注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置。
2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?;卮鸱沁x擇題時(shí),將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無(wú)效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H1 B11 C12 N14 K39 Fe56 Se79
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(gè)選項(xiàng)符合題目要求。
1. 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. “雪花六出”體現(xiàn)了晶體的自范性
B. 防撞氣囊中的NaN3是一種含有共價(jià)鍵的離子化合物
C. 鈦鎂合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性是通過(guò)自由電子定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的
D. 冠醚(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過(guò)弱相互作用形成超分子
【答案】C
【解析】
【詳解】A.晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則和凸面體外形的性質(zhì),A正確;
B.防撞氣囊中的NaN3是一種含有共價(jià)鍵的離子化合物,鈉離子與之間為離子鍵,內(nèi)部為共價(jià)鍵,B正確;
C.金屬晶體的導(dǎo)熱是由于晶體內(nèi)部自由電子與金屬陽(yáng)離子的碰撞,能量發(fā)生轉(zhuǎn)移,C錯(cuò)誤;
D.超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間作用力形成的分子聚集體,分子間作用力是弱相互作用,冠醚(18-冠-6)的空穴大小為260~320pm,可以適配K+(276pm)、Rb+(304pm),冠醚與離子之間形成配位鍵,通過(guò)弱相互作用形成超分子,D正確;
故選C。
2. 下列化學(xué)用語(yǔ)錯(cuò)誤的是
A. NH3的VSEPR模型:
B. Cr3+的結(jié)構(gòu)示意圖:您看到的資料都源自我們平臺(tái),家威鑫 MXSJ663 免費(fèi)下載 C. 的名稱:3-甲基-4-乙基己烷
D. 用電子云輪廓圖表示HCl中σ鍵形成:
【答案】A
【解析】
【詳解】A. NH3的VSEPR模型為四面體,分子構(gòu)型為,故A錯(cuò)誤;
B. 鉻為24號(hào)元素,Cr3+的結(jié)構(gòu)示意圖:,故B正確;
C. 的主鏈為6個(gè)碳,名稱:3-甲基-4-乙基己烷,故C正確;
D. s電子云為球形,p電子云為啞鈴形,用電子云輪廓圖表示HCl中σ鍵的形成:,故D正確;
故選A。
3. 下列說(shuō)法正確的是
A. 元素周期表中,s區(qū)所含元素的種類最少
B. 鈉的焰色呈黃色的主要原因是電子躍遷時(shí)吸收了黃光以外的光
C. 若基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子,該原子一定屬于主族元素
D. 碳原子間能形成雙鍵而硅原子間難以形成,是因?yàn)樘嫉牡秒娮幽芰?qiáng)于硅
【答案】C
【解析】
【詳解】A.元素周期表中,s區(qū)所含元素的種類13種,ds區(qū)8種,所以ds區(qū)所含元素的種類最少,A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)堿金屬及其鹽在火焰上灼燒時(shí),原子中的電子吸收了能量,從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道,但處于能量較高軌道上的電子是不穩(wěn)定的,很快躍遷回能量較低的軌道,這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出,B錯(cuò)誤;
C.若基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子,價(jià)電子為ns2np3,一定屬于主族,C正確;
D.碳原子間能形成雙鍵而硅原子間難以形成,是因?yàn)樘嫉陌霃奖裙栊。軌蛲ㄟ^(guò)“肩并肩”形成π鍵,D錯(cuò)誤;
故選C。
4. 利用反應(yīng)CCl4+4Na4NaCl+C(金剛石)可實(shí)現(xiàn)人工合成金剛石。下列說(shuō)法正確的是
A. 反應(yīng)過(guò)程中有離子鍵的斷裂與形成
B. 熔點(diǎn):C(金剛石)>Na>NaCl>CCl4
C. NaCl晶體中,每個(gè)Cl–的周圍距離其最近的Cl–有6個(gè)
D. 金剛石晶胞中,若鍵長(zhǎng)為apm,則晶胞參數(shù)為apm
【答案】D
【解析】
【詳解】A.反應(yīng)過(guò)程中CCl4斷裂的是共價(jià)鍵,而生成NaCl是形成離子鍵,并沒有離子鍵的斷裂,故A錯(cuò)誤;
