
可能用到的相對原子質(zhì)量: H-1 C-12 O-16 N--14 Na-23 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷(選擇題,共48分)
一、選擇題(本題包括16小題,每小題3分,共48分。請選擇一個最佳選項作答)
1.以下能級符號不正確的是
A. 3s B. 3d C. 3p D. 3f
【答案】D
【解析】
【詳解】第三能層能級數(shù)為3,分別是3s、3p、3d,故D項錯誤。
故選D。
2.下列有關(guān)化學用語使用正確的是
A. 基態(tài)碳原子的價電子軌道表示式為
B. NH4Cl 的電子式:
C. HClO的結(jié)構(gòu)式:H—Cl—O
D. Cr原子的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d44s2
【答案】A
【解析】
【詳解】A. 碳的原子序數(shù)為6,價電子排布為2s22p2,基態(tài)碳原子的價電子軌道表示式為,故A正確;
B. NH4Cl 的電子式:,故B錯誤;
C. HClO的結(jié)構(gòu)式: H—O—Cl,故C錯誤;
D. Cr原子的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d54s1,故D錯誤;
故選A。
3.配位化合物的數(shù)量巨大,組成和結(jié)構(gòu)形形色色,豐富多彩。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、 配體和配位數(shù)分別為
A. Cu+ NH3 4 B. Cu2+ NH3 4 C. Cu2+ OH- 2 D. Cu2+ NH3 2
【答案】B
【解析】
【詳解】配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子為Cu2+,配體為NH3,配位數(shù)為4,故B正確;
故選B。
4.下列分子中含有“手性”碳原子的是
A. CH3CH2OH B. CH3CHO C. H2N-CH2-COOH D.
【答案】D
【解析】
【詳解】A. CH3CH2OH中,兩碳原子所連接的四個原子或基團都有一樣的,沒有手性碳原子,故A錯誤;
B. CH3CHO中一個碳原子為不飽和碳原子,另一個碳原子所連接的四個原子或基團有3個是一樣的,沒有手性碳原子,故B錯誤;
C. H2N-CH2-COOH中一個碳原子為不飽和碳原子,另一個碳原子所連接的四個原子或基團有2個是一樣的,沒有手性碳原子,故C錯誤;
D. 中間的碳原子連有四個不同的原子或基團,該碳原子具有手性,故D正確;
故選D。
【點睛】手性碳原子是指人們將連有四個不同原子或基團的碳原子形象地稱為手性碳原子,常以*標記手性碳原子。
5.下列物質(zhì)分子中既有σ鍵,又有π鍵的
①HCl ②H2O ③N2 ?、蹸2H2 ⑤C2H4
A. ①②③ B. ③④⑤ C. ①③ D. ④⑤
【答案】B
【解析】
【詳解】①HCl中只有共價單鍵,則只有σ鍵;
②H2O中只有共價單鍵,則只有σ鍵;
③N2中氮氮三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵;
④C2H2中含碳碳三鍵,三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵;
⑤C2H4中含碳碳雙鍵,雙鍵中有1個σ鍵和一個π鍵;
則分子中既有σ鍵,又有π鍵的是③④⑤,
故選B。
6.下列各組物質(zhì)中,由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的非極性分子是( )
A. B. C. D. NaOH
【答案】A
【解析】
A. 分子中有碳碳叁鍵和碳氫鍵,既有極性鍵又有非極性鍵,分子呈對稱的直線形,故其屬于非極性分子; B. 分子中只有氮氫鍵,是由極性鍵構(gòu)成的極性分子;C. 分子中只有氮氫鍵,是由極性鍵構(gòu)成的極性分子; D. NaOH是離子化物,其中含離子鍵和極性鍵。本題選A。
點睛:同種元素原子之間形成的共價鍵是非極性鍵,不同種元素的原子之間形成的共價鍵是極性鍵。若分子正負電荷的中心是重合的,則該分子為非極性分子,否則為極性分子。
7.下列有關(guān)共價鍵和鍵參數(shù)的說法不正確的是
A. 一個乙烯(C2H4)分子中含有5個σ 鍵和1個π 鍵
B. C-H鍵比Si-H鍵鍵長更短,故CH4比SiH4更穩(wěn)定
C. 由于孤電子對的存在,H2O分子的鍵角小于109°28′
D. 碳碳雙鍵比碳碳單鍵鍵能更大,故碳碳雙鍵更穩(wěn)定
【答案】D
【解析】
【詳解】A. 一個乙烯(C2H4)分子中含有4個C-H,1個碳碳雙鍵,單鍵是σ 鍵,雙鍵中有1個σ鍵和一個π鍵,故A正確;
B. C-H鍵比Si-H鍵鍵長短,則C-H鍵比Si-H鍵鍵能大,故CH4比SiH4更穩(wěn)定,故B正確;
