学键类型有___________(填序号)。
A.极性共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
③能准确表示GaCl3·xNH3结构的化学式为___________。
(4)TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2-aNb,表示如图。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示,其晶体的密度为___________g/cm3。
②图乙TiO2-aNb晶体中a=___________。
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
工业上用SiO2与焦炭在高温条件制备粗硅
生成可燃性气体,得到固体粗硅
非金属性:C>Si
B
常温下,用pH计分别测定等体积1ml·L−1 CH3COONH4溶液和0.1ml·L−1 CH3COONH4溶液的pH
测得pH都等于7
同温下,不同浓度的CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
C
向两支试管中各加入4mL 0.01ml·L−1 KMnO4溶液和4mL 0.1ml·L−1 KMnO4溶液,再分别通入足量SO2,分别记录溶液褪色所需的时间
0.1ml·L−1 KMnO4溶液褪色所需时间更短
其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
D
往烧杯中加入约20g研细的Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体,并将烧杯放在滴有水的玻璃片上,用玻璃棒迅速搅拌
有刺激性气味气体生成,烧杯底部结冰,与玻璃片粘在一起
吸热反应不一定需要加热才能进行
参考答案
1.D
【详解】
A.一氯甲烷是共价化合物,电子式为,故A错误;
B.镁原子最外层电子为3s电子,电子云图,故B错误;
C.四氯化碳中氯原子的原子半径大于碳原子,四氯化碳的比例模型为,故C错误;
D.乙酸甲酯的分子式为C2H4O2,结构简式为CH3OOCCH3,故D正确;
故选D。
2.C
【分析】
X原子核只有1个质子,推出X为H,元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均在H原子的下一周期,即Y、Z、W元素位于第二周期,根据该分子结构,W只形成一个共价键,因此W为F,Z形成2个共价键,即Z为O,Y形成4个共价键,推出Y为C,元素E的原子比W原子多8个电子,说明E和W位于同一主族,即E为Cl,据此分析;
【详解】
A.同周期从左向右原子半径依次减小,元素Y、Z、W的原子序数依次增大,且属于第二周期,因此原子半径大小顺序是Y>Z>W,故A说法正确;
B.同周期从左向右非金属性依次增强(稀有气体除外),因此这三种元素的非金属性强弱顺序是W>Z>Y,故B说法正确;
C.Cl的氧化物对应的水化物可以是HClO、HClO4,HClO为弱酸,HClO4为强酸,故C说法错误;
D.H、C、O组成的酸可以是H2CO3,属于二元弱酸,也可以组成CH3COOH或HCOOH,属于一元弱酸,故D说法正确;
答案为C。
3.A
【分析】
a、b、c、d、e是原子序数依次增大的短周期元素,a的最外层电子数是内层电子数的三倍,则a为O元素;上述元素中b原子半径最大,则b为Na元素;a与e形成的多种化合物中一种可用于自来水消毒杀菌,则e为Cl元素;c、d原子序数为奇数,则c为Al元素、d为P元素。
【详解】
A.氧元素得到电子的能力强于氯元素,非金属性强于氯元素,故A正确;
B.三氯化磷中氯原子和磷原子均达8e—稳定结构,故B错误;
C.氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,工业上不能用电解氯化铝的方法制备金属铝,应选择电解熔融氧化铝的方法制备铝,故C错误;
D.氯酸钠和高氯酸钠都是强酸强碱盐,在溶液中不水解,溶液呈中性,故D错误;
故选A。
4.D
【分析】
X原子核外有7个电子,则其原子序数为7,所以X为N; Z与X为同族元素,则Z为P;基态Y原子无未成对电子,且原子序数介于N和P之间,则Y为Mg;W的原子序数比P大,最高价含氧酸为二元酸,则W为S,据此分析解答。
【详解】
A.同一周期,从左到右原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)> r(X),故A错误;
B.Mg2+核外有两个电子层,而S2-核外有三个电子层,二者结构不同,故B错误;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:N>P,酸性:HNO3>H3PO4,故C错误;