B.金剛石為共價(jià)晶體,NaCl為離子晶體,Na為金屬晶體,CCl4為分子晶體,一般而言熔點(diǎn)為共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體,則熔點(diǎn)C(金剛石)>NaCl>Na>CCl4,故B錯(cuò)誤;
C.NaCl晶體中,每個(gè)氯離子周圍距離最近的氯離子個(gè)數(shù),故每個(gè)周圍與它最接近且距離相等的有12個(gè),故C錯(cuò)誤;
D.由晶胞結(jié)構(gòu)可知金剛石晶胞中,最近的兩個(gè)碳原子間的距離為體對(duì)角線的,設(shè)晶胞參數(shù)為x,則,x=,故D正確;
故答案選D。
5. 噻唑()中所有原子在同一平面上,能與H2反應(yīng)生成四氫噻唑()。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 在水中的溶解度:四氫噻唑>噻唑()
B. 噻唑中S原子提供2個(gè)電子參與形成大π鍵
C. 四氫噻唑的熔點(diǎn)主要取決于范德華力
D. C-S-C鍵角:噻唑>四氫噻唑
【答案】C
【解析】
【詳解】A.四氫噻唑能與水分子間形成氫鍵,增大在水中溶解度,噻唑不能與水分子間形成氫鍵,所以在水中的溶解度:四氫噻唑>噻唑(),A正確;
B.噻唑中S原子有2對(duì)孤電子對(duì),其中S提供2個(gè)電子,其他元素提供1個(gè)電子參與形成的的大π鍵,B正確;
C.四氫噻唑存在分子間氫鍵,四氫噻唑的熔點(diǎn)主要取決于分子間氫鍵,C錯(cuò)誤;
D.噻唑中與S相連的C為sp2雜化,鍵角較小,四氫噻唑中與S相連的C為sp3雜化,鍵角較大,所以C-S-C鍵角:噻唑>四氫噻唑,D正確;
故選C。
6. 在HY沸石催化作用下,丙烯與萘反應(yīng)可生成二異丙基萘M和N。下列說(shuō)法正確的是
A. 上述反應(yīng)中,丙烯僅π鍵發(fā)生斷裂
B. 萘的二溴代物有13種
C. M中所有碳原子可能共平面
D. 萘、M、N互為同系物
【答案】A
【解析】
【詳解】A.上述反應(yīng)屬于加成反應(yīng),是因?yàn)楸┨继茧p鍵中的π鍵不穩(wěn)定,容易斷裂,發(fā)生加成反應(yīng),則丙烯僅π鍵發(fā)生斷裂,A正確;
B.根據(jù)“定一移一法”確定萘的二溴代物數(shù)目,萘分子有兩條對(duì)稱軸,則一溴代物有兩種(),當(dāng)一個(gè)溴原子在a位上時(shí),另一個(gè)溴原子的位置有7種();當(dāng)一個(gè)溴原子在b位上時(shí),另一個(gè)溴原子的位置有3種(),則萘的二溴代物有7+3=10種,B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)檩练肿又械?0個(gè)碳原子共平面,單鍵可以旋轉(zhuǎn),異丙基中最多有2個(gè)碳原子與苯環(huán)共平面,則M分子中最多有14個(gè)碳原子共平面,不可能所有碳原子共平面,C錯(cuò)誤;
D.萘、M、N分子式分別為C10H8、C16H20、C16H20,則萘與M或N互為同系物,M和N互為同分異構(gòu)體,D錯(cuò)誤;
故選A。
7. 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配錯(cuò)誤的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【詳解】A.F-F的鍵長(zhǎng)短原子核距離近,同種電荷排斥力強(qiáng),勢(shì)能大使內(nèi)能也較大,Cl-Cl鍵,原子核距離遠(yuǎn),同種電荷排斥力小,勢(shì)能小使內(nèi)能也較小,所以鍵能:F-F<Cl-Cl,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.由于半徑OH2S,選項(xiàng)B正確;
C.含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基(羥基為-OH)氧原子數(shù)越多,該含氧酸的酸性越強(qiáng),所以含氧酸的通式可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n值越大,酸性越強(qiáng),酸性由強(qiáng)到弱:HClO3<HClO4,選項(xiàng)C正確;
D.正戊烷和新戊烷形成的晶體都是分子晶體,由于新戊烷支鏈多,對(duì)稱性好,分子間作用力小,所以沸點(diǎn)較低,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選A
8. PCl5晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. PCl5晶體熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
B. 基態(tài)Cl原子核外有5種能量不同的電子
C. NCl5不能穩(wěn)定存在的原因是N價(jià)層只有4個(gè)原子軌道
D. 違反了能量最低原理
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由圖可知,PCl5晶體是由和兩種離子構(gòu)成的,熔融狀態(tài)中有自由移動(dòng)的離子,能導(dǎo)電,A正確;