C. O中有兩對孤電子對,O的價層電子對數(shù)為4,根據(jù)價層電子對互斥理論,孤電子對間的排斥作用>孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用>成鍵電子對間的排斥作用,H2O分子的鍵角小于109°28′,為104.5°,故C正確;
D. 碳碳雙鍵比碳碳單鍵鍵能大,但碳碳雙鍵中含有1個σ鍵和一個π鍵,碳碳單鍵只含有1個σ鍵,碳碳雙鍵中的π鍵易斷裂,所以碳碳單鍵更穩(wěn)定,故D錯誤;
故選D
【點睛】碳碳雙鍵中含有1個σ鍵和一個π鍵,碳碳單鍵只含有1個σ鍵,鍵長和鍵能決定分子的穩(wěn)定性,鍵角和鍵長決定分子的空間構(gòu)型。
8.下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)說法正確的是
A. 氯化鈉固體中的離子鍵在溶于水時被破壞
B. 碘升華時克服了共價鍵和分子間作用力
C. 含極性鍵的共價化合物一定是電解質(zhì)
D. HF的分子間作用力大于HCl,故HF比HCl更穩(wěn)定
【答案】A
【解析】
【詳解】A.氯化鈉是由離子鍵構(gòu)成的離子晶體,當固體在溶于水時離子鍵被破壞,故A正確;
B.碘是由分子組成的物質(zhì),升華時破壞的是分子間作用力,與分子內(nèi)的共價鍵無關(guān),故B錯誤;
C.含極性鍵的共價化合物可能是電解質(zhì),也可能是非電解質(zhì)。如H2O是電解質(zhì)。CCl4是非電解質(zhì),二者都含有極性共價鍵,故C錯誤;
D. HF的分子內(nèi)共價鍵鍵能大于HCl,故HF比HCl更穩(wěn)定,故D錯誤;
故選A。
【點睛】本題考查了化學鍵、分子間作用力、離子鍵等,側(cè)重考查學生對概念的辨別能力,共價化合物不一定是電解質(zhì),如二氧化碳、氨氣是非電解質(zhì)。
9.下列有關(guān)描述正確的是
A. 第一電離能:B>Be>Li
B. 電負性:F>N>O
C. 前四周期的元素中,未成對電子數(shù)等于其電子層數(shù)的元素共有5種
D. NH4+與H3O+均為10e-,它們互為等電子體
【答案】C
【解析】
【詳解】A、同一周期內(nèi)元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折,當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空(p0,d0,f0)、半滿(p3,d5,f7)或全滿(p6,d10,f14)結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,元素的第一電離能較大。特例是第二主族的第一電離能大于第三主族,第五主族的第一電離能大于第六主族。Be位于第2周期第ⅡA族,B位于第2周期第ⅢA族,所以第一電離能Be>B,故A錯誤;
B、同一周期,從左到右元素電負性遞增,所以電負性:F>O>N,故B錯誤;
C、前四周期的元素中,未成對電子數(shù)等于其電子層數(shù)的元素有H、C、O、P、Fe共有五種,故C正確;
D、NH4+與H3O+均為10電子粒子,但原子個數(shù)不等,不是等電子體,故D錯誤;
綜上所述,本題應(yīng)選C。
【點睛】第一電離能大小比較方法為:同一周期內(nèi)元素的第一電離能在總體增大的趨勢中有些曲折,當外圍電子在能量相等的軌道上形成全空(p0,d0,f0)、半滿(p3,d5,f7)或全滿(p6,d10,f14)結(jié)構(gòu)時,原子的能量較低,元素的第一電離能較大。特例是第二主族的第一電離能大于第三主族,第五主族的第一電離能大于第六主族。
電負性大小比較方法為:同一周期,從左到右元素電負性遞增。同一主族,自上而下元素電負性遞減。
10.已知以下反應(yīng)中的四種物質(zhì)由三種元素組成,其中a的分子空間構(gòu)型為正四面體形,一個a分子含有10e-,組成b物質(zhì)的元素為第3周期元素。下列判斷正確的是
A. 四種分子中的化學鍵均是極性鍵
B. a、c分子中中心原子均采用sp3雜化
C. 四種分子中既有σ鍵,又有π鍵
D. b、d分子中共價鍵的鍵能:b>d
【答案】B
【解析】
【詳解】a的分子空間構(gòu)型為正四面體形,一個a分子含有10e-,則a為CH4;組成b物質(zhì)的元素為第3周期元素,b為Cl2;c為CH3Cl,d為HCl;
A. b是氯與氯形成的非極性共價鍵,故A錯誤;
B. 甲烷中碳與氫形成4個碳氫σ鍵、一氯甲烷分子中形成三個碳氫σ鍵和一個碳氯σ鍵,中心原子均為sp3雜化,故B正確;
C. 四種分子都無π鍵,故C錯誤;
D. 氯的原子半徑大于氫原子半徑,共價鍵的鍵長越短,鍵能越高,所以氯氣分子中的氯氯鍵的鍵能小于氯化氫分子中的氫氯鍵共價鍵的鍵能,故D錯誤;
故選B。
