
?高二二部12月份教學質(zhì)量檢測化學試題
1.答題前,考生先將自己的姓名、準考證號、座號涂寫在答題卡指定位置上。
2.選擇題必須使用2B鉛筆(按填涂樣例)正確填涂;非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。
3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔,不折疊、不破損。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 B-11 O-16 F-19 Na-23 S-32 Se-79 Ba-137 Pt-195
第I卷(選擇題)
一、選擇題:本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題意。
1. 下列各基態(tài)原子或離子的電子排布式書寫錯誤的是
A. K:1s22s22p63s23p6 B. F:1s22s22p5
C. Mg2+:1s22s22p6 D. O2-:1s22s22p6
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.K原子核外電子數(shù)為19,根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)K原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1,故A錯誤;
B.F原子核外電子數(shù)為9,根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)F原子核外電子排布式為1s22s22p5,故B正確;
C.Mg原子核外電子數(shù)為12,根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Mg原子核外電子排布式為1s22s22p63s2,失去最外層2個電子后,基態(tài)Mg2+的核外電子排布式為1s22s22p6,故C正確;
D.O原子核外電子數(shù)為8,根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)O原子核外電子排布式為1s22s22p4,得到2個電子后,基態(tài)O2-的核外電子排布式為1s22s22p6,故D正確;
綜上所述,錯誤的A項,故答案為A。
2. 下列能級中,能級符號正確且軌道數(shù)為5的是( )
A. 2d B. 3p C. 4d D. 5s
【答案】C
【解析】
【分析】量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道,s能級有1個原子軌道,p能級有3個原子軌道,d能級有5個原子軌道,f能級有7個原子軌道,以此解答該題。
【詳解】A.2d指第2能層的d能級,電子層為2,能級只有s和p,不存在2d能級,故A錯誤;
B.3p指第3能層的p能級,電子層為3,能級有s、p、d三種能級,存在3p能級,有3個軌道,故B錯誤;
C.4d指第4能層的d能級,電子層為4,能級有s、p、d、f四種能級,存在4d能級,有5個軌道,故C正確;
D.5s指第5能層的s能級,電子層為5,能級有s、p、d、f、g五種能級,存在5s能級,有2個軌道,故D錯誤;
答案選C。
【點睛】原子軌道概念是解本題關(guān)鍵,注意能級上的軌道數(shù)與能層無關(guān)。
3. 下列粒子的中心原子形成sp3雜化軌道且該粒子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的是
A. SO B. CH C. ClO D. [PCl4]+
【答案】B
【解析】
【分析】中心原子形成sp3雜化軌道且該粒子的空間構(gòu)型為三角錐形,說明該微粒中心原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對。
【詳解】A.中心S原子價層電子對個數(shù)=4+=4且不含孤電子對,為正四面體結(jié)構(gòu),故A錯誤;
B.中心C原子價層電子對個數(shù)=3+=4且含有一個孤電子對,為三角錐形結(jié)構(gòu),故B正確;
C.中心Cl原子價層電子對個數(shù)=2+=4且含有兩個孤電子對,為V形結(jié)構(gòu),故C錯誤;
D.[PCl4]+中心P原子價層電子對個數(shù)=4+=4且不含孤電子對,為正四面體結(jié)構(gòu),故D錯誤;
故選:B。
4. 以下是一些同學書寫的某些原子的2p能級或3d能級中的電子排布情況,其中違反了洪特規(guī)則的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】洪特規(guī)則是指在同一個電子亞層中排布的電子,總是盡先占據(jù)不同的軌道,且自旋方向相同,以此進行判斷。