B.基態(tài)Cl原子核外電子排布為1s22s22p63s23p5,原子核外有5種能量不同的電子,B正確;
C.基態(tài)N原子價(jià)電子為,N價(jià)層只有4個(gè)原子軌道,故NCl5不能穩(wěn)定存在的,C錯(cuò)誤;
D.洪特規(guī)則是指在相同能量的軌道上,電子總是盡可能分占不同的軌道且自旋方向相同;違反了洪特規(guī)則,D錯(cuò)誤;
故選D。
9. 某共價(jià)化合物結(jié)構(gòu)如圖。X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W的原子序數(shù)等于X與Y的原子序數(shù)之和。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 原子半徑:W>X>Y>ZB. 氫化物的沸點(diǎn):Y>X
C. 簡(jiǎn)單陰離子的還原性:Y>ZD. 最高價(jià)含氧酸的酸性:X>W
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W原子序數(shù)最大且形成4個(gè)共價(jià)鍵,W為硅;W的原子序數(shù)等于X與Y的原子序數(shù)之和,Y形成2個(gè)共價(jià)鍵、X形成4個(gè)共價(jià)鍵,則C為碳、Y為氧;Z形成1個(gè)共價(jià)鍵,Z為氟;
【詳解】A.電子層數(shù)越多半徑越大,電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越??;原子半徑:Si>C>O>F,A正確;
B.不確定是否為簡(jiǎn)單氫化物,不能判斷其沸點(diǎn),碳可以形成沸點(diǎn)較高的有機(jī)化合物,B錯(cuò)誤;
C.非金屬性氟大于氧,則對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單陰離子的還原性:O2->F-,C正確;
D.非金屬性碳大于氧,非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),故酸性H2CO3>H2SiO3,D正確;
故選B。
10. 石墨烯(單層石墨)與H2在一定條件下反應(yīng)可合成新材料石墨烷[(CH)x],其局部結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是
A. 石墨烯和石墨烷都屬于有機(jī)物
B. 13g石墨烷中含有2.5ml共價(jià)單鍵
C. 石墨烯和石墨烷均具有導(dǎo)電性
D. 石墨烯轉(zhuǎn)化為石墨烷的過(guò)程中,相鄰碳原子間的距離不變
【答案】B
【解析】
【詳解】A.石墨烯為無(wú)機(jī)物,A錯(cuò)誤;
B.13g石墨烷物質(zhì)的量ml,共價(jià)鍵的數(shù)目為ml,所以13g石墨烷中含有2.5ml共價(jià)單鍵,B正確;
C.石墨烷不具備導(dǎo)電性,C錯(cuò)誤;
D.石墨烯(sp2雜化)轉(zhuǎn)化為石墨烷(sp3雜化)的過(guò)程中,相鄰碳原子間的距離變遠(yuǎn),D錯(cuò)誤;
故選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(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。
11. 根據(jù)物質(zhì)及結(jié)構(gòu)分析,下列推斷錯(cuò)誤的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.共價(jià)單鍵是σ鍵,雙鍵中含有1個(gè)σ鍵,則N-甲基咪唑中σ鍵的數(shù)目為9,A錯(cuò)誤;
B.鄰羥基苯甲酸分子中的羥基和羧基可形成分子內(nèi)氫鍵,不能形成分子間氫鍵,B錯(cuò)誤;
C.肉桂酸乙酯中碳碳雙鍵的每個(gè)碳原子上連有不同的原子或原子團(tuán),則存在順?lè)串悩?gòu),C正確;
D.由CrO5結(jié)構(gòu)可知,Cr形成6個(gè)共用電子對(duì),則CrO5中Cr的化合價(jià)為+6價(jià),D正確;
故選AB。
12. 三氟化氯(ClF3)是極強(qiáng)助燃劑,能自耦電離:2ClF3ClF+ClF,其分子空間結(jié)構(gòu)如圖。下列推測(cè)合理的是
A. ClF3分子是含有極性鍵的非極性分子
B. BrF3比ClF3更易發(fā)生自耦電離
C. ClF3水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HCl和HFO
D. ClF與H2O、ClF與CCl4的空間結(jié)構(gòu)分別相同
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖可知,三氟化氯是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的三角錐形分子,屬于含有極性鍵的極性分子,故A錯(cuò)誤;
B.溴元素的電負(fù)性小于氯元素,溴氟鍵的極性強(qiáng)于氯氟鍵,則三氟化溴比三氟化氯更易發(fā)生自耦電離,故B正確;