11.已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ·mol-1。請根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷,錯誤的是 ( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A. 元素X的常見化合價是+1價
B. 元素Y是ⅢA族元素
C. 元素X與氯形成化合物時,化學式可能是XCl
D. 若元素Y處于第三周期,它可與冷水劇烈反應(yīng)
【答案】D
【解析】
【詳解】A項,由元素X的電離能可知,X元素極易失去第一個電子,所以常見化合價為+1價,故A項正確;
B項,根據(jù)元素Y的電離能可知,Y元素的最外層只有三個電子,且Y是主族元素,則元素Y是第ⅢA族元素,故B項正確;
C項,由元素X的電離能可知,X元素極易失去第一個電子,所以常見化合價為+1價,可能與氯形成化合物XCl,故C項正確;
D項,根據(jù)元素Y的電離能可知,Y元素的最外層只有三個電子,若Y處于第三周期,則Y為Al,而鋁不能與冷水反應(yīng),故D項錯誤。
綜上所述,本題正確答案為D。
12.五種短周期元素的某些性質(zhì)如表所示(其中只有W、Y、Z為同周期元素)。下列說法正確的是
元素代號
X
W
Y
Z
Q
原子半徑(×10-12m)
37
64
66
70
154
主要化合價
+1
-1
-2
+5、-3
+1
A. W的最高正價為十7
B. 由Q 與Y 形成的化合物中只存在離子鍵
C. Z與X之間形成的化合物具有還原性
D. 由X、Y、Z 三種元素形成的化合物的水溶液一定呈堿性
【答案】C
【解析】
【分析】
根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,X的原子半徑最小,且其正化合價為+1,則X位于第IA族;W、Y、Z為同周期元素,根據(jù)其化合價知,W為第VIIA族、Y為第VIA族、Z為第VA族元素,Q為第IA族元素,其原子半徑最大,且為短周期元素,所以Q是Na元素,W、Y、Z都屬于第二周期元素,所以W是F元素、Y是O元素、Z是N元素,X原子半徑小于W,所以X是H元素,
【詳解】A. W是F元素,F(xiàn)沒有正價,故A錯誤;
B. Y是O元素、Q是Na元素,二者能形成Na2O、Na2O2,Na2O中只存在離子鍵,Na2O2中存在離子鍵和共價鍵,故B錯誤;
C. Z與X之間形成的化合物是NH3,氨氣中N元素處于最低價態(tài),所以氨氣具有還原性,故C正確;
D. 由H、O、N三種元素形成的化合物中硝酸銨和硝酸的水溶液均為酸性,故D錯誤;
故選C。
【點睛】原子的電子層數(shù)越大,其原子半徑越大,同一周期元素中,原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小,在短周期元素中,元素的最高正化合價與其族序數(shù)相等,最低負化合價=族序數(shù)-8。
13.X、Y、Z、M、W為五種短周期元素。X原子的質(zhì)子數(shù)與電子層數(shù)相同,W原子核外電子數(shù)是M原子最外層電子數(shù)的2倍,Y、Z、M、W在周期表中的相對位置如圖所示。下列說法不正確的是
A. 原子半徑:W>Y>Z>M>X
B. 熱穩(wěn)定性:XM>X2Z,沸點:X2Z>YX3
C. X、Y、Z三種元素形成的化合物中不可能含離子鍵
D. YM3、WM4分子中每個原子最外層均滿足8電子結(jié)構(gòu)
【答案】C
【解析】
X原子的質(zhì)子數(shù)與電子層數(shù)相同,則X為H;W原子核外電子數(shù)是M原子最外層電子數(shù)的2倍,W為Si,Y為N,Z為O,M為F。電子層數(shù)越多,原子半徑越大,同周期元素,從左到右,原子半徑逐漸減小,則原子半徑:Si>N>O>F>H,A正確;非金屬性:F>O,熱穩(wěn)定性:HF>H2O,常溫常壓下,水是液體,而NH3是氣體,沸點:H2O>NH3,B正確; H、N、O可形成NH4NO3離子型化合物,含有離子鍵,C錯誤; NF3、SiF4分子中每個原子最外層均滿足8電子結(jié)構(gòu),D正確。
14.[Zn(CN)4]2-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng):4HCHO+[Zn(CN)4]2?+4H++4H2O= [Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN,HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示,下列說法不正確的是
A. HOCH2CN分子中沒有手性碳原子
B. 1mol HOCH2CN分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為5mol
C. [Zn(CN)4]2-和[Zn(H2O)4]2+的中心原子配位數(shù)均為4
D. HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型分別是sp3和sp雜化
【答案】B