D.同一周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但是在VA族元素的价电子处于半充满状态,较难失电子,则其第一电离能比同周期VIA族元素的第一电离能大,则第一电离能:I1(Y)
5.D
【详解】
A.制粗硅反应中焦炭作还原剂,硅是还原产物,不能得出非金属性:C>Si,A错误;
B.不同浓度的CH3COONH4溶液pH都等于7,说明溶液中相同浓度的CH3COO−与的水解程度相等,但是浓度不同,CH3COO−和NH的水解程度不同,对水的电离促进程度不同, B错误;
C.0.1 ml·L−1 KMnO4溶液虽然浓度更大,反应速率更快,但量也更多,因此褪色所需的时间更长,C错误;
D.八水合氢氧化钡与氯化铵的反应是一个典型的无需加热就能够自发进行的吸热反应,D正确;
答案选D。
6.B
【分析】
周期表前三周期的四种元素W、X、Y、Z可形成结构如下的物质,该物质中所有原子均满足稳定结构,根据图示可知,W为+1价阳离子,且W的原子序数最大,则W为Na元素,说明X、Y、Z位于前2周期﹔Y、Z处于同一周期,则Y、Z位于第二周期,阴离子带2个负电荷,Y为B元素﹔Z能够形成2个共价键,则Z为O元素﹔X形成1个共价键,为H元素,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知,W为Na,X为H,Y为B,Z为O元素。
A.X为H,Z为O元素,H、O形成的H2O2具有强氧化性,可作消毒剂,A正确;
B.在该结构中O元素形成O—H、O—B、O—O键,化合价有-1、-2两种价态,因此其化合价数值不相同,B错误;
C.Z、W形成的化合物Na2O2是含有共价键的离子化合物,C正确;
D.W为Na,Z为O,二者形成的简单离子Na+、O2-的核外电子排布相同,离子的核电荷数越大,离子半径就越小,所以离子半径大小关系为:O2->Na+,即离子半径:Z>W,D正确;
故合理选项是B。
7.A
【分析】
短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32,L层电子数最多不超过8个,推断这四种元素均在第三周期;结合图示它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液的与对应元素原子半径的关系,的R溶液是12,判断R是Na元素,对应溶液是NaOH溶液;的Y对应溶液是2,Y的半径最小,判断Y是Cl元素,对应溶液是HClO4溶液;相同物质的量浓度的Z对应溶液的酸性比HClO4溶液强,Z的半径比Cl大,判断Z是S元素,对应溶液是H2SO4溶液;X的半径比S大,的X对应溶液pH值大于2,说明其是弱酸,判断X是P元素,对应溶液是H3PO4溶液。
【详解】
A.据分析,X、Y形成的化合物PCl3满足8电子结构,PCl5的P则不是8电子结构,A错误;
B.据分析,R元素与氢元素形成的化合物NaH具有强还原性,B正确;
C.据分析,Z、R组成的化合物,即中,Na+与存在离子键,中S原子间存在非极性共价键,C正确;
D.据分析,X、Y、Z简单气态氢化物分别是PH3、HCl、H2S,原子半径:,键能:,故气态氢化物热稳定性:HCl > H2S > PH3,D正确;
故选A。
8.C
【分析】
6种短周期主族元素:X、Y、Z、M、R和Q,其原子序数依次增大。X的最高化合价和最低化合价代数和为零,则X是C元素;Y和R位于同一主族,R的单质为淡黄色粉末,可用于杀菌消毒,则R是S元素,Y是O元素;Z是周期表中非金属性最强的元素,则Z是F元素;M是同周期中简单离子的半径最小的元素,M是Al元素,因此Q是Cl元素,然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知X是C,Y是O,Z是F,M是Al,R是S,Q是Cl元素。
A.RY2是SO2,Q的单质是Cl2,SO2具有还原性,Cl2具有氧化性,二者在溶液中会发生反应:SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl,A正确;
B.XYQ2是COCl2,该物质溶于水,会发生反应:COCl2+H2O=2HCl+CO2,反应产生的HCl、CO2的水溶液都显酸性,因此二者是酸性气体,B正确;
C.Z是F,M是Al,二者形成的离子是以共价键为主的八面体构型,C错误;
D.Q单质是Cl2,R的简单氢化物是H2S,二者接触就发生反应:Cl2+H2S=S+2HCl,因此Cl2能从H2S中置换出S,D正确;
固合理选项是C。
9.B
【分析】
Y的一种核素常用于检测文物的年代,则Y为C;由M的结构式可知,X的价电子为1或7,根据原子序数X比Y小可确定,X为H;Z的价电子为6,则Z可能为O或S;Q在M中为带一个单位正电荷的阳离子,则Q为Li或Na,根据原子序数X、Y、Z、Q依次增大可确定Z为O,Q为Na。则M为CH3CHOHCOONa。