C.ClF3水解反應(yīng)的產(chǎn)物有HF、HCl和二氟化氧,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)等電子體原理判斷分子的空間結(jié)構(gòu),ClF與H2O具有相同的原子數(shù),但價(jià)電子數(shù)不一樣,不是等電子體,所以空間結(jié)構(gòu)不同, ClF與CCl4具有相同的原子數(shù),但價(jià)電子數(shù)不同,所以空間結(jié)構(gòu)不同,故D錯(cuò)誤;
故選B。
13. 某含Ru(Ⅱ)的催化劑(用[L-Ru-NH3]+表示)高效電催化氧化NH3合成N2H4的反應(yīng)機(jī)理如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 反應(yīng)過(guò)程中沒有非極性鍵的斷裂
B. 反應(yīng)過(guò)程中所有氮的雜化方式相同
C. M與[L-Ru-NH2]+中Ru的化合價(jià)相同
D. Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后,N-H鍵的極性減弱
【答案】CD
【解析】
【分析】為NH3合成N2H4的催化劑,整個(gè)反應(yīng)機(jī)理中,Ru在+2價(jià)與+3價(jià)之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,在,為+3價(jià),其他含Ru的物質(zhì)中為+2價(jià),過(guò)程沒有非極性鍵斷裂,但有非極性鍵生成,據(jù)此回答。
【詳解】A.由反應(yīng)機(jī)理可知,反應(yīng)過(guò)程中沒有非極性鍵的斷裂,A正確;
B.反應(yīng)過(guò)程中所有氮的雜化方式相同,均為sp3雜化,B正確;
C.變?yōu)镸時(shí),N原子的孤電子對(duì)拆為2個(gè)電子并轉(zhuǎn)移給Ru1個(gè)電子,其中Ru的化合價(jià)變?yōu)?2,因此M與中Ru化合價(jià)不同,C錯(cuò)誤;
D.Ru(Ⅱ)被氧化Ru(Ⅲ)至后,中的Ru帶有更多的正電荷,其與N原子成鍵后,Ru(Ⅲ)吸引電子的能力比Ru(Ⅱ)強(qiáng),這種作用使得配體NH3中的N-H鍵極性變強(qiáng),D錯(cuò)誤;
故選CD。
14. 某鋰電池的負(fù)極材料由鋰原子嵌入石墨烯層間形成,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 該晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)iC6
B. 1號(hào)、2號(hào)Li之間的距離為
C. 圖乙可表示該化合物沿z軸的局部投影圖
D. 利用X射線衍射實(shí)驗(yàn)可測(cè)得晶胞參數(shù)α、β、γ
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)的鋰原子個(gè)數(shù)為8×=1,位于面上和體內(nèi)的碳原子個(gè)數(shù)為8×+2=6,則晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)iC6,故A正確;
B.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞的底面是夾角不是90o的平行四邊形,1號(hào)、2號(hào)鋰原子之間的距離為面對(duì)角線,由碳原子之間的距離為apm可知,晶胞的邊長(zhǎng)為3apm,則1號(hào)、2號(hào)鋰原子之間的距離不可能為,故B錯(cuò)誤;
C.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,化合物L(fēng)iC6沿z軸的局部投影圖為,故C錯(cuò)誤;
D.由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞的底面是夾角不是90o的平行四邊形,所以可以利用X射線衍射實(shí)驗(yàn)可測(cè)得晶胞參數(shù)α、β、γ,故D正確;
故選BC。
15. 某種新型儲(chǔ)氫材料(摩爾質(zhì)量為188g?ml–1)的立方晶胞如圖,該晶胞可儲(chǔ)存6個(gè)氫原子。已知M核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多4,標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為ρg?cm–3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A. 晶胞中[M(NH3)6]n+和[BH4]–的配位數(shù)相同
B. M離子最外層電子排布式為3s23p63d6
C. 在晶胞體對(duì)角線的一維空間上會(huì)出現(xiàn)的排布規(guī)律