【詳解】A.每個軌道最多只能容納兩個電子,且自旋相反配對,違反泡利不相容原理,故A不符合題意;
B.遵循原子核外電子排布規(guī)律,故B不符合題意;
C.5個電子應(yīng)先各占1個3d軌道,違反洪特規(guī)則:在同一個電子亞層中排布的電子,總是盡先占據(jù)不同的軌道,故C符合題意;
D.同一軌道上電子自旋方向相同,違反泡利不相容原理,故D不符合題意;
答案選C。
【點睛】需要分清泡利原理和洪特規(guī)則,泡利原理指的是一個原子軌道最多容納兩個電子,且自旋狀態(tài)相反,洪特規(guī)則是指在同一個電子亞層中排布的電子,總是盡先占據(jù)不同的軌道,且自旋方向相同,需要辨析清晰。
5. 下列比較錯誤的是
A. 離子半徑:r(Li+)>r(H-)
B. 鍵能:C—C >C—Si
C. 鍵長:N—N >N=N
D. H2O與CH4分子中的鍵角:CH4>H2O
【答案】A
【解析】
【詳解】A.根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu),核多徑小原子,離子半徑:r(H-)>r(Li+),故A錯誤;
B.碳的原子半徑小于硅原子半徑,鍵長:C—Si>C—C,因此鍵能:C—C>C—Si,故B正確;
C.氮氮單鍵結(jié)合的程度比氮氮雙鍵結(jié)合的程度小,因此鍵長:N—N>N=N,故C正確;
D.H2O是“V”行結(jié)構(gòu),鍵角為105°,CH4是正四面體形,鍵角為109°28′,因此H2O與CH4分子中的鍵角:CH4>H2O,故D正確。
綜上所述,答案為A。
6. 下列說法錯誤的是( )
A. 最外層電子數(shù)為2且價電子數(shù)為5的元素可能為主族元素
B. 外圍電子構(gòu)型為4f75d16s2的元素在周期表中位置應(yīng)是第六周期
C. 最外層電子排布式為ns2的元素可能是金屬元素也可能是非金屬元素
D. 1~36號元素中,基態(tài)原子價電子層中未成對電子數(shù)最多的元素位于ⅥB族
【答案】A
【解析】
【詳解】A.某元素的最外層電子數(shù)為2,價電子數(shù)為5,說明最外層電子數(shù)和價電子數(shù)不相等,應(yīng)存在d能級價電子,不可能是主族元素,故A錯誤;
B.外圍電子構(gòu)型為4f75d16s2,可知電子層數(shù)為6,為第六周期元素,故B正確;
C.某元素基態(tài)原子的最外層電子排布式為ns2,可能為Mg、Zn、He等,可能為金屬元素也可能為非金屬元素,故C正確;
D.1~36號元素,未成對電子數(shù)最多的元素外圍電子排布為3d54s1,共有6個未成對電子,該元素是鉻,處于周期表中第四周期第ⅥB族,故D正確;
答案選A。
【點睛】明確核外電子排布特點,熟悉不同元素價電子排布方式是解題關(guān)鍵,需要考生熟悉核外電子的排布規(guī)律。
7. 將Na2O2、SiO2、KCl、Al、冰分別加熱熔化,需要克服的作用力類型相同的物質(zhì)有
A. 2種 B. 3種 C. 4種 D. 5種
【答案】A
【解析】
分析】
【詳解】Na2O2、KCl加熱熔化均克服離子鍵,而SiO2熔化克服共價鍵,Al熔化克服金屬鍵,冰熔化時需克服分子間作用力;需要克服的作用力類型相同的物質(zhì)有Na2O2、KCl 2種;
答案選A。
8. 下列關(guān)于共價鍵的說法正確的是( )
A. 丙炔分子中含有5個σ鍵和2個π鍵
B. 乙醇分子中O-H鍵的極性強于C-H鍵的極性
C. 乙烷分子中只含有極性鍵不含有非極性鍵
D. 分子晶體中共價鍵鍵能越大,該分子晶體的熔點和沸點一定也越高
【答案】B
【解析】
【詳解】A.丙炔分子中含有4個C-H鍵,兩個C-C鍵,兩個π鍵,即丙炔分子中有6個σ鍵,2個π鍵,故A錯誤;
B.氧的電負性強于碳,則O-H鍵的極性強于C-H鍵的極性,故B正確;
C.乙烷分子中只含有極性C-H和非極性C-C鍵,即乙烷分子中既含極性鍵又含有非極性鍵,故C錯誤;
D.分子晶體的熔點和沸點與分子之間的作用力有關(guān),與分子內(nèi)的共價鍵的鍵能無關(guān),故D錯誤;
答案選B。
9. 下列狀態(tài)的鋁中,電離最外層一個電子所需能量最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】電離最外層的一個電子所需能量:基態(tài)>激發(fā)態(tài),第一電離能<第二電離能<第三電離能,據(jù)此判斷解答。
