第十一章 物质结构与性质章节检测(实战演练)-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案(全国通用)
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一、选择题(每小题只有一个正确选项,共14×3=42分)
1.( 2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
B. 0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NA
C. 1mol[Cu(H2O)4]2+中配位键个数为4NA
D. 标准状况下,11.2LCO和H2的混合气体中分子数为0.5NA
【答案】A
【解析】
A项:中C和O均为杂化,23g乙醇为0.5mol,杂化的原子数为,选项A错误;
B项:中氙的孤电子对数为,价层电子对数为,则中氙的价层电子对数为,选项B正确;
C项:1个中含有4个配位键,1mol含配位键的个数为,选项C正确;
D项:标准状况下。11.2LCO和的混合气体为0.5mol,分子数为,选项D正确。
答案选A。
2.(2022届江苏省如皋市高三上学期调研)X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的四种元素,X、Y、Z的原子半径和最外层电子数如右图所示。W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满。下列说法正确的是( )。
A.第一电离能:X<Y
B.W的基态原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s1
C.Z元素没有正化合价
D.X的简单氢化物分子间能形成氢键
【答案】D
【解析】根据原子的最外层电子数和原子半径的相对大小,可以判断X、Y、Z分别为N、O、Cl,W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满,说明其电子层排布为2,8,18,1,则W为29号元素Cu。
A项:由于N的核外电子排布为半满的稳定结构,第一电离能比O的大,即X>Y,A选项错误;
B项:Cu的基态原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63p104s1,B选项错误;
C项:Cl元素有+1、+3、+5、+7等多种正价,C选项错误;
D项:X的简单氢化物为NH3,其分子间能形成氢键,D选项正确。
3.(2022届山东高考适应性训练)A、B、C、D四种短周期主族元素,原子序数依次增大。其中A原子和C原子最外层电子数相同,A与B、C与D基态原子的能层数相同。A的最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物可以形成盐。A和B质子数之和等于D的质子数。下列比较中正确的是( )。
A.元素电负性:B>A>C>D
B.原子半径:B>A>C>D
C.第一电离能:B>A>C>D
D.A和D的最高价氧化物对应的水化物不都是强酸
【答案】C
【解析】A原子和C原子最外层电子数相同,A和C同主族;A与B、C与D基态原子的能层数相同,则A和B同周期,C和D同周期;A的最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物可以形成盐,A为N元素,其质子数为7,C为P元素;A和B质子数之和等于D的质子数,D的质子数比B的质子数大7,若B为O元素,则D为P元素,不符合题意,则B为F元素,D为S元素。根据分析,A、B、C、D分别为N、F、P、S元素。
A项:元素的非金属性越强,电负性越强,非金属性F>N>S>P,则电负性B(F)>A(N)>D(S)>C(P),A错误;
B项:同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,则原子半径:N>F,P>S;一般来说,电子层数越多,半径越大,则原子半径:S>N,综合原子半径:C(P)>D(S)>A(N)>B(F),B错误;
C项:同同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元素第一电离能大于其相邻元素;同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小,则第一电离能:B(F)>A(N)>C(P)>D(S),C正确;
D项:A和D的最高价氧化物的水化物分别为HNO3、H2SO4,均为强酸,D错误。
4. ( 2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试)甲烷单加氧酶(s—mmo)含有双核铁活性中心,是O2氧化CH4生成CH3OH的催化剂,反应过程如图所示。下列叙述错误的是
A. 基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2
B. 步骤③有非极性键的断裂和极性键的形成
C. 每一步骤都存在铁和氧元素之间的电子转移
D. 图中的总过程可表示为:CH4+O2+2H++2e-CH3OH+H2O
【答案】C
【解析】
A项:基态Fe原子核外有26个电子,其核外电子排布式为,A项正确;
B项:步骤③中断裂非极性键,形成(Ⅳ)极性键,B项正确;
