
?吉林高考化學三年(2021-2023)模擬題匯編-19原子結構與性質
一、單選題
1.(2023·吉林白山·統(tǒng)考模擬預測)胍( ??)是一元強堿,其鹽酸鹽(??)是病毒核酸保存液的主要成分。下列說法錯誤的是
A.胍中所含元素的第一電離能:N>H>C
B.胍中鍵角:∠HNH >∠NCN
C.胍的熔點低于胍鹽
D.胍及其鹽酸鹽均易溶于水
2.(2023·吉林長春·統(tǒng)考模擬預測)丁二酮肟常用于檢驗。在稀氨水中,丁二酮肟與反應生成鮮紅色沉淀,其結構如圖所示。下列說法正確的是
A.的價電子排布式為
B.該物質中碳原子均采用雜化
C.該結構中存在的化學鍵有極性鍵、配位鍵和氫鍵
D.丁二酮肟中,C、N、O的第一電離能及電負性均依次增大
3.(2023·吉林白山·統(tǒng)考三模)Li、Fe、Se可形成新型超導材料,晶胞如圖所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱邊夾角均為90°,X的坐標為(0,1, ),Y的坐標為( ,,),設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
已知:以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標
A.基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s2
B.坐標為(,1,)的原子是Li原子
C.Se原子X與Se原子Y之間的距離為nm
D.該晶體的密度為g·cm-3
4.(2023·吉林白山·統(tǒng)考三模)前四周期主族元素X、Y 、Z、W的原子序數(shù)依次增大,它們形成的一種物質的結構如圖所示,其中所有原子都形成了8電子穩(wěn)定結構,四種元素中僅X、Y在同周期。下列推斷中錯誤的是
A.簡單離子半徑:W> Z> Y
B.Z單質可溶于由X、Z形成的化合物中
C.第一電離能:Y> X
D.Y與氧元素形成的化合物不止三種
二、有機推斷題
5.(2023·吉林長春·統(tǒng)考三模)羅美昔布是一種抗炎藥,臨床用于治療風濕性關節(jié)炎、牙痛等,化合物W是合成羅美昔布的一種中間體,W合成路線如下:
已知:(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列問題:
(1)A的化學名稱為 ,B中含氧官能團的名稱為 。
(2)由C生成D的反應類型為 ;D中所含元素(H除外)第一電離能由大到小的順序為 。
(3)設置D→E和F→G兩步反應的作用是 。
(4)寫出由G生成H的化學方程式 。
(5)寫出Ⅰ的結構簡式 。
(6)M為D的同系物,相對分子質量比D大14。M的同分異構體中同時滿足下列條件的共有 種(不考慮立體異構)。
①屬于芳香族化合物;
②苯環(huán)上含有兩個取代基,且位置相對;
③含有;
④能發(fā)生銀鏡反應。
滿足上述條件的同分異構體中,核磁共振氫譜為3∶2∶2∶2∶1的同分異構體為 (寫出其中兩種的結構簡式)。
三、結構與性質
6.(2022·吉林·統(tǒng)考模擬預測)鎳鈷錳酸鋰是鋰電池的關鍵三元正極材料,化學式為LiNixCoyMn1-x-yO2。其中的錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等過渡金屬元素化合物的應用研究是前沿科學之一、回答下列問題:
(1)基態(tài)Ni原子的價電子排布式為 。金屬錳可導電、導熱,有金屬光澤和延展性,這些性質都可以用“ 理論”解釋。
(2)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一種紫色晶體,其中DMSO為二甲基亞砜,化學式為SO(CH3)2。DMSO中硫原子的雜化軌道類型為 ,ClO的空間構型是 , SO(CH3)2中鍵角∠C—S—O CH3COCH3中鍵角∠C—C—O(填“>”、“<”或“=”),元素S、Cl、O的電負性由小到大的順序為 。
(3)已知:r(Fe2+)為61pm、r(Co2+)為65pm。在隔絕空氣條件下分別加熱FeCO3和CoCO3,實驗測得FeCO3的分解溫度低于CoCO3,原因是 。
(4)La、Ni合金是較為理想的儲氫材料,其晶胞結構如圖所示:
①該儲氫材料的化學式為 。
②已知晶胞參數(shù)邊長為anm,高為bnm,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,一個晶胞內可以儲存18個氫原子,儲氫后的晶胞密度為 g·cm-3。
7.(2022·吉林長春·校聯(lián)考模擬預測)中國冶金報指出,鋼鐵行業(yè)作為國民經(jīng)濟重要的基礎產業(yè),碳排放量在國內占比13-15%,因此鋼鐵行業(yè)應承擔起碳減排的主體責任,努力成為碳減排的先行者。已知,鐵有α、γ、δ三種晶體結構,并且在一定條件下可以相互轉化(如圖),請回答相關的問題:
(1)鐵元素在元素周期表中的位置 ,F(xiàn)e2+的外圍電子排布式 ,鐵的三種晶體之間的轉化屬于 變化(填“物理”或“化學”),理由是: 。
(2)鐵的α、γ、δ三種晶體結構中,F(xiàn)e原子的配位數(shù)之比為: 。
(3)設α-Fe晶胞邊長為a cm,δ-Fe晶胞邊長為b cm, 計算確定:兩種晶體的密度比為: 。(用a、b的代數(shù)式表示)
(4)Fe3C是工業(yè)煉鐵生產過程中產生的一種鐵的合金,在Fe3C晶體中,每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍,成八面體結構,即碳原子配位數(shù)為6,那么,鐵原子配位數(shù)為 。
(5)事實上,F(xiàn)e3C是C與鐵的晶體在高溫下形成的間隙化合物(即碳原子填入鐵晶體中的某些空隙),根據(jù)相關信息,你認為形成碳化鐵的鐵的三種晶體結構中,最有可能的是: ,(選填“α-Fe”、“γ-Fe”或“δ-Fe”)
(6)摩爾鹽[ (NH4)2 SO4·FeSO4·6H2O]是一種復鹽, 它易溶于水,不溶于乙醇,性質比一般亞鐵鹽穩(wěn)定,不易被氧化,試分析該晶體中亞鐵離子可穩(wěn)定存在的原因 。
8.(2022·吉林延邊·統(tǒng)考一模)銅是人類廣泛使用的第一種金屬,含銅物質在生產生活中有著廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}:
(1)銅錳氧化物(CuMn2O4能在常溫下催化氧化一氧化碳和甲醛(HCHO)。
①基態(tài)Cu原子的M層電子排布式為 。
②CO和N2互為等電子體。標準狀況下V L CO分子中π鍵數(shù)目為 。
(2)鈣銅合金可用作電解法制備金屬鈣的陰極電極材料。鈣在元素周期表中位于 (填“s”、“p”、“d”或“ds")區(qū)。一種鈣銅合金的結構如圖(Ⅲ可看作是由Ⅰ、Ⅱ兩種原子層交替堆積排列而形成的)。該鈣銅合金中銅原子與鈣原子的個數(shù)比為 。
(3)已知硫酸銅稀溶液呈藍色,判斷硫酸銅稀溶液中不存在的作用力有 (填英文字母)。
A.配位鍵?????B.金屬鍵????C.離子鍵????D.氫鍵?????E.范德華力
(4)已知Cu2O的熔點為1235℃,Cu2S的熔點為1130℃,Cu2O熔點較高的原因是 。
(5)Cu2+可形成[Cu(X)2]2+,其中X代表CH3-HN-CH2-CH2-NH2。則1 mol [Cu(X)2]2+微粒中VSEPR模型為四面體的非金屬原子共有 mol。
(6)一種含有Fe、Cu、S三種元素的礦物的晶胞(如圖所示),屬于四方晶系(晶胞底面為正方形),則該化合物的化學式為 ;若晶胞的底面邊長為a nm,晶體的密度為p g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶胞的高為 nm。
9.(2022·吉林白山·統(tǒng)考一模)我國科學家利用生物質合成共聚酯的單體,合成時涉及多種元素,回答下列問題:
(1)基態(tài)Cu+的電子排布式為 。
(2)Cu、Zn、Al的第一電離能由大到小的順序為 (填元素符號,下同)。
(3)H2C=CHCOOCH3中所含元素的電負性由小到大的順序為 ,該有機物中,碳原子的雜化類型是 。
(4)區(qū)別晶體SiO2和非晶體SiO2的方法是 。
(5)有機物C和D的相對分子質量相差較小,但是D的沸點明顯高于C的,其主要原因是 。
(6)我國科學家開發(fā)鈣鈀絡合氫化物(CaPdH2)來實現(xiàn)乙炔高選擇性合成乙烯。CaPdH2由Ca2+和[PdH2]2-(富電子)構成。CaPdH2中存在的化學鍵有 (填標號)。
A.離子鍵 B.配位鍵 C.非極性鍵 D.金屬鍵
(7)白銅是我國使用最早的合金之一,白銅晶胞結構如圖所示。已知晶體密度為dg·cm-3,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。Cu和Ni之間的最短距離為 (只列計算式)nm。
10.(2022·吉林四平·統(tǒng)考模擬預測)X、Y、Z、M、N、Q、P為元素周期表前四周期的7種元素。其中,X原子核外的M層中只有兩對成對電子,Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,Z是地殼內含量最高的元素,M的內層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的9倍,N的原子序數(shù)比M小1,Q在元素周期表的各元素中電負性最大。P元素的第三電子層處于全充滿狀態(tài),第四電子層只有一個電子。請回答下列問題:
(1)基態(tài)X的外圍電子電子排布圖為 ,P元素屬于 區(qū)元素。
(2)XZ2分子的空間構型是 ,YZ2分子中Y的雜化軌道類型為 ,相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是 (寫分子式),理由是 。
(3)含有元素N的鹽的焰色反應為 色,許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應,其原因是 。
(4)元素M與元素Q形成晶體中,M離子與Q離子的配位數(shù)之比為 。
(5)P單質形成的晶體中,P原子采取的堆積方式為 ,P原子采取這種堆積方式的空間利用率為 (用含π表達式表示)。
11.(2021·吉林長春·統(tǒng)考三模)氮元素是重要的非金屬元素,可形成多種銨鹽、氮化物、疊氮化物及配合物等。
(1)基態(tài)氮原子價電子的軌道表達式(價電子排布圖)為 ;第二周期元素原子中第一電離能大于氮原子的有 種,NH4NO3中陰離子的空間構型為 。
(2)常溫下某含N化合物與甘氨酸形成的離子化合物為液態(tài)而非固態(tài),原因是 。
(3)疊氮化鈉(NaN3)用于汽車的安全氣囊,結構如圖甲。中的存在兩個大π鍵可用符號表示,一個中鍵合電子(形成化學鍵的電子)總數(shù)為 。疊氮酸(HN3)結構如圖乙,分子中②號N原子的雜化方式為 。
(4)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Fe3+配合物的結構如圖丙所示,1mol該螯合物中通過螯合作用形成的配位鍵有 mol。
(5)某含氮的化合物晶胞結構如圖丁所示,Br-作簡單立方堆積,兩個立方體共用的面中心存在一個Hg,NH3位于立方體的體心,相鄰的Br的距離均為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。該物質的化學式為 ,該晶體的密度為 g·cm-3。
12.(2021·吉林長春·統(tǒng)考二模)近年來,我國工程建設自主創(chuàng)新能力實現(xiàn)大跨越,尤其在新材料研究方面有重大突破,回答下列問題:
(1)鈦是一種新興的結構材料,比鋼輕、比鋁硬?;鶓B(tài)鈦原子的價電子排布式為 , 與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相間的有 種;
(2)鐵能與三氮唑(結構見圖甲)形成多種配合物。
①l mol三氮唑中所含σ鍵的數(shù)目為 mol; 碳原子雜化方式是 ;
②三氮唑的沸點為260°C,與之結構相似且相對分子質量接近的環(huán)戊二烯(結構見圖乙)的沸點為42.5℃,前者沸點較高的原因是 。
(3)碳化鎢是耐高溫耐磨材料。圖丙為碳化鎢晶體的部分結構,碳原子嵌入金屬的晶格間隙,并不破壞原有金屬的晶格,形成填隙化合物。
①在該結構中,每個鎢原子周圍距離其最近的碳原子有 個:
②假設該部分晶體的體積為Vcm3,碳化鎢的摩爾質量為M g?mol-1,密度為d g?cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)的值NA用上述數(shù)據(jù)表示為 。
③金屬鎂的晶體結構與碳化鎢相似,金屬鎂的晶胞可用圖丁表示,已知鎂原子的半徑為r pm,晶胞高為h pm,求晶胞中鎂原子的空間利用率 (用化簡后含字時π、r和h的代數(shù)式表示)
13.(2021·吉林·統(tǒng)考二模)據(jù)《自然·通訊》(Nature Communications)報道,我國科學家發(fā)現(xiàn)了硒化銅納米催化劑在二氧化碳電化學還原法生產甲醇過程中催化效率高。我國國產洲際戰(zhàn)略導彈其制作材料中包含了等多種元素。Cu、Se、Fe、Cr、Ni、C等元素化合物在生產、生活中應用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)銅原子的價電子排布式為 。
(2)電還原法制備甲醇的原理為2CO2+4H2O2CH3OH+3O2。
①寫出該反應中由極性鍵構成的非極性分子的結構式 ;
②寫出一個與CO2互為等電子體的離子 。
(3)實驗室常用KSCN溶液檢驗Fe3+。其中N、O、S的第一電離能由大到小的順序為 (用元素符號表示);
(4)苯分子中6個C原子,每個C原子有一個2p軌道參與形成大π鍵,可記為(右下角“6”表示6個原子,右上角“6”表示6個共享電子)。已知某化合物的結構簡式為,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,由此推知,該分子中存在大π鍵,該大π鍵可表示為 ,Se的雜化方式為 。