【詳解】A、B都是鋁原子的核外電子排布,A為基態(tài),B為激發(fā)態(tài),穩(wěn)定性A大于B,失去最外層1個電子需要能量A大于B; C、D為鋁失去2個電子的核外電子排布,C為基態(tài),D為激發(fā)態(tài),穩(wěn)定性,C大于D,失去最外層1個電子需要能量C大于D; A失去最外層一個電子,為第一電離能,C失去最外層1個電子,為第三電離能,所以第三電離能大于第一電離能,答案選C。
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)W的原子2p軌道處于半充滿狀態(tài),基態(tài)X的原子的2p能級上只有一對成對電子,基態(tài)Y的原子的最外層電子運動狀態(tài)只有1種,元素Z與X同主族。下列說法錯誤的是
A. 第一電離能:W>X>Y B. 電負性:Y>W>Z
C. 簡單離子半徑:Z>X>Y D. 最簡單氫化物的沸點:X>W>Z
【答案】B
【解析】
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)W的原子2p軌道處于半充滿狀態(tài),則W核外電子排布是1s22s22p3,W是N元素;基態(tài)X的原子的2p能級上只有一對成對電子,則X核外電子排布式是1s22s22p4,X是O元素;基態(tài)Y的原子的最外層電子運動狀態(tài)只有1種,Y核外電子排布式是1s22s22p63s1,Y是Na元素,元素Z與X同主族,則Z是P元素,然后根據(jù)問題分析解答。
【詳解】根據(jù)上述分析可知:W是N,X是O,Y是Na,Z是P元素。
A.非金屬元素第一電離能大于金屬元素;同一周期元素的第一電離能呈增大趨勢,但第IIA、第VA元素處于軌道的全滿、半滿的穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于相鄰元素,則這三種元素的第一電離能由大到小的順序為:N>O>Na,即W>X>Y,選項A正確;
B.同一周期元素隨原子序數(shù)的增大,元素電負性逐漸增大;同一主族元素,原子核外電子層數(shù)越多,元素電負性越小,所以電負性:N>P>Na,即W>Z>Y,選項B錯誤;
C.離子核外電子層數(shù)越多,離子半徑越大;當離子核外電子排布相同時,離子的核電荷數(shù)越大,離子半徑越小。O2-、Na+核外電子排布都是2、8,有2個電子層;P3-核外電子排布是2、8、8,有3個電子層,所以簡單離子半徑:P3->O2->Na+,即離子半徑:Z>X>Y ,選項C正確;
D.元素的非金屬性越強,其簡單氫化物的穩(wěn)定性就越強。元素的非金屬性:O>N>P,所以最簡單氫化物的沸點:H2O>NH3>PH3,即氫化物的穩(wěn)定性:X>W(wǎng)>Z,選項D正確;
答案選B。
二、選擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題意,全部選對得4分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分。
11. 德國科學家發(fā)現(xiàn)新配方:他使用了遠古地球上存在的O2、N2、CH3、NH3、H2O和HCN,再使用硫醇和鐵鹽等物質(zhì)合成RNA的四種基本堿基。下列說法正確的是
A. 基態(tài)Fe3+價電子排布為:3d5
B. O2、N2、HCN中均存在σ鍵和π鍵
C. CH4、NH3、H2O分子間均存在氫鍵
D. 沸點:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.Fe為26號元素,原子核外有26個電子,基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2,失去外層3個電子形成Fe3+,所以基態(tài)Fe3+價電子排布為:3d5,故A正確;
B.O2分子中存在雙鍵,N2分子中存在三鍵,HCN分子中存在三鍵,雙鍵有一個σ鍵和一個π鍵,三鍵有一個σ鍵和兩個π鍵,故B正確;
C.C元素的電負性較弱,CH4分子間不存在氫鍵,故C錯誤;
D.乙醇含有-OH,分子間存在氫鍵,所以沸點高于乙硫醇,故D錯誤;
綜上所述答案為AB。
12. 現(xiàn)有對四種元素的敘述如下:
①元素X的基態(tài)原子的價電子排布式3s23p1
②元素Y的基態(tài)原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖
③元素Z的基態(tài)原子Z3-的軌道表示式
④元素T的基態(tài)原子有兩個電子層,電子式為
則下列有關(guān)比較中正確的是( )
A. 第一電離能:T>Z>X>Y
B. 簡單離子半徑:Z>T>Y>X
C. 電負性:Z>T>Y>X
D. 最高正化合價:T>Z>X>Y
【答案】B
【解析】