C项:步骤④中电子转移发生在Fe和C元素之间,C项错误;
D项:根据图示,总过程的反应为:,D项正确;
故选C。
5.(2022年湖南省株洲市高三模拟)科学家合成出了一种用于分离镧系金属的化合物A(如图所示),短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,其中Z位于第三周期。Z与Y2可以形成分子ZY6,该分子常用作高压电气设备的绝缘介质。下列关于X、Y、Z的叙述,正确的是( )。
A.离子半径:Y>Z
B.氢化物的稳定性:X>Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>Z
D.化合物A中,中心原子X、Z均为sp3杂化
【答案】D
【解析】短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,观察负离子结构为,Y成一个共价键,为-1价,不是第三周期元素,且原子序数大于X,应为F元素又因为Z与Y2可以形成分子ZY6,且Z位于第三周期,所以Z为S元素;X得到一个电子成4个共价键,说明其最外层为3个电子,为B元素,据此分析解答。
A项:电子层数F−<S2−,离子半径F−<S2−,所以Z>Y,A错误;
B项:项:非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性:F>B,则有BH3<HF,所以X<Y,B错误;
C项:非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:S>B,则酸性H3BO3(弱酸)<H2SO4(强酸),所以X<Z,C错误;
D项:根据上述分析可知,化合物A中,中心原子X、Z均为sp3杂化,D正确。
6. (2021年山东省高考试题)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是
A. CH3OH为极性分子 B. N2H4空间结构为平面形
C. N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D. CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
【答案】B
【解析】
A项:甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A正确;
B项:N2H4中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;
C项:N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼((CH3)2NNH2)只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,沸点较N2H4的低,C正确;
D项:CH3OH为四面体结构,-OH结构类似于水的结构,(CH3)2NNH2的结构简式为,两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确;
故选B。
7.(2021届辽宁省丹东市高三一模)LDFCB是电池的一种电解质,该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图),Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20,下列说法正确的是( )。
A.四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
B.原子半径:Z>Y>X>W
C.X的杂化方式是sp3
D.电负性:Z>Y>X>W
【答案】D
【解析】根据图示可知,X形成四个共价键,Y形成两个共价键,结合“Y的最外层电子数等于X的核外电子总数”,则可以X是碳,Y是氧;Z形成一个共价键,结合“同周期元素原子W、X、Y、Z”,则Z是氟;因为“四种原子最外层电子数之和为20”,则W的最外层电子数为20―4―6―7=3,则W是硼。
A项:四种元素形成的简单氢化物中H2O的沸点最高,即Y元素的简单氢化物中沸点最高,A选项错误;
B项:同周期元素,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径B(W)>C(X)>O(Y)>F(Z),B选项错误;
C项:LDFCB中的碳全部是双键碳,为sp2杂化,C选项错误;
D项:非金属性越强,元素原子的电负性越大,则电负性F(Z)>O(Y)>C(X)>B(W),D选项正确。
8.(2022届湖北省七市(州)教科研协作体高三联考)元素X的基态原子的2p能级有4个电子;元素Y的M层电子运动状态与X的价电子运动状态相同;元素Z位于第四周期,其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子。下列推断正确的是( )。
A.Y是S元素,基态原子最外层电子排布图为
B.离子晶体ZX、ZY的熔点:ZX>ZY
C.在Y的氢化物H2Y分子中,Y原子轨道的杂化类型是sp2
D.Y与X可形成YX32-,立体构型为四面体
【答案】B
【解析】元素Z位于第四周期,其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子,Z是Zn元素;元素X的基态原子的2p能级有4个电子,X是O元素;元素Y的M层电子运动状态与X的价电子运动状态相同,Y是S元素。