【解析】
【詳解】A. HOCH2CN分子中有1個碳原子是不飽和碳原子,1個碳原子連兩個H原子,故分子中沒有手性碳原子,故A正確;
B. HOCH2CN分子中有1個,2個C-H鍵,1個C-C鍵,1個C-O鍵,1個H-O鍵,單鍵都是σ鍵,三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵,故1mol HOCH2CN分子中含有σ鍵的物質(zhì)的量為6mol,故B錯誤;
C. [Zn(CN)4]2-和[Zn(H2O)4]2+的中心原子配位數(shù)均為4,故C正確;
D. HOCH2CN分子中其中與羥基(-OH)相連的一個碳為飽和碳原子,價層電子對數(shù)=4+0=4,雜化軌道類型為sp3,另外一碳原子與氮原子形成碳氮三鍵,三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵,價層電子對數(shù)為2,碳原子雜化軌道類型為sp,故D正確;
故選B。
15.S2C12是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑,常溫下,S2C12是一種橙黃色的液體,遇水易水解,并產(chǎn)生能使品紅褪色的氣體。S2Cl2的結(jié)構(gòu)與H2O2類似,如下圖所示,下列說法正確的是
A. S2C12分子中兩個S原子均是sp雜化
B. S2Br2 與 S2C12 結(jié)構(gòu)相似,熔、沸點:S2Br2S2C12,故B錯誤;
C. S2Cl2的結(jié)構(gòu)與H2O2類似,為Cl-S-S-Cl,其中的S-S為非極性鍵,S-Cl鍵為極性鍵,但正負電荷中心不重合,所以是極性分子,故C正確;
D. 2S2C12 +2H2O=SO2↑+3S↓+4HC1根據(jù)此方程式可知,有1個S原子從+1價升到+4價,有3個S原子從+1價降到0價,生成3個S,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3e-,故反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6mol電子,則生成6mol硫單質(zhì),故D錯誤;
故選C。
16.下列說法正確的是
A. 鍵角:BF3>CH4>H2O>NH3
B. CO2、HClO、HCHO分子中一定既有σ鍵又有π 鍵
C. 已知反應(yīng)N2O4(l)+2N2H4(l) = 3N2(g)+4H2O(l),若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,則形成的π鍵數(shù)目為1.5NA
D. 在硅酸鹽中,SiO44-四面體通過共用頂角氧離子形成一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根如圖,其中Si原子的雜化方式與圖中S8單質(zhì)中S原子的雜化方式相同
【答案】D
【解析】
【詳解】A. BF3為平面三角形,鍵角為120°,CH4為正四面體,鍵角為109°28′,NH3
為三角錐形,鍵角為107°,H2O是V型,鍵角為104.5°,所以鍵角為:BF3>CH4>NH3>H2O,故A錯誤;
B. CO2含有碳氧雙鍵,所以分子中含有σ鍵和π鍵,HCHO 的結(jié)構(gòu)式中含有C-H、碳氧雙鍵,其分子中有σ鍵和π鍵,而HClO中只存在共價單鍵,只存在σ鍵,故B錯誤;
C.1mol氮氣分子中含有2molπ鍵,若該反應(yīng)中有4 mol N—H鍵斷裂,即有1mol N2H4參加反應(yīng),生成1.5mol氮氣,所以形成的π鍵有3mol,故C錯誤;
D. 硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-) 為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式; S8單質(zhì)中S原子有2對孤電子對和2個σ鍵,雜化方式也是sp3,故D正確。
故選D。
第Ⅱ卷(非選擇題,共52分)
二、填空題(本題包括五大題)
17.下表為長式周期表的一部分,其中的編號代表對應(yīng)的元素。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
請回答下列問題:
(1)表中⑨號屬于______ 區(qū)元素。
(2)表中元素③的2個原子與元素①的2個原子形成的某種直線型分子名稱為 ________ ; ③和⑧形成的一種常見溶劑,其分子立體空間構(gòu)型為________ 。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子X屬于 ________ 分子(填“極性”或“非極性”)。