(5)碳的一種同素異形體的晶體可采取非最密堆積,然后在空隙中插入金屬離子獲得超導體。如圖為一種超導體的面心立方晶胞,C60分子占據(jù)頂點和面心處,K+占據(jù)的是C60分子圍成的 空隙和 空隙(填幾何空間構型);若C60分子的坐標參數(shù)分別為A(0,0, 0),B(,0, ),C(1,1,1)等,則距離A位置最近的陽離子的原子坐標參數(shù)為 。
(6)Ni可以形成多種氧化物,其中一種NiaO晶體晶胞結構為NaCl型,由于晶體缺陷,a的值為0. 88,且晶體中的Ni分別為Ni2+、Ni3+,則晶體中Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比為 ,晶胞參數(shù)為428 pm,則晶體密度為 g/cm3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出表達式)。
14.(2021·吉林四平·校聯(lián)考模擬預測)磷是生物體中不可缺少的元素之一它能形成多種化合物。
(1)磷元素位于周期表的 區(qū),基態(tài)磷原子價層電子排布圖 。
(2)第三周期中第一電離能位于鋁元素和磷元素之間的元素有 種。
(3)白磷(P4)分子是正四面體結構,磷原子雜化方式為 ,3.1g白磷中σ鍵的數(shù)目為 。P4易溶于二硫化碳,難溶于水,原因是 。
(4)磷酸與Fe3+可形成H3[FePO4)2],基態(tài)Fe3+的核外電子排布式為 ,F(xiàn)e、P、O電負性由大到小的順序是 。
(5)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料,下圖為其晶胞結構,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,磷化硼晶體的密度為ρg/cm3,B與P最近距離為 cm(列出計算式即可),估測該晶體的熔點 (填“高于”或“低于”)金剛石。
15.(2021·吉林長春·統(tǒng)考一模)研究發(fā)現(xiàn),過量攝入鋁元素能損害人的腦細胞。適當?shù)匮a充碘元素可預防甲狀腺腫大,但攝入過多也會導致甲狀腺病變。試回答下列問題:
(1)Fe也是人體需要補充的元素之一,寫出Fe3+的核外電子排布式: 。
(2)與Al同一周期的Na、Mg元素也是人體所需元素,Na、Mg、Al基態(tài)原子第一電離能由大到小的順序是 。
(3)氯化鋁的熔點是194℃,氧化鋁的熔點是2054℃,但是工業(yè)上獲取鋁單質不是電解熔融氯化鋁,而是電解熔融氧化鋁,原因是 ;為降低熔點和增強導電性,電解熔融氧化鋁時通常要加入Na3AlF6(冰晶石),Na3AlF6中含有的化學鍵類型有 (填字母)。
A.離子鍵????B.金屬鍵????C.氫鍵????D.配位鍵
(4)F與I是同一主族的元素,BF3與H3O+都是由四個原子構成的粒子,兩種粒子的中心原子B和O的雜化方式分別為 、 ,BF3的空間構型是 ,H3O+的空間構型是 。
(5)I2晶體的晶胞結構如圖所示,該晶胞中含有I原子的數(shù)目為 ,已知該晶胞的晶胞參數(shù)為apm、bpm和cpm,則I2晶體的密度是 g/cm3。(列出最簡表達式,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
參考答案:
1.B
【詳解】A.同一周期元素,其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素,但H的s軌道為半穩(wěn)定結構,第一電離能比碳略大,則這幾種元素第一電離能大小順序是N>H>C,故A正確;
B.由于-NH2中存在孤電子對,而??中沒有孤電子對,且孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥力,則胍中鍵角:∠HNH >∠NCN,故B錯誤;
C.胍為分子晶體,胍的鹽酸鹽為離子晶體,一般而言,離子晶體的熔沸點高于分子晶體,則胍的熔點低于胍鹽,故C正確;
D.氨基為親水基團,胍及其鹽酸鹽均易溶于水,故D正確;
故選:B。
2.A
【詳解】A.鎳為28號元素,鎳原子失去2個電子形成鎳離子,的價電子排布式為3d8,A正確;
B.由結構式可知,該化合物中雙鍵的碳采取雜化,B錯誤;
C.由圖可知,該結構中存在有碳氫、碳氮、氮氧極性鍵,氮鎳配位鍵,同時分子中還存在氫鍵,但是氫鍵不是化學鍵,C錯誤;
D.同一周期隨著原子序數(shù)變大,第一電離能變大,N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能大于同周期相鄰元素,故第一電離能為N>O>C,D錯誤;
故選A。
3.C
【詳解】A.Fe為26號元素,基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,故A錯誤;
B.由晶胞結構可知坐標為(,1,)的原子是Z原子,即Fe原子,故B錯誤;