A项:S元素基态原子最外层电子排布图为,A错误;
B项:离子晶体中离子的半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,晶体的熔沸点越高,可知熔点ZnO>ZnS,B正确
C项:H2S分子中,S原子杂化轨道数是4,S原子轨道的杂化类型是sp3,C错误;
D项:SO32-中S原子的价层电子对数是4,含有一对孤对电子,所以立体构型为三角锥形,D错误。
9.(2022届天津市河西区高三模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的不同主族的短周期元素。X的最高正价与最低负价代数和为0,Y为金属元素,Y与Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相等,X与W所在族序数之和等于10。下列说法正确的是( )。
A.简单氢化物的热稳定性:Z>W>X
B.Z、W的简单气态氢化物中心原子的杂化方式不相同
C.XW2分子的空间构型为直线形
D.Z的最高价含氧酸的钠盐溶液中有三种含Z元素的微粒
【答案】C
【解析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们分别位于不同的主族,X的最高正价与最低负价代数和为0,X与W所在族序数之和等于10,则X处于ⅣA族,W处于ⅥA族,结合原子序数可知,X为C元素、W为S元素,Y与Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相等,即二者最外层电子数之和为6,又由于分别位于不同的主族,只能为ⅠA、ⅤA族元素,结合原子序数,则Y为Na元素、Z为P元素。X为C元素、W为S元素,Z为P元素;
A项:非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性W>Z,简单气态氢化物的热稳定性:W>Z,故A错误;
B项:W为S元素,Z为P元素,Z、W的简单气态氢化物分别为PH3和H2S,PH3中心原子P的价电子对数=3+=4,P原子的杂化方式为sp3杂化,H2S中心原子S的价电子对数=2+=4,S原子的杂化方式为sp3杂化,二者中心原子的杂化方式相同,故B错误;
C项:X为C元素、W为S元素,XW2为CS2,CS2与CO2互为等电子体,互为等电子体的分子具有相似的结构,CO2分子的空间构型为直线形,则CS2分子的空间构型也为直线形,故C正确;
D项:Z为P元素,Z的最高价含氧酸的钠盐溶液为Na3PO4,Na3PO4属于强碱弱酸盐,PO43-在溶液中发生多步水解,在溶液中以PO43-、HPO42-、H2PO4-、H3PO4四种含P元素的微粒存在,故D错误。
10.(2022·阜新市高级中学高三二模)铁有δ、γ、α三种同素异形体,如图所示,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是
A.δ-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
B.α-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C.δ-Fe晶胞中Fe原子数与α-Fe晶胞中Fe原子数之比为2:1
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体相同
【答案】D
【解析】A项:由题图知,δ-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个,A项正确;
B项:α-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个,B项正确;
C项:根据均摊法原则可知δ-Fe晶体中铁原子个数是1+=2,α-Fe晶胞中Fe原子数是=1,则δ-Fe晶胞中Fe原子数与α-Fe晶胞中Fe原子数之比为2:1,C项正确;
D项:将铁加热后急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体不同,D项错误。
综上所述,本题正确答案为D。
11.(2021·山东潍坊市·高三三模)Cu2ZnSnS4是太阳能薄膜电池的重要成分,其晶胞结构(棱边夹角均为90°)如图所示,下列说法错误的是
A.第一电离能:Cu
C.距离每个Zn原子最近的S原子数为2个
D.四种元素基态原子中,核外电子空间运动状态最多的为Sn原子
【答案】C
【解析】A项:Cu的价电子排布式为:3d104s1,Zn的价电子排布式为:3d104s2,Zn价电子为全满稳定结构,更难失去电子,故第一电离能:Zn>Cu,A正确;
B项:由图示知,该晶胞中Cu位于顶点(8个)、棱上(4个)、面心(2个)、体内(1个),故该晶胞占有的Cu个数=,故1个晶胞中含有Cu2ZnSnS4单元数为2个,B正确;
C项:由结构知,Zn原子位于面上,该晶胞中有2个S原子离其最近,共用Zn原子的另一个晶胞中也有2个S离其最近,故每个Zn最近的S个数为4个,C错误;
D项:电子空间运动状态即原子轨道,四种原子中,Sn的核外电子最多,占据的原子轨道也最多,故电子空间运动状态最多的为Sn原子,D正确;故答案选C。
12.(2021·辽宁高三三模)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3,2元素可形成负一价离子。下列说法正确的是( )