D. 該材料的儲(chǔ)氫能力[]為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.晶胞中以底面面心的[M(NH3)6]n+的為例,上下層各有四個(gè)相鄰其最近的[BH4]–,其配位數(shù)為8;[BH4]–位于4個(gè)[M(NH3)6]n+構(gòu)成的四面體中,其配位數(shù)為4,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)“均攤法”,晶胞中含個(gè)[M(NH3)6]n+、8個(gè)[BH4]–,則化學(xué)式為[M(NH3)6][BH4]2,且n=2,已知摩爾質(zhì)量為188g?ml–1,則M的相對(duì)原子質(zhì)量為56,已知M核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多4,M為26號(hào)元素鐵原子失去2個(gè)電子形成的亞鐵離子,亞鐵離子最外層電子排布式為3s23p63d6,B正確;
C.晶胞體心沒有[M(NH3)6]n+離子,則在晶胞體對(duì)角線的一維空間上會(huì)出現(xiàn) 的排布規(guī)律,C錯(cuò)誤;
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為ρg?cm–3,該晶胞可儲(chǔ)存6個(gè)氫原子,則該材料的儲(chǔ)氫能力為,D正確;
故選BD。
三、非選擇題:本題共5小題,共60分。
16. 有機(jī)物W的一種合成路線如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)X的分子式為___________,分子中采用sp2與sp3雜化的原子個(gè)數(shù)之比為___________。
(2)下列有關(guān)Y的說(shuō)法錯(cuò)誤的是___________(填標(biāo)號(hào))。
a.按碳骨架分類,Y屬于脂環(huán)烴 b.分子中含有2個(gè)手性碳原子
c.五元環(huán)上的一氯代物有3種 d.分子中的C-O鍵、O-H鍵在化學(xué)反應(yīng)中易斷裂
(3)Z中只含碳、氫、氧三種元素,其分子模型如圖所示(圖中小球表示原子,球與球之間的短線代表單鍵或雙鍵)。Z中的極性鍵有___________種,所含官能團(tuán)的名稱為___________。
(4)有機(jī)物A屬于醇類,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________;寫出符合下列條件的W的同分異構(gòu)體___________(填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,不考慮立體異構(gòu))。
①含-COOH和-CHO;②含五元碳環(huán)結(jié)構(gòu)
【答案】16. ①. C6H10O ②. 2:5
17. ac 18. ①. 4 ②. 羧基、酮羰基
19. ①. CH3OH ②. 、、
【解析】
【分析】X與通過(guò)兩步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Y,Y與KMnO4發(fā)生氧化反應(yīng)生成Z,Z與CH3OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成W,據(jù)此回答;
【小問(wèn)1詳解】
①根據(jù)分析可知X的分子式為C6H10O;
②分子中采用sp2有2個(gè)C,sp3有4個(gè)C與1個(gè)O,原子個(gè)數(shù)之比為2:5;
【小問(wèn)2詳解】
a.按碳骨架分類,Y中含氧,不屬于烴,a錯(cuò)誤;
b.分子中含有2個(gè)手性碳原子,分別是與-OH相連C和與-CH2OH相連C,b正確;
c.五元環(huán)沒有對(duì)稱結(jié)構(gòu),所以環(huán)上的一氯代物有5種,c錯(cuò)誤;
d.分子中的C-O鍵斷裂能發(fā)生消去反應(yīng)、O-H鍵斷裂能發(fā)生氧化反應(yīng),d正確,
故選ac。
【小問(wèn)3詳解】
根據(jù)圖可知,物質(zhì)為Z為,極性鍵有C-O、O-H、C=O、C-H共4種;
②所含官能團(tuán)的名稱為羧基、酮羰基;
【小問(wèn)4詳解】
①根據(jù)分析可知A為CH3OH;
②含-COOH和-CHO且含五元碳環(huán)結(jié)構(gòu),符合下列條件的W的同分異構(gòu)體有:、、。
17. W、X、Y、Z、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W的核外電子只有一種自旋方向;Y、Z、R在元素周期表中相鄰,X的核外電子數(shù)與Y的價(jià)層電子數(shù)相等,R2是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì),回答下列問(wèn)題:
(1)由X原子核形成的三種微粒,電子排布式分別為:①1s22s2、②1s22s22p1、③1s22s12p2,有關(guān)這些微粒的敘述正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。
a.得電子能力:②>① b.表示基態(tài)原子(或離子)的是:①②
c.微粒半徑:①>② d.電離一個(gè)電子所需最低能量:①>②>③
(2)YR3是一種重要的電子工業(yè)材料。分子的極性:YR3___________XR3(填“>”或“ ②. F的電負(fù)性比N大,N-F鍵成鍵電子偏向于F,導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤電子對(duì)吸引能力增強(qiáng),難以形成配位鍵
(3) ①. 3 ②. sp、sp2 ③.