(4)元素⑥第一電離能 ________ 元素⑦的第一電離能;元素②的電負性________ 元素④的電負性(選填“>”、“=”或“ (6). > (7). 3d104s1 (8). (9). Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O (或Zn(OH)2+2NaOH=Na2[Zn(OH)4] )
【解析】
【分析】
根據(jù)元素周期表位置分析①為H ②為Be ③為C④Mg⑤Al⑥P⑦S⑧Cl⑨Cu⑩Zn。
【詳解】(1)表中⑨號Cu屬于ds區(qū)元素,故答案為:ds。
(2)2個C和2個H形成的直線型分子為C2H2,名稱為乙炔,③和⑧形成的一種常見溶劑為CCl4,CCl4空間構(gòu)型為正四面體型,故答案為:乙炔;正四面體型。
(3)元素①和⑥形成的最簡單分子為PH3,PH3分子空間構(gòu)型為三角錐形,正負電荷中心不重合,為極性分子,故答案為:極性。
(4)同一周期從左往右,第一電離能有逐漸增大的趨勢,P的外圍電子排布為3s23p3,p軌道處于半充滿狀態(tài),第一電離能大于S的;同一主族,從上往下,元素電負性逐漸減小,元素②的電負性大于元素④的電負性,故答案為:>;>。
(5)⑨為Cu,原子序數(shù)為29,基態(tài)原子核外價電子排布式是3d104s1,故答案為:3d104s1。
(6)元素⑧和④形成的化合物為MgCl2,電子式為,故答案為:。
(7)元素⑩的氫氧化物為Zn(OH)2,仿Al(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式,Zn(OH)2與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O (或Zn(OH)2+2NaOH=Na2[Zn(OH)4] ),故答案為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O (或Zn(OH)2+2NaOH=Na2[Zn(OH)4] )。
【點睛】同一周期由左向右元素原子的第一電離能呈遞增趨勢,但P原子3p軌道為半充滿狀態(tài),第一電離能比相鄰的元素都大;同主族由上到下元素原子的第一電離能逐漸減小。
18.下表給出七種元素的相關(guān)信息,根據(jù)以下信息填空:
元素
相關(guān)信息
A
核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等
B
基態(tài)原子2p能級有3個未成對電子
C
在地殼中含量最高
D
目前,在元素周期表中電負性最大
E
基態(tài)原子核外電子分處6個不同能級,且每個能級均已排滿
F
原子序數(shù)等于D與E的原子序數(shù)之和
G
基態(tài)原子2p能級上有兩個空軌道
(1)寫出D在元素周期表中的位置___________________。
(2)14gB的單質(zhì)分子中π鍵的個數(shù)為____________。
(3)C元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的,原因是________。
(4)B、C、D 3種元素的電負性由大到小的順序為________(用元素符號表示)。
(5)寫出一種與B2互為等電子體的分子或離子____________。
(6)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式:_______。
(7)第二周期中,第一電離能介于B元素和G 元素間的元素為 ____(填“元素符號”)。
【答案】 (1). 第二周期VIIA族 (2). 1NA (3). H2O 分子間存在氫鍵 (4). F>O>N (5). CO或CN- (6). (7). Be C O
【解析】
【分析】
A的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等,A為H;B的基態(tài)原子2p能級有3個未成對電子,B為N;C在地殼中含量最高,C為O;D在元素周期表中電負性最大,D為F;E的基態(tài)原子核外電子分處6個不同能級,且每個能級均已排滿,E為Ca;F的原子序數(shù)等于D與E的原子序數(shù)之和,F(xiàn)為Cu;G的基態(tài)原子2p能級上有兩個空軌道,G為B。
【詳解】(1)D為F,在元素周期表中的位置是第二周期VIIA族,故答案為:第二周期VIIA族。
(2)B為N,形成的單質(zhì)為N2,14g氮氣的物質(zhì)的量為0.5mol,N2中含有氮氮三鍵,一個三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵,故0.5molN2中含有π鍵的個數(shù)為1NA,故答案為:1NA。
(3)C元素為O,形成的氫化物為水,水分子間存在氫鍵,所以沸點是同族元素氫化物中最高的,故答案為:H2O 分子間存在氫鍵。
(4)B、C、D 3種元素分別為N,O,F(xiàn),同一周期,從左到右,元素電負性逐漸增大,故
電負性由大到小的順序為F>O>N,故答案為:F>O>N 。