A.X元素基态原子的电子排布式为
B.X元素是第4周期第VA族元素
C.Y元素原子的轨道表示式为
D.Z元素的单质Z2在氧气中不能燃烧
【答案】B
【解析】X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,推知原子序数为33号,是As元素;Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,推知原子序数为8,是O元素;已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,推知Z的原子序数为1,是氢元素;X与Y形成的化合物X2Y3是As2O3。
A项:由分析知X为As,As元素基态原子的电子排布式为,故A项错误;
B项:As元素是第4周期第ⅤA族元素,故B正确;
C项:由分析知Y为氧元素,不是碳元素,而是碳元素原子的轨道表示式,故C错误;
D项:由分析知Z为氢元素,H2能在O2中燃烧,故D错误;故选B。
13.(2022•海南选择性考试) SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是( )
A.是非极性分子 B.键角都等于90°
C.与之间共用电子对偏向S D.原子满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】A项:结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子,SF6分子呈正八面体结构,S 原子位于正八面体的中心,该分子结构对称、正负电荷重心重合,所以为非极性分子,A正确;
B项:SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,故键角不都等于90°,B错误;
C项:由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,C错误;
D项:中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,D错误;故选A。
14.(2022·湖北省鄂东南省级示范高中高三联考)乙二胺四乙酸又叫EDTA,是化学中一种良好的配合剂,形成的配合物又叫螯合物。在配合滴定中经常用到,一般是测定金属离子的含量。已知:EDTA配离子结构如图。下列叙述错误的是( )
A.EDTA中氮原子杂化方式sp3
B.M元素可以是Cu、或
C.M元素的配位数是6
D.EDTANa-Fe(III)的化学键有:σ键、配位键、π键和离子键
【答案】B
【解析】A项:根据该配离子结构,氮原子成四个单键(有1个配位键),属于杂化方式sp3,故A正确;
B项:依图可知,M的配位数为6,而Cu的配位数为4,故B项错误;
C项:根据该配离子结构,M元素的配位数是6,故C正确;
D项:EDTANa-Fe(III)是离子化合物,含有离子键;阴离子是复杂离子,含有共价单键、共价双键,单键为σ键、双键含σ键、π键,铁离子含有空轨道,与之结合的氮原子、氧原子含有孤电子对,与铁离子形成配位键,故D正确;故选B。
二.主观题(共4小题,共58分)
15.(2022·河南省商丘市高三联考)光刻胶作为集成电路制作过程中的关键材料,它的技术水平直接决定了集成电路制作工艺的成败。感光剂Ⅰ与化合物Ⅱ在碱性条件下反应,生成化合物Ⅲ是某光刻胶工艺的一个环节。
化合物Ⅲ中的D为。回答下列问题:
(1)基态氮原子的价电子轨道表达式为___________。
(2)物质Ⅱ中除H元素外,其它元素均位于元素周期表的___________区。
(3)NH3、CH4、H2S中键长最长的是___________,其分子空间结构为___________形。
(4)下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.在Ⅰ中C原子全部采取sp2杂化
B.在Ⅱ中Cl元素的电负性最大
C.在Ⅱ的=N2基团中,存在配位键
D.在Ⅲ中硫氧键的键能均相等
E.在第二周期元素中,第一电离能(I1)比氮大的元素有3种
(5)光刻胶原理是利用反应前后,不同物质在刻蚀液中溶解性的差异,形成不同的图形。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是___________,原因是___________。
(6)C603-能与K+形成超分子加合物,如图所示,该晶胞中K+的数目为___________,已知晶胞参数为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为______g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】(1)
(2)p
(3)H2S;V
(4)AC
(5)I;化合物I含有多个羟基,可以与水分子间形成氢键
(6)12;
【解析】(1)基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,价电子为2s22p3,轨道表达式为;
(2)C、N、O、S、Cl均位于元素周期表的p区;
(3)S原子半径最大,H-S键的键长最大;H2S中心原子的成键电子对为2,孤电子对数为2,所以空间构型为V形;