【分析】①元素X基態(tài)原子的價電子排布式3s23p1,則X位于第三周期ⅢA族,為Al元素;
②元素Y的基態(tài)原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖,其原子序數(shù)為12,則Y為Mg元素;
③元素Z的基態(tài)原子Z3-的軌道表示式,Z的核電荷數(shù)為7,為N元素;
④元素T的基態(tài)原子有兩個電子層,電子式為,則T為O元素,據(jù)此解答。
【詳解】根據(jù)分析可知,X為Al,Y為Mg,Z為N,T為O元素。
A.同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素,則第一電離能大小為:N>O>Mg>Al,即Z>T>Y>X,故A錯誤;
B.四種離子都含有2個電子層,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,則簡單離子半徑:Z>T>Y>X,故B正確;
C.金屬性越強電負性越小,非金屬性越強電負性越大,則電負性:T>Z>X>Y,故C錯誤;
D.O的非金屬性較強,沒有最高正化合價,故D錯誤;
答案選B。
【點睛】金屬性越強電負性越小,非金屬性越強電負性越大,電負性用于描述原子對鍵和電子的吸引能力。
13. 已知X、Y是主族元素,表中數(shù)據(jù)為逐級電離能(單位)。下列說法錯誤的是
元素
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A. 元素Y是ⅢA族元素
B. X單質(zhì)還原性比Y的強
C. 元素X的常見化合價是價
D. 若元素Y處于第3周期,其單質(zhì)可與冷水劇烈反應(yīng)
【答案】D
【解析】
【分析】X的第二電離能與第一電離能相差較大,則說明X原子核外最外層有1個電子,則X屬于ⅠA族元素;Y Y的第三電離能和第四電離能相差較大,說明Y原子核外最外層有3個電子,則Y是ⅢA族元素,據(jù)此分析解答。
【詳解】A.Y的第三電離能和第四電離能相差較大,說明Y原子核外最外層有3個電子,則Y是ⅢA族元素,故A正確;
B.根據(jù)上述分析可知,X第一電離能較小,失電子能力更強,即X的還原性大于Y的,故B正確;
C.X、Y都是主族元素,I是電離能,X的第一電離能和第二電離能相差較大,說明X原子核外最外層只有一個電子,X為ⅠA族元素,則其常見化合價為+1,故C正確;
D.如果Y是第3周期元素,最外層有3個電子,則Y為,單質(zhì)和冷水不反應(yīng),故D錯誤;
答案選D。
14. 硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示。下列說法正確的是( )
A. m=2
B. 在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型相同
C. 1、2原子間和4、5原子間的化學鍵可能是配位鍵
D. 若382g硼砂晶體中含2molNa+,則硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O
【答案】AD
【解析】
【分析】由圖示可以看出該結(jié)構(gòu)可以表示為[H4B4O9]m-,其中B為+3價,O為-2價,H為+1價,根據(jù)化合價判斷m值求解Xm-的化學式;根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型及中心原子雜化方式,價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù),σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù),孤電子對個數(shù)=(a-xb),a指中心原子價電子個數(shù),x指配原子個數(shù),b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個數(shù),1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為sp2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為sp3雜化,陰離子中含配位鍵,不含離子鍵,以此來解答。
【詳解】A.觀察模型,可知Xm-是(H4B4O9)m-,依據(jù)化合價H為+1,B為+3,O為-2,可得m=2,故A正確;
B.2,4代表B原子,2號B形成3個鍵,則B原子為SP2雜化,4號B形成4個鍵,則B原子為SP3雜化,所以在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有不同,故B錯誤;