【详解】
A.CH3CHOHCOONa和稀硫酸发生复分解反应生成CH3CHOHCOOH,该物质中含有羟基和羧基两种含氧官能团,故A正确;
B.一般地说,电子层数越多,原子半径越大,当电子层数相同时,质子数越多,半径越小。所以X、Y、Z、Q四种元素原子半径的大小顺序为Q > Y >Z>X,故B错误;
C.Y与Z分别形成的简单氢化物分别为CH4和H2O,H2O分子间有氢键,沸点高,所以沸点:Z>Y,故C正确;
D.元素Q(Na)的核电荷数为11,在元素周期表中的位置为第三周期ⅠA族,工业上采用电解熔融NaCl的方法冶炼Q,故D正确;
故选B。
10.D
【详解】
A.(乳酸)和(醋酸)最简式相同,都是,n(CH2O)==1.5ml,n(原子)=1.5ml×4=6ml,因此(乳酸)和(醋酸)混合物含有的原子数为,A项正确;
B.在标准状况下是气体,5.6 L 气体在标准状况下对应的物质的量为,所以的分子数目为,B项正确;
C.苯分子中相连C之间含1个键,C-H键也是键,78g苯物质的量为,含有碳碳键和键,因此含有键数目,C项正确;
D.与反应,生成,但常温条件下,存在平衡,所以产物的分子数小于,D项错误;
选D。
11.C
【分析】
短周期非金属元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W能形成6个共价键,所以W最外层有6个电子,基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍,W是S元素;Z能形成1个共价键,Z是F元素;Y形成2个共价键,Y是O元素;基态X原子的未成对电子数是其所在周期中最多的,X是N元素。
【详解】
A.N原子2p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于O,第一电离能:,故A正确;
B.和中S原子价电子对数都是3,所以模型都是平面三角形,故B正确;
C.最简单氢化物的沸点:,故C错误;
D.浓硝酸和浓硫酸都是强氧化性酸,故D正确;
选C。
12.D
【详解】
A.CS2中心原子C原子价层电子对数是2,是sp杂化,分子为直线形非极性分子,微粒间的作用力为范德华力,A错误;
B.ClO中心原子Cl原子价层电子对数是4,是sp3杂化,配位原子数3,其空间结构为三角锥型,B错误;
C.氯化硼(BCl3)的B原子价层电子对数为3,没有孤电子对,是sp2杂化,分子呈平面三角形,C错误;
D.SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化,SiF4分子有四个配位原子,呈正四面体形,SO有三个配位原子,呈三角锥形,D正确;
故选D。
13.D
【分析】
由以上结构和W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且总和为24,可以推知:X为B、Y为N、W为H、Z为Na。
【详解】
A.由题中结构可知,该化合物中,W、Ⅹ、Y之间存在共价键,A错误;
B.Y为N元素,N的氧化物对应水化物中为弱酸,B错误;
C.X为硼,原子半径应为,C错误;
D.Z为钠,单质既能与水反应,也可与乙醇反应,D正确。
故选D。
14.B
【分析】
由题干信息可知,某盐的电子式如下图所示,该盐可用于检验,故为SCN-,又只有X、Y同周期,故X为C,Y为N,Z为S,结合阳离子的电子式可知,M为H,综上分析可知,M、X、Y、Z分别为H、C、N、S,据此分析解题。
【详解】
A.由分析可知,的电子层数更多,所以简单离子半径:,A正确;
B.由分析可知,Y的简单氢化物为,虽然水溶液能够导电但由于不是其本身发生电离,属于非电解质,B错误;
C.由分析可知,Z为S,X为C,非金属性:S>C,最高价含氧酸的酸性强弱为,C正确;
D.由分析可知,M为H,X为C,H与C可形成多种烃,有、、等,D正确;
故答案为:B。
15.C
【分析】
由题干信息可知,X是周期表中原子半径最小的元素,故X为H, 结合化合物化合物ZYX4的结构示意图可知Y周围形成了4个共价键,且形成带一个单位负电荷的离子,故Y为B,Z形成了+1价的阳离子,结合X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,故Z为Na,据此分析解题。
【详解】
A.由分析可知,Z为Na,故是短周期元素中金属性最强的元素,A正确;
B.由分析可知,Y为B,故的最高价氧化物对应水化物即H3BO3呈弱酸性,B正确;
C.由分析可知,Y为B、X为H,与不能形成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C错误;
D.由分析可知,化合物即NaBH4,由于分子式的H元素为-1价,故可能有强还原性,D正确;
故答案为:C。
16.