(4)在I中,苯环上的C为sp2杂化,C=O键中C也为sp2杂化,A正确;在Ⅱ中几种非金属元素,同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上而下元素的电负性逐渐减小,再结合HClO中O显负价、Cl显正价可知,O元素的电负性最大,B错误;在Ⅱ的=N2基团中,根据共价键的饱和性,为了形成八电子稳定结构,重氮基团结构为=NºN,左侧氮原子提供了两个电子进行配位,C正确;在Ⅲ中硫氧键有单键和双键,键能不相等,D错误;在第二周期元素中,第一电离能(I1)比氮大的有F、Ne,基态N原子的2p轨道半充满,较稳定,第一电离能大于O,E错误;
(5)化合物Ⅰ中含有羟基数目多,易与水形成数目较多的分子间氢键,因此化合物Ⅰ更易溶于水;
(6)根据均摊法,晶胞中C603-的个数为8×+6×=4,根据电中性原则可知该物质化学式为K3C60,所以K+的个数为4×3=12;则晶胞的质量为g,晶胞参数为acm,则晶胞的体积为a3cm3,所以密度为g/cm3。
16.(2022届广东珠海度高三期中)目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如下:
(1)Zr原子序数为40,价电子排布式为4d25s2,它在周期表中的位置是_________。
(2)图中互为等电子体的两种气体分子是_____________。
(3)C3H8中所有碳原子的杂化方式是___________。
(4)图中属于非极性的气体分子是______。
(5)Fe、Mn元素的部分电离能数据列于下表中:
元素
Fe
Mn
电离能(kJ·mol-1)
I1
759
717
I2
1561
1509
I3
2957
3248
从上表两元素部分电离能数据比较的可知,气态Mn2+再失去一下电子比气态Fe2+再夫去一个电子难,原因是_____________________。
(6)CO与Ni可生成羰基镍[Ni(CO)4],已知其中镍的化合价为0,镍原子在基态时核外电子排式为_____________,[Ni(CO)4]的配体是_________,配位原子是__________。
(7)为了节省贵金属并降低成本,也常用钙钛矿型复合氧化物作为催化剂。一种复合氧化物结构如图所示,则与每个Sr2+紧邻的O2-有______个。
(8)与Zr相邻的41号元素Nb金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为apm,相对原子质量为b,阿伏加德罗常数为NA,试计算晶体铌的密度为______________g·cm-3(用来a、b、NA表示计算结果)。
【答案】(1)第五周期ⅣB族
(2)N2、CO
(3)sp3
(4)N2、O2、CO2
(5)Mn2+转为化Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态
(6)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;CO;C
(7)12(8)
【解析】(1)Zr原子序数为40,价电子排布式为4d25s2,最高能层为5,位于周期表第5周期,价电子数为4,位于第4纵列,所以位于第ⅣB族,即Zr位于周期表第5周期ⅣB族;
(2)N2和CO原子总数相同,价电子总数均为10,二者互为等电子体;
(3)C3H8分子中每个C原子含有4个σ键,所以每个C原子价层电子对数是4,则C原子采用sp3杂化;
(4)O2和N2是以非极性键结合的双原子一定为非极性分子;CO2中含有极性键,空间构型为直线形,结构对称,分子中正负电荷中心重叠,为非极性分子;
(5)由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少;
(6)镍元素为28号元素,根据核外电子排布规律可知基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;[Ni(CO)4]的配体是CO,虽然C和O原子都有孤电子对,但C的电负性较小更容易给出电子,所以配位原子为C;
(7)根据晶胞结构示意图可知,位于棱心上的12个O2-与Sr2+紧邻;(8)体心立方堆积中体对角线上的三个原子相切,设晶胞棱长为x,则有x=4a,所以x=apm,则晶胞的体积V=(apm)3=(a)3×10-30cm3;根据均摊法,晶胞中所含Nb原子的个数为1+8×=2,所以晶胞的质量m==g,所以晶胞的密度为===g·cm-3。
17.(2022届保定市部分学校高三上学期期中)工业上采用还原法冶炼黄金(Au)的原理如下:
4Au+O2+8NaCN+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH
2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2Zn(CN)4
请回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Au与Cu位于同族,基态Au原子比基态Cu原子多2个电子层。基态Au原子的价层电子排布式为_______,金元素位于_______区。
(2)Zn和Cu相邻,第一电离能:I1(Cu)_______(填“>”、“<”或“=”,下同)I1(Zn),第二电离能:I2(Cu)_______I2(Zn)。
(3)1mol[Zn(CN)4]2-中含_______molσ键。
(4)已知卤化锌的熔点如下表所示:
卤化锌
ZnF2
ZnCl2
ZnBr2
ZnI
熔点/℃
872