C.2號B一般是形成3個鍵,4號B形成4個鍵,其中1個鍵很可能就是配位鍵,所以配位鍵存在4號與5號之間,故C錯誤;
D.若硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O,則382g硼砂晶體中含×2=2molNa+,故D正確;
答案選AD。
15. 是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。常溫下,遇水發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體。下列說法錯誤的是
A. 分子中Cl顯價,S顯價 B. 是極性分子
C. 該分子中S原子雜化方式為 D. 與水反應(yīng)時只有S—Cl鍵斷裂
【答案】D
【解析】
【詳解】A.分子中Cl顯 ?1 價,S顯 +1 價,A正確;
B.S2Cl2正負電荷重心不重合,為極性分子,B正確;
C.該分子中S原子形成了2個單鍵,還有2對孤電子對,價層電子對數(shù)為4,雜化方式為 sp3,C正確;
D.S2Cl2遇水發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體,即產(chǎn)生了SO2,S-S鍵也斷裂了,D錯誤;
故選D。
第II卷(非選擇題)
三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16. C、N、P、Si是重要的非金屬元素,在生產(chǎn)、生活中有重要應(yīng)用。回答下列問題:
(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最高的是_______(填序號)。
A. B.
C. D.
(2)原子中運動電子有兩種相反的自旋狀態(tài),一種自旋狀態(tài)用表示,與之相反的用表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)Si原子,其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為_______。
(3)中共用電子對偏向C,中共用電子對偏向H,則C、Si、H的電負性由大到小的順序為_______。
(4)分子的中心原子的價層電子對數(shù)為_______,分子的立體構(gòu)型為三角雙錐形,屬于_______分子(填“極性”或“非極性”),其中心原子雜化類型為_______(填序號)。
A. B. C. D.
(5)試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋比相對活潑的原因:_______。
C—O
C=O
鍵能
357.7
798.9
1071.9
N—N
N=N
鍵能
154.8
418.4
941.7
【答案】(1)D (2)
(3)C>H>Si (4) ①. 5 ②. 非極性 ③. A
(5)CO分子斷開第一個化學鍵需要的能量[(1071.9-798.9)kJ/mol=273.0 kJ/mol]比N2分子斷開第一個化學鍵需要的能量[ (941.7-418.4)kJ/mol=523.3 kJ/mol]小
【解析】
【小問1詳解】
A為基態(tài),能量最低;
B為激發(fā)態(tài),1s軌道上的1個電子躍遷到2p軌道,能量比C高;
C為激發(fā)態(tài),2s軌道1個電子躍遷到2p軌道,能量比A高;
D為激發(fā)態(tài),1s和2s軌道各有1個電子躍遷到2p軌道,能量最高;
故選D;
【小問2詳解】
基態(tài)Si原子的價層電子排布為3s23p2,3s軌道中電子自旋方向相反,3p軌道中電子自旋方向相同,故其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為:;
【小問3詳解】
中共用電子對偏向C,電負性C>H,中共用電子對偏向H,電負性H>Si,故C、Si、H的電負性由大到小的順序為:C>H>Si;
【小問4詳解】
中P原子的價層電子對數(shù)為;分子的立體構(gòu)型為三角雙錐形,正負電荷重心重合,故屬于非極性分子;P原子的價層電子對數(shù)為,有5條雜化軌道,中心原子雜化類型為dsp2雜化,選A;
【小問5詳解】
CO分子斷開第一個化學鍵需要的能量[(1071.9-798.9)kJ/mol=273.0 kJ/mol]比N2分子斷開第一個化學鍵需要的能量[ (941.7-418.4)kJ/mol=523.3 kJ/mol]小,故CO更活潑。
17. X、Y、Z、W、Q五種元素位于元素周期表前四周期,原子序數(shù)依次增大?;鶓B(tài)X原子價電子排布式為;基態(tài)Z原子核外電子有三個能級,p電子總數(shù)與s電子總數(shù)相等;W是第三周期電負性最大的元素;基態(tài)Q原子有四個未成對電子。