(4) ①. 3 ②.
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W的核外電子只有一種自旋方向,則W為H元素;Y、Z、R在元素周期表中相鄰,X的核外電子數(shù)與Y的價(jià)層電子數(shù)相等,R2是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì),則Y為N元素、Z為O元素、R為F元素;X元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p1,則X為B元素。
【小問(wèn)1詳解】
由電子排布式可知,①為基態(tài)B+離子、②為基態(tài)硼原子、③為激發(fā)態(tài)硼原子;
a.B+離子易得到1個(gè)電子形成硼原子,所以B+離子的得到電子的能力強(qiáng)于硼原子,故錯(cuò)誤;
b.由分析可知,①為基態(tài)B+離子、②為基態(tài)硼原子,故正確;
c.原子失去電子形成的陽(yáng)離子的離子半徑小于原子的原子半徑,則B+離子的微粒半徑小于硼原子,故錯(cuò)誤;
d.基態(tài)硼原子的能量低于激發(fā)態(tài)硼原子,電離一個(gè)電子所需最低能量高于激發(fā)態(tài)硼原子,基態(tài)B+離子的2s軌道為穩(wěn)定的全充滿結(jié)構(gòu),較難失去1個(gè)電子,則電離一個(gè)電子所需最低能量高于基態(tài)硼原子,所以電離一個(gè)電子所需最低能量的大小順序?yàn)棰?②>③,故正確;
故選ad;
【小問(wèn)2詳解】
三氟化硼分子中硼原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為平面三角形,屬于結(jié)構(gòu)對(duì)稱的非極性分子,三氟化氮分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1,分子的空間構(gòu)型為三角錐形,屬于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的極性分子,所以三氟化氮的極性大于三氟化硼;F元素的電負(fù)性比元素大,N-F三氟化氮分子中氮氟鍵的成鍵電子偏向于氟原子,導(dǎo)致分子中氮原子核對(duì)孤電子對(duì)吸引能力增強(qiáng),難以提供孤對(duì)電子形成配位鍵,所以氨分子易與過(guò)渡金屬陽(yáng)離子形成配離子而三氟化硼不能,故答案為:>;F的電負(fù)性比N大,N-F鍵成鍵電子偏向于F,導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤電子對(duì)吸引能力增強(qiáng),難以形成配位鍵;
【小問(wèn)3詳解】
同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),元素的第一電離能大于相鄰元素,則氬元素、氟元素、氮元素的第一電離能大于氧元素;NO離子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,氮原子的雜化方式為sp雜化,離子的空間結(jié)構(gòu)為直線形,電子式為,NO離子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,氮原子的雜化方式為sp2雜化,則五氧化二氮分子中氮原子的雜化方式為sp、sp2雜化,故答案為:3;sp、sp2;;
【小問(wèn)4詳解】
由化合價(jià)代數(shù)和為0可得:(+3) ×3+(—2) ×6=—n,解得B3O中n=3,由共價(jià)鍵的飽和性可知,B3O中硼原子形成3個(gè)共價(jià)鍵、氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,則只有一個(gè)正六元環(huán)的陰離子的結(jié)構(gòu)式為,故答案為:3;。
18. 由Sn、V、Gd等元素組成釩基籠目金屬在超導(dǎo)電性方面有廣闊的應(yīng)用前景?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)Sn與C同主族,基態(tài)Sn原子的價(jià)電子排布式為___________,Sn和Cl2反應(yīng)會(huì)生成SnCl2和SnCl4。SnCl2(s)以線性聚合狀態(tài)存在,其結(jié)構(gòu)如圖。
Cl-Sn-Cl鍵角:SnCl2(s)___________SnCl4(填“>”或“Cu2+,Cu+的3d10全滿狀態(tài)更穩(wěn)定
20. ①. 5 ②. 、CH3COO–
21. ①. 不能采用“無(wú)隙并置”地在晶體中重復(fù)出現(xiàn) ②. ③. 50% ④.