283
394
446
卤化锌的熔点存在差异的主要原因是_____________________。
(5)由金、氯、铯三种元素组成的晶体M,其晶胞结构如图1所示,M的化学式为_______,其中金原子形成了2种不同的配离子(均呈负一价),它们分别是_______和_______(写出离子符号,不分顺序)。
(6)金晶体的晶胞结构如图2所示,其晶胞参数为408pm,金晶体的密度为_______g·cm-3(只列计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)5d106s1;ds
(2)<;>
(3)8
(4)ZnF2是离子晶体,其他三种晶体均为分子晶体,分子间只存在范德华力,且ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的相对分子质量依次增大,范德华力依次增大;离子键比范德华力强
(5)CsAuCl3;AuCl2-(或AuCl4-,1分);AuCl4-(或AuCl2-,1分)
(6)
【解析】本题主要考查物质结构与性质,考查学生对物质结构的理解能力和综合运用知识的能力。
(1)基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,由此推知基态金原子的价层电子排布式为5d106s1,金元素位于ds区。
(2)基态Cu、Zn原子的价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2。
(3)[C≡N]-中含1个σ键,C的电负性小于N的,故C原子提供1个孤电子对与Zn2+形成配位键,配位键也是σ键。
(4)ZnF2是离子晶体,其他三种晶体均为分子晶体,分子间只存在范德华力,且ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的相对分子质量依次增大,范德华力依次增大;离子键比范德华力强
(5)观察图示,金和氯形成的两种配离子组成为AuCl2-、AuCl4-,1个晶胞中有8个AuCl4-位于顶点和1个AuCl4-位于体内,含2个AuCl4-;4个AuCl2-位于棱上,1个AuCl2-位于体内,含2个AuCl2-;8个Cs+位于面上,含4个Cs+,故M的化学式为CsAuCl3。
(6)金晶体是面心立方堆积,1个晶胞中含4个金原子,则密度为====g•cm-3。
18.(2021~2022学年度唐山市高三年级一模)半导体砷化硼具有超高的导热系数,有助于电子器件降温散热。回答下列问题:
(1)基态砷原子的电子排布式为________。
(2)实验测得,砷原子的第一电离能大于硒原子的第一电离能,原因是。
(3)三氧化二砷的分子结构如图所示,分子中砷原子的杂化方式是________,氧原子的杂化方式是________。
(4)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),则H、B、N电负性大小顺序是__________________。
(5)已知:
名称
硼酸
亚砷酸
亚磷酸
分子式
H3BO3
H3AsO3
H3PO3
结构式
类型
一元弱酸
三元弱酸
二元弱酸
①亚磷酸的结构式为________。
②硼酸溶于水的电离方程式为________________。
(6)砷化硼的晶胞结构如图(a)所示,图(b)中矩形AA’C’C是沿晶胞对角面取得的截图。
(a)
(b)
①若晶胞的边长均为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为________g·cm-3(列出计算表达式)。
②晶胞中各原子在矩形AA′C′C的位置为________(填标号)。
A
B
C
D
【答案】(1)[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)砷原子最外层p轨道处于半充满状态,较稳定
(3)sp3;sp3
(4)N>H>B
(5)①或
②H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(6)①②B
【解析】(1)基态砷原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3。
(2)根据洪特规则,轨道中的电子处于全空、半满、全满时为稳定状态,砷原子最外层p轨道处于半充满状态,较稳定。
(3)根据三氧化二砷的分子结构图可以看出,砷原子和氧原子的杂化方式均为sp3杂化。
(4)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),则H、B、N电负性大小顺序是N>H>B。
(5)根据亚砷酸的结构式可以看出,分子中有n个-OH就属于n元酸,亚磷酸属于二元酸,其结构式只能为或;从结构式上看硼酸应属于三元酸,但根据信息硼酸属于一元酸,这说明硼酸溶于水时发生反应H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-,1mol硼酸只能产生1molH+。(6)根据砷化硼的晶胞结构图可以看出,1mol晶胞中含有4molB原子、4molAs原子,1mol晶胞的体积为NA(a×10-10)3cm3,故晶体的密度为=g•cm-3;晶胞中各原子在矩形AA′C′C中的位置为B。
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