C.Se原子X與Se原子Y,沿x軸方向的距離為,沿y軸方向的距離為,沿z軸方向的距離為,兩點間的距離為 nm,故C正確;
D.Li原子有8位于頂點,1個位于體心,個數(shù)為:,F(xiàn)e有8個位于面上,個數(shù)為,Se原子8個位于棱上,2個位于體內,個數(shù)為:,晶胞的質量為:g,晶胞體積為:×10-21 cm3,密度為: g·cm-3,故D錯誤;
故選:C。
4.A
【分析】由陰離子的結構可知,X原子形成4個共價鍵、Y原子形成3個共價鍵、Z原子形成2個共價鍵,前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,化合物中所有原子都形成了8電子穩(wěn)定結構,其中僅X、Y在同周期,則X為C元素、Y為N元素、Z為S元素、W為K元素。
【詳解】A.電子層結構相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則硫離子的離子半徑大于鉀離子,故A錯誤;
B.硫單質不溶于水、微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故B正確;
C.N、C為同周期元素,同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,則第一電離能:N> C,故C正確;
D.氮元素與氧元素形成的氧化物有N2O、NO、N2O4、NO2、N2O3、N2O5,不止三種,故D正確;
故選:A。
5.(1) 氟苯或1-氟苯 硝基
(2) 取代反應
(3)占位,防止副產物生成,提高目標產物的產率
(4) +HBr
(5)
(6) 16
【分析】根據(jù)A的分子式,得出A的結構為:,A發(fā)生硝化反應生成B,B的結構為: ,B在Zn、HCl條件下發(fā)生還原反應生成C,C的結構為:,C和發(fā)生取代反應生成D,D發(fā)生取代反應生成E,E在酸性條件下水解生成F,根據(jù)H的結構和G的分子式,推出G的結構為: ,X的結構為:,G和X發(fā)生已知反應ⅰ,生成H,根據(jù)W的結構簡式和已知反應ⅰⅰ,I的結構為: 。
【詳解】(1)A的結構為: ,化學名稱為:氟苯或1-氟苯;B的結構為: ,含氧官能團為硝基;
(2)C的結構為: ,C和發(fā)生取代反應生成D;D中含有的元素為:C、H、O、N、F,除了H以外,其余幾種元素位于同周期,第一電離能逐漸增大,但是N原子最高能層為,為半充滿較穩(wěn)定結構,第一電離能比O大,所以第一電離能的大小順序為:;
(3)設置D→E和F→G兩步反應的作用是:占位,防止副產物生成,提高目標產物的產率;
(4)根據(jù)H的結構和G的分子式,推出G的結構為:,X的結構為: ,G和X發(fā)生已知反應ⅰ,生成H的方程式為:+HBr ;
(5)根據(jù)W的結構簡式和已知反應?、。琁的結構為:;
(6)M為D的同系物,相對分子質量比D大14,多了一個,①屬于芳香族化合物,含有苯環(huán);②苯環(huán)上含有兩個取代基,且位置相對;③含有;④能發(fā)生銀鏡反應,含有 ,M的同分異構體中同時滿足下列條件的有:,F(xiàn)原子與,,替換位置,可得4種不同的結構;,F(xiàn)原子與,,替換位置,可得3種不同的結構;,F(xiàn)原子與,,替換位置,可得3種不同的結構;,將,位置互換,可得2種;,將F原子與互換位置,可得2種;,將F原子與互換位置,可得2種,共有16種;核磁共振氫譜為3∶2∶2∶2∶1的同分異構體為: 。
6.(1) 3d84s2 電子氣
(2) sp3 正四面體 < S<Cl<O
(3)Fe2+更容易結合碳酸根離子中的氧離子或Fe2+的半徑小于Co2+,F(xiàn)eO晶格能大于CoO,則FeCO3分解溫度低于CoCO3
(4) LaNi5 ×1021
【詳解】(1)鎳元素的原子序數(shù)為28,基態(tài)原子的價電子排布式為3d84d2;金屬晶體中原子之間存在金屬鍵,描述金屬鍵本質的最簡單理論是電子氣理論,電子氣理論可解釋金屬晶體的熔沸點的高低,也可以解釋金屬的導電、導熱性能,有金屬光澤和延展性,則金屬錳可導電、導熱,有金屬光澤和延展性可用電子氣理論解釋;
(2)二甲基亞砜中硫原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,則硫原子的雜化方式為sp3雜化;高氯酸根離子中氯原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,則離子的空間構型為正四面體形;丙酮中羰基碳原子的雜化方式為sp2雜化,無孤電子對,孤電子對對成鍵電子對的排斥作用大于成鍵電子對之間的排斥作用,則二甲基亞砜中鍵角∠C—S—O小于丙酮中鍵角∠C—C—O;元素的非金屬性越大,電負性越大,元素非金屬性的強弱順序為O>Cl>S,則電負性的大小順序為S<Cl<O。