(1)W核外電子運動狀態(tài)共有_______種。
(2)陰離子、的空間構(gòu)型分別是_______、_______。
(3)基態(tài)Q原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號是_______,的價電子排布式為_______,Q在周期表中的位置是_______區(qū)。
(4)分子中各原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu),分子中鍵與鍵數(shù)目之比為_______。
(5)Y與W可形成化合物。資料顯示:Y元素電負性略大于W;可溶于水發(fā)生水解反應(yīng)。試判斷可能的水解產(chǎn)物為_______(寫化學式)。
【答案】(1)17 (2) ①. 平面三角形 ②. 三角錐
(3) ①. N ②. 3d6 ③. d
(4)3:4 (5)NH3和HClO
【解析】
【分析】基態(tài)X原子價電子排布式為,依據(jù)電子排布的規(guī)律,n=2,基態(tài)X原子是原子序數(shù)為6的C元素?;鶓B(tài)Z原子核外電子有三個能級,p電子總數(shù)與s電子總數(shù)相等,Z是原子序數(shù)為8的O元素。X、Y、Z W原子序數(shù)依次增大,則Y是N元素。W是第三周期電負性最大的元素且同周期元素電負性從左到右逐漸增大,W是Cl元素?;鶓B(tài)Q原子有四個未成對電子,Q是Fe元素。
【小問1詳解】
W是Cl元素,原子核外有17個電子,所以核外電子運動狀態(tài)共有17種;
【小問2詳解】
NO的價層電子對數(shù)為,沒有孤對電子,所以NO的空間構(gòu)型為平面三角形,ClO的價層電子對數(shù)為,有一對孤對電子,其中一個雜化軌道被一對孤對電子占據(jù),ClO空間構(gòu)型為三角錐。
【小問3詳解】
基態(tài)Fe原子的核外電子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,核外電子占據(jù)最高能層是第四層,符號是N;Fe2+的價電子排布式為3d6,在周期表中的位置是第四周期第VIII族,d區(qū);
【小問4詳解】
X與Y分別是C和N元素,(CN)2分子中各原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu),則其結(jié)構(gòu)式為,所有的共價單鍵是鍵,共價三鍵有一個是鍵兩個是鍵,故分子中鍵與鍵數(shù)目之比為3:4。
【小問5詳解】
依據(jù)資料NCl3的水解方程式:NCl3 + 3H2O=NH3 + 3HClO,水解產(chǎn)物是NH3和HClO。
18. 聯(lián)合國將2019年定為“國際化學元素周期表年”。元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e、f的原子序數(shù)依次增大。a、b、d的價電子層中未成對電子均只有1個,a的基態(tài)原子核外有3種不同能量的電子,b、d的單質(zhì)均能與水劇烈反應(yīng),b-和d+核外電子數(shù)相差8,c的最外層電子數(shù)為其電子層數(shù)的2倍,補充維生素D可促進人體對元素e的吸收,f的價電子層中的未成對電子數(shù)為4.回答下列問題:
(1)a、b、c的電負性由小到大的順序為___________(用元素符號表示)?;鶓B(tài)f原子的核外電子排布式為___________。
(2)ab3分子中心原子的雜化方式為___________,其鍵角為___________。
(3)c的簡單氫化物與同族相鄰兩種元素所形成的簡單氫化物沸點由高到低的順序為___________(用化學式表示),理由:___________。
(4)CO與f形成的f(CO)5常溫下是一種淺黃色液體,f(CO)5的空間構(gòu)型為___________,提供弧電子對的原子是___________(填元素符號),CO分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為___________。
【答案】(1) ①. B<S<F ②. [Ar]3d64s2
(2) ①. sp2 ②. 120°
(3) ①. H2O>H2Se>H2S ②. 水分子間含氫鍵沸點高,其它氫化物中相對分子質(zhì)量大的沸點高
(4) ①. 三角雙錐 ②. O ③. 1:2
【解析】