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
Cu原子序數(shù)29,價(jià)電子排布式:,位于周期表ds區(qū);銅原子失去1個(gè)電子形成Cu+,價(jià)電子排布式為3d10,3d軌道為穩(wěn)定的全充滿結(jié)構(gòu),不易失去電子;
【小問(wèn)2詳解】
Cu與4個(gè)O和1和N形成共價(jià)鍵,說(shuō)明Cu2+的配位數(shù)是5;結(jié)合配合物X示意圖可知,兩種配體分別為:、CH3COO–;
【小問(wèn)3詳解】
如圖所示結(jié)構(gòu)單元不能作為CuFeS2晶胞的原因:不能采用“無(wú)隙并置”地在晶體中重復(fù)出現(xiàn);N點(diǎn)位于晶胞體心,X點(diǎn)S原子位于A半個(gè)晶胞體對(duì)角線的的位置,根據(jù)M點(diǎn)、N點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0,0,0)、及晶胞參與可知,X點(diǎn)硫原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,該晶胞結(jié)構(gòu)中由Cu和Fe形成了16個(gè)四面體間隙,其中8個(gè)填充的S,即晶胞中四面體空隙的占有率為50%;晶胞中硫原子間的最短距離為晶胞體底面對(duì)角線的一半,距離為:;
20. 鐵的化合物種類繁多,應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題:
(1)某含F(xiàn)e2+的結(jié)晶水合物的結(jié)構(gòu)片段如圖所示(球與球之間的短線代表單鍵或雙鍵)。
該結(jié)晶水合物的化學(xué)式為___________,其中Fe2+和H2O之間的作用力類型為___________。
(2)南開大學(xué)某課題組成功合成無(wú)機(jī)二茂鐵的配離子[FeP8]2–,其中環(huán)狀配體P以π電子參與配位,結(jié)構(gòu)如圖。該配離子中與Fe2+形成配位鍵的電子共有___________個(gè),P原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)___________(填標(biāo)號(hào))。
A.3s軌道 B.3p軌道 C.sp2雜化軌道 D.sp3雜化軌道
(3)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。由鐵、鉀、硒形成的一種超導(dǎo)材料的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下表所示。
晶胞中Fe的數(shù)目為___________,距離K(0.5,0.5,0.5)最近的Se的數(shù)目為___________,該晶體的密度ρ=___________g·cm–3.(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,用含a、c、NA的計(jì)算式表示),該晶胞在yz平面投影為___________(填標(biāo)號(hào))。
A. B. C. D.
【答案】(1) ①. FeC2O4?2H2O ②. 配位鍵
(2) ①. 12 ②. C
(3) ①. 4 ②. 8 ③. ④. B
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
①根據(jù)結(jié)構(gòu)片段的最小重復(fù)單元可以看出,白球是Fe2+,每個(gè)Fe2+結(jié)合兩個(gè)結(jié)構(gòu),又被兩個(gè)Fe2+共有,所以亞鐵離子與草酸根離子為1:1,化學(xué)式為:FeC2O4?2H2O;
②其中Fe2+和H2O之間的作用力為配位鍵;
【小問(wèn)2詳解】
①根據(jù)的結(jié)構(gòu)可知,環(huán)狀配體以π電子參與配位,每個(gè)P形成兩根共價(jià)鍵,一對(duì)孤電子,還余下的1個(gè)電子形成π鍵,形成的大π鍵,所以該配離子中與Fe2+形成配位鍵的電子共有12個(gè);
②每個(gè)P形成兩個(gè)б鍵,一對(duì)孤電子,還余下的1個(gè)電子形成π鍵,所以為sp2雜化,選C;
【小問(wèn)3詳解】
根據(jù)原子坐標(biāo)可知,白球?yàn)镵,小黑球是Se,灰球?yàn)镕e,K在頂點(diǎn)和體心,均攤為2個(gè),Se在面上,均攤為4個(gè),F(xiàn)e在棱心和內(nèi)部,均攤為4個(gè),據(jù)此回答。
①晶胞中Fe的數(shù)目為4個(gè);
②面上8個(gè)Se與K(0.5,0.5,0.5)距離最近,所以Se的數(shù)目為8個(gè);
③晶胞質(zhì)量為g,晶胞體積為cm3,則該晶體的密度ρ=;
④該晶胞在yz平面投影,即是從右面看,圖為,選B。選項(xiàng)
性質(zhì)差異
結(jié)構(gòu)因素
A
鍵能:F-F鍵H2S
半徑:O

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