(3)由題意可知,F(xiàn)e2+的半徑小于Co2+,F(xiàn)eO晶格能大于CoO,F(xiàn)e2+更容易結合氧離子,F(xiàn)eCO3受熱分解需要外界能量更少,F(xiàn)eCO3比CoCO3易分解,則FeCO3分解溫度低于CoCO3。
(4)①根據(jù)均攤原則,晶胞中La原子數(shù)是、Ni原子數(shù)是,該儲氫材料的化學式為LaNi5;②晶胞參數(shù)邊長為anm,高為bnm,則晶胞體積為,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,一個晶胞內可以儲存18個氫原子,儲氫后的晶胞密度為g·cm-3。
7.(1) 第四周期第VIII族 3d6 物理 沒有新物質生成或沒有化學鍵變化或金屬鍵不變
(2)4:6:3
(3)2b3:a3
(4)2
(5)γ-Fe
(6)摩爾鹽中的N、O、H可形成空間網(wǎng)絡化氫鍵,將亞鐵離子包圍起來,避免其與氧化性物質接觸,所以比較穩(wěn)定
【詳解】(1)已知鐵是26號元素,則26-18=8,即鐵元素在元素周期表中的位置為第4周期第八縱列即第四周期第VIII族,F(xiàn)e2+的外圍電子排布式3d6,鐵的三種晶體之間的轉化過程中沒有新物質的生成,僅僅是原子的排列方式發(fā)生改變,故屬于物理變化,故答案為:第四周期第VIII族;3d6;物理;沒有新物質生成或沒有化學鍵變化或金屬鍵不變;
(2)金屬晶體中離某一原子最近的等距離的原子為其配位數(shù),由題干圖示晶胞可知鐵的α、γ、δ三種晶體結構中,F(xiàn)e原子的配位數(shù)分別為:8,12,6,故配位數(shù)之比為:8:12:6=4:6:3,故答案為:4:6:3;
(3)由題干晶胞示意圖可知,一個α-Fe晶胞含有鐵原子個數(shù)為:,設α-Fe晶胞邊長為a cm,則其晶胞密度為:,一個δ-Fe晶胞含有鐵原子個數(shù)為:,δ-Fe晶胞邊長為b cm,則該晶胞的密度為:,則兩種晶體的密度比為::=2b3:a3,故答案為:2b3:a3;
(4)在Fe3C晶體中,每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍形成八面體結構,碳原子的配位數(shù)是6,根據(jù)Fe、C比為3:1,故Fe、C配原子數(shù)目之比為1:3,則鐵原子的配位數(shù)為2,故答案為:2;
(5)由于在Fe3C晶體中,每個碳原子被6個位于頂角位置的鐵原子所包圍形成八面體結構,則形成碳化鐵的鐵的三種晶體結構中,最有可能的是γ-Fe,故答案為:γ-Fe;
(6)摩爾鹽[ (NH4)2 SO4·FeSO4·6H2O]中的N、O、H可形成空間網(wǎng)絡化氫鍵,將亞鐵離子包圍起來,避免其與氧化性物質接觸,所以比較穩(wěn)定,故答案為:摩爾鹽中的N、O、H可形成空間網(wǎng)絡化氫鍵,將亞鐵離子包圍起來,避免其與氧化性物質接觸,所以比較穩(wěn)定。
8.(1) 3s23p63d10
(2) s 5:1
(3)BC
(4)兩者都是離子晶體,且陰陽離子電荷數(shù)都相同,但r(O2-)<r(S2-),所以Cu2O的晶格能大,熔點較高
(5)10
(6) FeCuS2
【詳解】(1)①Cu是29號元素,根據(jù)構造原理可知基態(tài)Cu原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,則基態(tài)Cu原子的M層電子排布式為3s23p63d10;
②CO和N2互為等電子體。等電子體結構相似,CO分子中C、O原子之間以共價三鍵C≡O結合,其中含有1個σ鍵,2個π鍵。在標準狀況下V L CO氣體中含有氣體分子物質的量是n(CO)= 則該分子中含有的π鍵數(shù)目N(π)=2n(CO)NA=;
(2)Ca是20號元素,Ca原子核外電子排布為2、8、8、2,所以Ca位于元素周期表第四周期第ⅡA族,屬于s區(qū)元素;
由圖可知:上下底面為菱形,內角為120°、60°,上下面共用4個對稱的Cu原子、前后面和左右面共用1個Cu原子,體心有1個Cu原子;Ca原子為晶胞的頂點,則一個晶胞中含有Ca的數(shù)目為4×+4×==1,含有Cu的數(shù)目為8×+1=5,所以鈣銅合金中銅原子與鈣原子的個數(shù)比為5:1;
(3)硫酸銅在溶液中完全電離產生自由移動的離子,不存在離子鍵;水分子之間存在范德華力、氫鍵,水分子、硫酸根中原子之間形成共價鍵,水合銅離子中存在配位鍵,不存在金屬鍵,故合理選項是BC;
(4)已知Cu2O的熔點為1235℃,Cu2S的熔點為1130℃,二者的熔點都較高,但Cu2O熔點比Cu2S高,這是由于兩者都是離子晶體,且陰陽離子電荷數(shù)都相同,但離子半徑:r(O2-)<r(S2-),所以Cu2O的晶格能大,熔點較高;