(1) 5s25p2 ds
(2) P>S>Si S
(3) SO SO、SO的硫原子都是sp3杂化,但SO有孤电子对,排斥作用较大,使其键角小于SO
(4) 16NA(或16×6.02×1023) D
(5) Cu2ZnSnS4 ×1030
【解析】
(1)
Sn位于第四周期ⅣA族,价电子数等于最外层电子数,即Sn的价电子排布式为5s25p2;Zn位于元素周期表第四周期ⅡB族,属于ds区;故答案为5s25p2;ds;
(2)
三种元素属于同周期,同周期从左向右第一电离能增大趋势,但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,Si、P、S第一电离能由大到小的顺序是P>S>Si;同周期从左向右电负性增大(稀有气体除外),因此电负性最大的是S;故答案为P>S>Si;S;
(3)
SO中中心原子S价层电子对数为=4,SO中中心原子S的价层电子对数为=4,前者含有1个孤电子对,后者不含有孤电子对,根据孤电子对之间的斥力>孤电子对数-成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力,因此SO键角小于SO;故答案为SO;SO、SO的硫原子都是sp3杂化,但SO有孤电子对,排斥作用较大,使其键角小于SO;
(4)
Cu2+与NH3之间形成配位键,1个Cu2+与4个NH3形成4个配位键,即形成4个σ键,NH3中N与3个H形成3个σ键,因此1ml[Cu(NH3)4]2+含有(4+4×3)NA个σ键,即16NA或16×6.02×1023个σ键;深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,[Cu(NH3)4]2+与SO之间形成离子键,Cu2+与NH3之间形成配位键,N和H之间形成共价键,[Cu(NH3)4]SO4·H2O也含有氢键,但不含有金属键;故答案为16NA或16×6.02×1023;D;
(5)
根据晶胞图可知,Cu位于顶点、面心和体心,个数为=4,Zn位于棱上和面心,个数为=2,Sn位于面上,个数为=2,S位于晶胞内部,个数为8,即化学式为Cu2ZnSnS4;晶胞的质量为g,晶胞的体积为(a×a×2a×10-30)cm3,根据密度的定义,该晶胞的密度为=×1030g/cm3;故答案为Cu2ZnSnS4;×1030。
17.
(1)3d104s1
(2) sp2杂化 三角锥形 3 16NA N、F、H三种元素的电负性为:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键 高 NH3的分子之间存在氢键
(3) 金属键 8
【解析】
(1)
Cu是29号元素,根据构造原理,可知基态铜原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,则其价电子排布式为3d104s1;
(2)
①中N原子的价层电子对数为3+=3,且N原子上无孤对电子对,所以N原子杂化类型是sp2杂化;
NH3分子中N原子的价层电子对数为3+=4,且N原子上有1对孤对电子对,所以N原子杂化类型是sp3杂化,NH3的立体构型是三角锥形;
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的原子是N原子,基态N原子上有3个未成对电子;在[Cu(NH3)4]2+中4个配位体NH3与中心Cu2+形成4个配位键;在每个NH3中形成了3个N-H极性键,配位键及N-H极性共价键都是σ键,则在1个[Cu(NH3)4]2+中含有σ键数是4+3×4=16个,在1 ml [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数目为16NA;
③N、F、H三种元素的电负性为:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,而偏离N原子,使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键,所以NF3不能与Cu2+形成配位键;
NH3、NF3在固态时都是分子晶体,分子之间以分子间作用力结合,但由于NH3分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致NH3熔沸点比NF3高;
(3)
①合金中粒子间作用力类型是金属键;
②根据图示可知:与Cu原子等距离且最近的Cu原子有8个;
③在该晶胞中含有Cu原子数目为6×=3;含有的Zn原子数目为8×=1,则该晶胞的密度ρ=。
18.