(5)具有相同價電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征,這一原理稱為“等電子原理”,與N2互為等電子體的分子或離子有CO或CN-,故答案為:CO或CN-。
(6)BA5的化學式為NH4H,電子式為,故答案為:。
(7)第二周期中,元素第一電離能從左到右有增大趨勢,但Be和N結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,第一電離能比相鄰元素大,故第一電離能介于B元素和N元素間的元素為Be;C;O,故答案為:Be;C;O。
19.硫化氫(H2S)的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。
(1)H2S和CO混合加熱可制得羰基硫(COS)。已知羰基硫與CO2的結(jié)構(gòu)相似,但它能在O2中完全燃燒。羰基硫可作糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。制備羰基硫反應(yīng)方程式為:
CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)
①羰基硫的電子式為_________
②羰基硫分子中三種原子半徑由大到小的順序________________
③羰基硫的沸點比二氧化碳_________(填“高或低”)理由是_____________________
④寫出羰基硫在O2中完全燃燒的化學方程式__________________________________
(2)H2S具有還原性,在硫酸存在的條件下,能與KMnO4反應(yīng)生成一種淡黃色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式________________________________。
【答案】 (1). (2). S>C>O (3). 高 (4). 羰基硫和二氧化碳的組成和結(jié)構(gòu)相似,羰基硫相對分子質(zhì)量較大,分子間作用也較大, 因此沸點較高 (5). 2COS+3O22CO2+2SO2 (6). 5H2S+2MnO4-+6H+=5S↓+2Mn2++8H2O
【解析】
【分析】
(1)①羰基硫與CO2是等電子體,結(jié)構(gòu)相似,根據(jù)二氧化碳的電子式書寫羰基硫的電子式。
②比較半徑,首先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多,半徑越大;電子層數(shù)相同時,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多,半徑越小。
③羰基硫的沸點比二氧化碳高,因為羰基硫和二氧化碳的組成和結(jié)構(gòu)相似,羰基硫相對分子質(zhì)量較大,分子間作用也較大, 因此沸點較高。
④羰基硫在O2中完全燃燒生成CO2和SO2。
(2)H2S具有還原性,在硫酸存在的條件下,能與KMnO4反應(yīng)生成淡黃色沉淀S,MnSO4,K2SO4和H2O,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒和原子守恒配平方程式。
【詳解】(1)①羰基硫與CO2是等電子體,結(jié)構(gòu)相似,根據(jù)二氧化碳的電子式書寫羰基硫的電子式為,故答案為:。
②比較半徑,首先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多,半徑越大;電子層數(shù)相同時,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多,半徑越??;故羰基硫分子中三種原子半徑由大到小的順序S>C>O,故答案為:S>C>O。
③羰基硫的沸點比二氧化碳高,因為羰基硫和二氧化碳的組成和結(jié)構(gòu)相似,羰基硫相對分子質(zhì)量較大,分子間作用也較大, 因此沸點較高,故答案為:高;羰基硫和二氧化碳的組成和結(jié)構(gòu)相似,羰基硫相對分子質(zhì)量較大,分子間作用也較大, 因此沸點較高。
④羰基硫在O2中完全燃燒生成CO2和SO2,反應(yīng)的方程式為2COS+3O22CO2+2SO2,故答案為 2COS+3O22CO2+2SO2。
(2)H2S具有還原性,在硫酸存在的條件下,能與KMnO4反應(yīng)生成淡黃色沉淀S,MnSO4,K2SO4和H2O,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒和原子守恒配平方程式為5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O,故離子方程式為5H2S+2MnO4-+6H+=5S↓+2Mn2++8H2O,故答案為:5H2S+2MnO4-+6H+=5S↓+2Mn2++8H2O。