(5)Cu2+可形成[Cu(X)2]2+,其中X代表CH3—HN—CH2—CH2—NH2,其中的C、N原子價層電子對數(shù)都是4,VSEPR模型為四面體形,1個[Cu(X)2]2+中含有的四面體形原子有2×5=10個,則1 mol [Cu(X)2]2+微粒中VSEPR模型為四面體的非金屬原子共有10 mol;
(6)根據(jù)圖示可知在一個晶胞中含有的Fe原子數(shù)目為:8×+4×+1=4;含有的Cy原子數(shù)目為:4×+6×=4,含有的S原子數(shù)目是8個,n(Fe):n(Cu):n(S)=1:1:2,所以該物質化學式為FeCuS2;
假設晶胞高度為c pm,該晶胞密度ρ=,所以晶胞的高度c=nm。
9.(1)[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10
(2)I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)
(3) X(H)< X(C) < X(O) sp2、sp3
(4)X射線衍射實驗
(5)D分子間存在氫鍵,增大了分子間作用力,C分子間沒有氫鍵
(6)ABC
(7)
【詳解】(1)銅元素位于周期表第四周期ⅠB族,核電荷數(shù)為29,基態(tài)Cu+的電子排布式[Ar]3d10或者1s22s22p63s23p63d10。
(2)Cu、Zn、Al失去第一個電子分別位于4s1、4s2、3p1,4s2電子處于全滿軌道較難失去,三者中第一電離能最大,3p1是單電子,鋁的核電荷數(shù)比銅小很多,其第一電離能最小,故三者的第一電離能由大到小的順序為I1(Zn)> I1(Cu) > I1(Al)。
(3)H2C=CHCOOCH3中含H、C、O三種元素,同周期元素電負性從左往右增大,故CS sp2 正四面體 正八面體 (,,) 8:3
【分析】(1)Cu是29號元素,原子核外電子數(shù)為29,根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫銅的基態(tài)原子價電子排布式;
(2)①該反應中CO2結構對稱,CO2是由極性鍵構成的非極性分子;
②等電子體是原子數(shù)相同、價電子數(shù)也相同的微粒;
(3)同周期ⅤA族元素第一電離能大于ⅥA族元素,同主族元素從上到下第一電離能減??;
(4)分子中存在大π鍵,說明是平面結構,Se的雜化方式為sp2;
(5)根據(jù)晶胞圖分析;
(6)根據(jù)電荷守恒計算Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比;
【詳解】(1)Cu是29號元素,原子核外電子數(shù)為29,根據(jù)核外電子排布規(guī)律,銅的基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1 ,價電子排布式是3d104s1;
(2)①該反應中CO2結構對稱,CO2是由極性鍵構成的非極性分子,CO2的結構式是O=C=O;
②、CNO-、SCN-、CO2價電子數(shù)都是16,與CO2互為等電子體的離子是或CNO-或SCN-;
(3)同周期ⅤA族元素第一電離能大于ⅥA族元素,同主族元素從上到下第一電離能減小,所以N、O、S的第一電離能由大到小的順序為N>O>S;
(4)分子中存在大π鍵,說明是平面結構,Se的雜化方式為為sp2,Se未參與雜化p軌道中有2個電子,所以該大π鍵可表示為;
(5)由晶胞圖可知,K+占據(jù)的是C60分子圍成的正四面體空隙和正八面體空隙;
根據(jù)A、B、C的位置,建立坐標系如圖,;距離A位置最近的陽離子(紅圈標出)的原子坐標是(,,);
(6) 設Ni2+個數(shù)為X,則Ni3+個數(shù)是0.88-X,根據(jù)電荷守恒,2X+3(0.88-x)=2,解得x=0.64,Ni2+與Ni3+的最簡整數(shù)比為0.64:(0.88-0.64)=8:3;1個氯化鈉晶胞中含有4個Cl-,則1個NiaO晶體晶胞中含有4個O、4×0.88個Ni;所以密度是 。
【點睛】本題考查物質結構與性質,熟悉核外電子排布、同周期元素第一電離能的變化規(guī)律、晶胞計算是解題關鍵,注意根據(jù)“均攤原則”計算1個晶胞內含有原子數(shù)。
14. p 3
sp3 0.15NA P4和CS2是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,P4易溶于CS2,難溶于水 1s22s22p63s23p63d5 O>P>Fe 低于
【詳解】(1)P原子核外有15個電子,分三層排布,即有三個能層,所以電子占據(jù)的最高能層符號為M;最外層為3s2p3,則磷元素位于周期表的p區(qū),基態(tài)磷原子價層電子排布圖為,故答案為p;;