【分析】元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e、f的原子序數(shù)依次增大。a、b、d的價電子層中未成對電子均只有1個,a的基態(tài)原子核外有3種不同能量的電子,a為B;c的最外層電子數(shù)為其電子層數(shù)的2倍,若2個電子層、最外層電子數(shù)為4,若3個電子層、最外層電子數(shù)為6,可知c為C或S;b、d的單質(zhì)均能與水劇烈反應(yīng),b-和d+核外電子數(shù)相差8,結(jié)合原子序數(shù)可知,b為F、c為S、d為K;補充維生素D可促進人體對元素e的吸收,e為Ca;f的價電子層中的未成對電子數(shù)為4,價層電子數(shù)排布為3d64s2,f為Fe,以此來解答。
【小問1詳解】
由上述分析可知,a為B、b為F、c為S、d為K、e為Ca、f為Fe,非金屬性越強,電負性越大,則a、b、c的電負性由小到大的順序為B<S<F,基態(tài)f原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2;
【小問2詳解】
BF3分子中心原子上無孤對電子,形成3個共價價,雜化方式為sp2,為平面三角形,其鍵角為120°,BF3的熔點比CaF2的熔點低的原因是前者為分子晶體、后者為離子晶體,后者離子鍵使熔點高;
【小問3詳解】
c的簡單氫化物與同族相鄰兩種元素所形成的簡單氫化物沸點由高到低的順序為H2O>H2Se>H2S,理由:水分子間含氫鍵沸點高,其它氫化物中相對分子質(zhì)量大的沸點高;
【小問4詳解】
CO與Fe形成的Fe(CO)5常溫下是一種淺黃色液體,熔點-20.5℃,沸點103℃,該物質(zhì)屬于分子晶體,為非極性分子,F(xiàn)e(CO)5的空間構(gòu)型為三角雙錐構(gòu)型,提供弧電子對的原子是O,CO分子含三鍵,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1:2。
19. 向硫酸銅溶液中逐滴滴加濃氨水,先出現(xiàn)現(xiàn)象a,繼續(xù)滴加濃氨水,現(xiàn)象a逐漸消失,得到一種含二價陽離子的深藍色透明溶液,繼續(xù)加入乙醇,析出深藍色的晶體[Cu(NH3)4]SO4?H2O.這種二價陽離子的立體結(jié)構(gòu)如圖所示(4個NH3與Cu2+共面,跟H2O-Cu2+-H2O軸線垂直)。請回答以下問題:
(1)基態(tài)Cu原子的價電子軌道表示式__。
(2)硫酸銅水溶液滴加濃氨水的變化過程,現(xiàn)象a是__;寫出生成深藍色透明溶液的離子方程式: __。
(3)NH3與Cu2+可形成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3具有相同的空間構(gòu)型,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是__。
(4)請在二價陽離子的立體結(jié)構(gòu)圖中用“→”表示出其中的配位鍵__。
(5)已知高溫下CuO→Cu2O+O2,從銅原子價層電子結(jié)構(gòu)變化角度來看,能生成Cu2O的原因是__。
【答案】 ①. ②. 形成藍色沉淀 ③. Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O ④. F的電負性比N大,N-F成鍵電子對偏向F,導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強,難以形成配位鍵 ⑤. ⑥. CuO中銅的價層電子排布為3d9,Cu2O中銅的價層電子排布為3d10,后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是
【解析】
【分析】(1)Cu為29號元素,價電子排布為3d104s1;
(2)向硫酸銅溶液中滴氨水,氨水和硫酸銅反應(yīng)首先生成氫氧化銅藍色沉淀;當氨水過量時,氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物,注意根據(jù)離子的立體結(jié)構(gòu)可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+離子,據(jù)此書寫方程式;
(3)NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子,N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子;
(4)配合物中,配位體提供孤電子對,中心原子提供空軌道形成配位鍵,[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中,Cu2+提供空軌道,N、O原子提供孤對電子,據(jù)此標出化學鍵;