【點睛】比較半徑,首先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多,半徑越大;電子層數(shù)相同時,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多,半徑越小;電子層數(shù)和質(zhì)子數(shù)都相同時,核外電子數(shù)越多,半徑越大。據(jù)此,同種元素的原子半徑大于陽離子半徑,小于陰離子半徑。
20.氮的單質(zhì)及一些化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,回答下列問題
(1)羥胺 ( ) 是不穩(wěn)定的白色大片狀或針狀結(jié)晶。極易吸潮,極易溶于水。
①羥胺分子中采用sp3雜化的原子是____________________;羥胺極易溶于水,主要原因是________________________________。
②在羥胺的組成的元素中,處于同一周期元素的第四電離能(I4)較大的是______________(用元素符號表示)。
(2) 吡啶和鄰啡羅啉都是含氮的有機物,l mol吡啶中含有鍵的物質(zhì)的量為_________ mol。
(3)已知:每1mol下列物質(zhì)分解為氣態(tài)基態(tài)原子消耗能量分別為
NO2
CO
CO2
NO
812kJ
1076kJ
1490kJ
632kJ
①NO2 + CO CO2 + NO
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol
③2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol
試寫出NO與CO反應(yīng)生成無污染物氣體的熱化學方程式_________________。
【答案】 (1). N、O (2). 羥胺分子與水分子可形成分子間氫鍵,故羥胺易溶于水 (3). N (4). 11 (5). 2NO(g)+2 CO (g)N2(g) +2CO2 (g)ΔH=-759.8 kJ/mol
【解析】
【分析】
(1)①羥胺分子中,價層電子對為4的原子有N、O原子,所以采用sp3雜化的原子有N、O原子,羥胺分子與水分子可形成分子間氫鍵,故羥胺易溶于水。
②在羥胺的組成的元素中,處于同一周期元素是N和O,N原子失去3個電子后價電子排布式為2s2,O原子失去3個電子后價電子排布式為2s22p1。
(2)根據(jù)吡啶的結(jié)構(gòu)簡式可知,每個吡啶分子含有11個σ鍵。
(3)根據(jù)蓋斯定律計算。
【詳解】(1)①羥胺分子中,價層電子對為4的原子有N、O原子,所以采用sp3雜化的原子有N、O原子,羥胺分子與水分子可形成分子間氫鍵,故羥胺易溶于水,故答案為:N、O ;羥胺分子與水分子可形成分子間氫鍵,故羥胺易溶于水。
②在羥胺的組成的元素中,處于同一周期元素是N和O,N原子失去3個電子后價電子排布式為2s2,2s處于全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,O原子失去3個電子后價電子排布式為2s22p1,故第四電離能(I4)較大的是N,故答案為:N。
(2)根據(jù)吡啶的結(jié)構(gòu)簡式可知,每個吡啶分子含有11個σ鍵,故l mol吡啶中含有鍵的物質(zhì)的量為11 mol,故答案為:11。
(3)NO與CO反應(yīng)生成無污染物氣體為CO2和N2,反應(yīng)的方程式為2NO+2CON2+2CO2,
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)①NO2(g) + CO (g) CO2(g) + NO (g)的ΔH=(812+1076)kJ/mol-(1490+632)kJ/mol=-234 kJ/mol,已知②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol ,③2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律可知,①×2+ ③-②得2NO(g)+2 CO (g)N2(g) +2CO2 (g)ΔH=-759.8 kJ/mol,故答案為:2NO(g)+2CO (g)N2(g) +2CO2 (g)ΔH=-759.8 kJ/mol。
21.I、鋼鐵中加入少量鎳鉻等元素可制成不銹鋼,東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?;卮鹣铝袉栴}:
(1)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是______________________。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為_________,提供孤電子對的成鍵原子是________。