(1)正四面体形
(2) [Ar]3d6(或1s22s22p63s23p63d6) Fe3+的电子排布是[Ar]3d5,最外层电子为半充满的稳定状态,比电子排布为[Ar]3d6的Fe2+更稳定
(3)NH3与H2O可以形成氢键,使其在水中的溶解度大于PH3
(4)(PnO3n+1)(n+2)-
(5) 1 LiC2
(6) 面心立方最密堆积 LiC6H6
【解析】
(1)
H3PO4中PO的P原子价电子对数为4+=4,P原子上无孤电子对,所以PO的空间构型为正四面体形;
(2)
Fe是26号元素,根据构造原理,可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去最外层的2个4s电子变为Fe2+,故Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6);Fe2+再失去1个3d电子形成Fe3+,Fe3+的电子排布是[Ar]3d5,用于Fe3+处于d轨道的半充满的稳定状态,比电子排布为[Ar]3d6的Fe2+更稳定;
(3)
NH3、PH3分子结构相似,都是极性分子,H2O分子也是极性分子,由于N元素非金属性强,原子半径又小,所以NH3与H2O易形成氢键,导致NH3在水中更容易溶解,因此NH3极易溶于水,而PH3难溶于水;
(4)
由图可知:2个P原子之间共有1个O原子,则酸根有n个P原子时,与n个PO4相比少了(n-1)个O原子,即O原子数目为4n-(n-1)=3n+1,形成1条P-O键的O原子额外获得1个电子,即离子电荷数等于结构中形成1条P-O键的O原子数目,故离子带(n+2)单位负电荷,故这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-;
(5)
Li+嵌入石墨的两层间,每个Li+给每一层提供,每层上下均有Li+,故图中Li+相当于每一层单独占有,每个Li+周围单独占有6个C原子,Li与C原子之比为1:6,所以LixC 中x=1;若每个六元环都对应一个Li+,六元环上碳原子为3个环共用,则每个碳原子环上含有的C原子数目为6×=2,则Li与C原子数目之比1:2,所以化学式为LiC2;
(6)
)由图可知:阴离子处于晶胞的顶点与面心,属于面心立方最密堆积;
顶点阴离子与面心阴离子形成正四面休结构,晶胞中有8个正四面体,故晶胞中有8个Li+,均摊法计算晶胞中离子团数目为:8×+6×=4,所以Li、B、H原子数目之比为8∶(12×4)∶(12×4)=1:6:6,所以化学式为LiC6H6;
该晶胞中含有8个Li+,4个,晶胞边长为a nm,则该晶胞的密度ρ=。
19.
(1) N O>N>Cu
(2) sp2 TNT比甲苯相对分子质量大,范德华力更大
(3) 四面体形 ABC [Ga(NH3)4Cl2]Cl
(4) (或)
【解析】
(1)
基态Ti原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,占据的最高能级符号为N,非金属性O>N>Cu,因此电负性O>N>Cu。
(2)
该分子中,N原子的价层电子对数为,因此N原子的杂化方式为sp2,TNT和甲苯均是分子晶体,TNT比甲苯相对分子质量大,范德华力更大,熔点更高,所以TNT在常温下是固体,而甲苯是液体。
(3)
①NH3的中心原子的价层电子对数位,因此其VSEPR模型为四面体形;
②GaCl3·xNH3中Ga3+和Cl-形成离子键NH3分子中N和H形成极性共价键,Ga和N之间有配位键,故答案选ABC;
③加入足量AgNO3溶液,有沉淀生成,说明有氯离子;过滤后,充分加热滤液,使配位键断裂,产生NH3和Cl-,有氨气逸出,Cl-与Ag+生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1:2,则有配位键的Cl-与没有配位键的Cl-的个数比为2:1,Ga3+配位数为6,则该溶液中溶质的化学式为[Ga(NH3)4Cl2]Cl。
(4)
①根据TiO2晶胞结构,Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内,1个晶胞中含有Ti的个数为,O原子8个在棱上、8个在面上、2个在体内,1个晶胞中含有O的个数为,则1ml晶胞的质量为48×4+16×8=320g,1ml晶胞的体积为cm3,所以密度g/cm3;
②由晶胞结构示意图可知,TiO2-aNb晶胞中N原子数为,O原子数为,Ti原子数为4,故,,解之得,。
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