(5)高溫下CuO→Cu2O+O2,Cu2+的價電子為3d9,Cu+的價電子為3d10,固相中Cu+更穩(wěn)定。
【詳解】(1)銅是29號元素,價電子排布為3d104s1,則其價電子軌道表示式為:;
(2)向硫酸銅溶液中滴氨水,氨水和硫酸銅反應(yīng)首先生成氫氧化銅藍色沉淀;則現(xiàn)象a是形成藍色沉淀;繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物,注意根據(jù)離子的立體結(jié)構(gòu)可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+離子,反應(yīng)的離子方程式為:Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O;
(3)F的電負性大于N元素,NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子,導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強,N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子,所以NF3不易與Cu2+形成配離子;
(4)硫酸銅和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀,繼續(xù)加氨水時,氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應(yīng),Cu2+提供空軌道,N原子提供孤對電子,生成絡(luò)合物而使溶液澄清,[Cu(NH3)4(H2O)2]2+為配離子,Cu2+提供空軌道,N、O原子提供孤對電子,則以配位鍵結(jié)合,此化學鍵可表示為:;
(5)高溫下CuO→Cu2O+O2,Cu2+的價電子為3d9,Cu+的價電子為3d10,固相中Cu+更穩(wěn)定,因此能夠生成Cu2O的原因可以解釋為:CuO中銅的價層電子排布為3d9,Cu2O中銅的價層電子排布為3d10,后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是。
20. 硒化物(如KCu4Se8)可用于太陽能電池、光傳感器、熱電發(fā)電與制冷等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)K與Cu位于同周期,金屬鉀的熔點比銅的低,這是因為___________。
(2)O、S、Se均位于元素周期表第ⅥA族,它們的氫化物H2O、H2S及H2Se分子的鍵角從大到小順序為___________。
(3)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,陰離子的空間構(gòu)型為___________,配合離子中與Cu(Ⅱ)形成配位鍵的原子是___________,配體中碳原子的雜化方式是___________。
(4)TMTSF()中共價鍵的類型是___________。
【答案】(1)鉀的原子半徑比銅的大,價電子數(shù)比銅少,鉀的金屬鍵比銅的弱
(2)H2O>H2S>H2Se
(3) ①. 正四面體 ②. N ③. sp和sp3
(4)σ鍵和π鍵
【解析】
【小問1詳解】
金屬晶體的熔點與金屬鍵強度有關(guān),金屬鍵強度與原子半徑以及原子的價電子有關(guān),同周期元素從左至右半徑逐漸減小(稀有氣體除外),鉀的原子半徑比銅的大,價電子數(shù)比銅少,鉀的金屬鍵比銅的弱,使得金屬鉀的熔點比銅的低;
【小問2詳解】
H2O、H2S及H2Se分子互為等電子體,空間結(jié)構(gòu)都是V型,O、S、Se均位于元素周期表第ⅥA族,從上到下電負性依次減小,電負性越大,對孤對電子的吸引力越強,鍵角越大,因此H2O、H2S及H2Se分子的鍵角從大到小順序為H2O>H2S>H2Se;
【小問3詳解】
[Cu(CH3CN)4]BF4中陰離子為,B原子價層電子對數(shù)=4+=4,分子中無孤對電子對,因此的空間構(gòu)型為正四面體;[Cu(CH3CN)4]BF4中,Cu2+提供空軌道,配體CH3CN中能提供孤電子對的是N;配體CH3CN 中,甲基上的碳是sp3雜化,-CN中含有三鍵,碳原子是sp雜化,故答案為:正四面體;N;sp和sp3;
【小問4詳解】
依據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知,該分子中既含有單鍵又含有雙鍵,所以含有共價鍵類型為σ鍵和π鍵。
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