(2)同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢,但P元素原子3p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故鋁到磷元素的第一電離能P>S>Si>Al,所以第三周期中第一電離能位于鋁元素和磷元素之間的有2種,同時Mg的第一電離能也大于Al,故答案為3;
(3)P4分子為正四面體構型,鍵角為60°,P4分子中每個P原子與相鄰的3個P原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子,雜化軌道數(shù)目為4,則P原子采取sp3雜化;因為P4分子中每個P原子與相鄰的3個P原子形成3個σ鍵,則平均每個P原子形成1.5個σ鍵,所以3.1g白磷中σ鍵的數(shù)目為×1.5=0.15mol,數(shù)目為0.15NA;相似相溶原理是指由于極性分子間的電性作用,使得極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑,難溶于非極性分子組成的溶劑;非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑,難溶于極性分子組成的溶劑,P4和CO2是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,P4易溶于CO2,難溶于水,故答案為sp3;0.15 NA;P4和CO2是非極性分子,H2O是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,P4易溶于CO2,難溶于水;
(4)Fe原子核外有26個電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2,F(xiàn)e原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe3+,F(xiàn)e3+電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強,則電負性:S>P,同主族元素從上到下電負性逐漸減弱,則電負性:O>S,所以電負性O>P,又Fe為金屬元素,則電負性由大到小的順序是O>P>Fe,故答案為1s22s22p63s23p63d5;O>P>Fe;
(5)該晶胞中P原子個數(shù)=8×+6×=4,B原子個數(shù)為4,化學式為BP,設晶胞邊長=acm,則晶胞的體積V=(acm)3,ρ==g?cm3,解得a=cm,根據(jù)圖象,B與P最近距離為體對角線的,則B與P最近距離=××cm=×cm;P-B的鍵長比C-C鍵長大,熔點比金剛石低,故答案為×;低于。
15.(1)1s22s22p63s23p63d5
(2)Na<Al<Mg
(3) 氯化鋁是分子晶體,熔融狀態(tài)下不存在離子,不能導電 AD
(4) sp2 sp3 平面三角形 三角錐形
(5) 8
【詳解】(1)鐵元素為26號元素,其核外電子排布為1s22s22p63s23p63d6 4s2,鐵一中失去最外層2個電子后,再失去一個3d電子就形成Fe3+,故Fe3+的核外電子排布為:1s22s22p63s23p63d5。
(2)同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,故Na、Mg、Al基態(tài)原子第一電離能的大小關系是 Na<Al<Mg。
(3)氯化鋁的熔點是194℃,熔點較低,是分子晶體,由分子構成,熔融狀態(tài)不存在離子,不能導電,故不能用電解其來制備單質;Al和F之間是配位鍵,Na+和AlF是離子鍵,故選:AD。
(4)BF3中的中心B原子的價層電子對數(shù)=3+=3,沒有孤電子對,故B原子雜化類型為sp2雜化,分子的空間構型是平面三角形;H3O+的中心O原子的價層電子對數(shù)為=3+ =4,其VSEPR模型名稱為正四面體,但O原子上有一對孤對電子對,故該O原子的雜化類型為sp3,其空間構型為三角錐形。
(5)根據(jù)均攤法,I2分子分布在頂點和面心,即有,碘原子數(shù)為4×2=8;I2晶體的質量是,體積為,故該晶體的密度是。
這是一份新疆高考化學三年(2021-2023)模擬題匯編-19原子結構與性質,共28頁。試卷主要包含了單選題,結構與性質,填空題等內容,歡迎下載使用。
這是一份山西高考化學三年(2021-2023)模擬題匯編-19原子結構與性質,共31頁。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,結構與性質等內容,歡迎下載使用。
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