(2)鐵元素有變價,試根據(jù)原子核外電子排布所遵循的原理解釋Fe2+具有較強的還原性,易被氧化為Fe3+的原因______________________________。
(3)普魯士藍(Prussian Blue),即亞鐵氰化鐵,化學式Fe4[Fe(CN)6]3是一種配合物,其中含有的化學鍵有____________________;
a.共價鍵 b.離子鍵 c.配位鍵 d.金屬鍵 e.氫鍵
II、鋼鐵分析中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼中錳的含量,反應(yīng)原理為2Mn2++5S2O82?+8H2O=2MnO4?+10SO42?+16H+
(4)寫出基態(tài)錳原子的價電子排布的軌道表示式:________________。
(5)已知H2S2O8的結(jié)構(gòu)如圖:
①H2S2O8硫原子的軌道雜化方式為________________。
②上述反應(yīng)每生成2 mol MnO4?,S2O82?斷裂的共價鍵數(shù)目為_________。
③上述反應(yīng)中被還原的元素為________________。
【答案】 (1). 正四面體型 (2). 配位鍵 (3). N (4). Fe2+的價電子排布式為 3d6 ,3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu),根據(jù)洪特規(guī)則,這種結(jié)構(gòu)能量較低,較穩(wěn)定,所以Fe2+容易失去一個電子,易被氧化為Fe3+ (答到半充滿的結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定算對)。 (5). abc (6). (7). sp3雜化 (8). 5NA (9). S
【解析】
【分析】
(1)①根據(jù)價層電子對互斥理論分析SO42-的空間構(gòu)型。
②[Ni(NH3)6]2+為一種配離子,Ni2+與NH3之間以配位鍵成鍵,NH3中的N原子提供孤電子對。
(2)根據(jù)Fe2+的價電子排布式為3d6分析解答。
(3)Fe4[Fe(CN)6]3是一種配合物,根據(jù)配合物的結(jié)構(gòu)特點可知,該配合物中含有共價鍵、配位鍵、離子鍵。
(4)根據(jù)Mn的原子序數(shù)為25來解答。
(5)①H2S2O8中S原子形成4個σ鍵,S上無孤電子對,S的價層電子對數(shù)為4,采取sp3雜化。
②由反應(yīng)可知,則每生成2mol MnO4?,消耗S2O82?為5mol,反應(yīng)中S2O82?中過氧鍵發(fā)生斷裂生成SO42?,故S2O82?斷裂的共價鍵數(shù)目為5NA。
③由反應(yīng)可知,Mn元素的化合價升高(+2→+7),S元素的化合價降低(+7→+6),被還原的元素為S。
【詳解】(1)①SO42-中中心原子S的價層電子對數(shù)為4+×(6+2-4×2)=4,S上沒有孤電子對,SO42-的空間構(gòu)型為正四面體型,故答案為:正四面體型。
②[Ni(NH3)6]2+為一種配離子,Ni2+與NH3之間以配位鍵成鍵,NH3中的N原子提供孤電子對,故答案為:配位鍵; N。
(2)Fe2+的價電子排布式為3d6 ,3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu),根據(jù)洪特規(guī)則,這種結(jié)構(gòu)能量較低,較穩(wěn)定,所以Fe2+容易失去一個電子,易被氧化為Fe3+,故答案為:Fe2+的價電子排布式為3d6 ,3d軌道再失去一個電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu),根據(jù)洪特規(guī)則,這種結(jié)構(gòu)能量較低,較穩(wěn)定,所以Fe2+容易失去一個電子,易被氧化為Fe3+。
(3)Fe4[Fe(CN)6]3是一種配合物,根據(jù)配合物的結(jié)構(gòu)特點可知,F(xiàn)e3+與[Fe(CN)6]4-間為離子鍵,[Fe(CN)6]4-內(nèi)Fe2+與CN-間為配位鍵,CN-內(nèi)含共價鍵,故選abc。
(4)Mn的原子序數(shù)為25,基態(tài)錳原子的價電子排布的軌道表示式:,故答案為:。
(5)①H2S2O8中S原子形成4個σ鍵,S上無孤電子對,S的價層電子對數(shù)為4,采取sp3雜化。故答案為:sp3雜化。
②由反應(yīng)可知,則每生成2mol MnO4?,消耗S2O82?為5mol,反應(yīng)中S2O82?中過氧鍵發(fā)生斷裂生成SO42?,故S2O82?斷裂的共價鍵數(shù)目為5NA,故答案為:5NA。
③由反應(yīng)可知,Mn元素的化合價升高(+2→+7),S元素的化合價降低(+7→+6),被還原的元素為S,故答案為:S。
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