資源簡(jiǎn)介

第三單元　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(滿分:100分)
一、選擇題:本題包括15小題,每小題3分,共45分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。
1.缺電子化合物是指電子數(shù)不符合路易斯結(jié)構(gòu)(一個(gè)原子通過共用電子使其價(jià)層電子數(shù)達(dá)到8,H原子達(dá)到2所形成的穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu))要求的一類化合物。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.NH3、BF3、B中只有BF3是缺電子化合物
B.BF3、B中心原子的雜化方式分別為sp2、sp3
C.BF3與NH3反應(yīng)時(shí)有配位鍵形成
D.B的鍵角小于NH3
2.(2024·寧夏銀川二中檢測(cè))已知W、X、Y、Z均為短周期元素,常溫下它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液(濃度均為0.01 mol·L-1)的pH和原子半徑、原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.X的氫化物具有還原性
B.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y>Z
C.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>Y>W>X
D.W無最高正價(jià)
3.20世紀(jì)末,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底和大陸冰川或永久凍土底部存在大量天然氣水合物晶體,一種天然氣水合物中平均46個(gè)H2O分子構(gòu)成8個(gè)籠,每個(gè)籠可以裝1個(gè)分子,假設(shè)其中6個(gè)籠中裝CH4分子,2個(gè)籠中裝N2分子,結(jié)構(gòu)如圖所示。
下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.低溫低壓有助于形成天然氣水合物
B.該天然氣水合物的組成可表示為3CH4·N2·23H2O
C.該天然氣水合物中,m(H2O)∶m(CH4)=69∶8
D.可燃冰可看作由水和甲烷等分子通過非共價(jià)鍵形成的
(2024·南京六校聯(lián)考)閱讀下列材料,完成4~6題:
元素周期表中第ⅥA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。H2S(燃燒熱為562.2 kJ·mol-1)是一種易燃的有毒氣體,可制取各種硫化物;硫酸、硫酸鹽是重要化工原料;硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化工試劑,常作氯化劑或氯磺化劑。硒(34Se)和碲(52Te)的單質(zhì)及其化合物在電子、冶金、材料等領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展前景,工業(yè)上以精煉銅的陽極泥(含CuSe)為原料回收Se,電解強(qiáng)堿性Na2TeO3溶液制備Te。
4.下列說法正確的是 (　　)
A.H2O2是非極性分子
B.SO3中的∠O—S—O與S中的相等
C.基態(tài)Se原子核外價(jià)層電子排布式為4s24p4
D.ⅥA族元素簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)從上到下依次增大
5.下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是 (　　)
A.Cu和濃硫酸反應(yīng):Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑
B.H2S完全燃燒:2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 124.4 kJ·mol-1
C.電解強(qiáng)堿性Na2TeO3溶液的陰極反應(yīng):Te+4e-+6H+===Te+3H2O
D.SO2Cl2遇水強(qiáng)烈水解生成兩種酸:SO2Cl2+2H2O===4H++S+2Cl-
6.下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是 (　　)
A.硫化鈉具有還原性,可用作Hg2+沉淀劑
B.濃硫酸具有吸水性,可用于干燥二氧化硫
C.硫黃為淡黃色固體,可用作制硫磺皂
D.二氧化硫具有氧化性,可用于漂白紙漿
7.(2024·廣東東莞實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè)改編)由徐光憲院士發(fā)起院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國(guó)》科普讀物生動(dòng)形象地描述了BF3、NH3、H2S、O2、CH3COOH、SOCl2等眾多“分子共和國(guó)”中的明星。下列說法正確的是 (　　)
A.NH3中心原子為sp3雜化,BF3中心原子為sp2雜化
B.BF3和NH3都屬于非極性分子
C.所有分子都只存在σ鍵,不存在π鍵
D.H2S、O3分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形
8.化合物M是一種新型超分子晶體材料,由X、Y(18-冠-6)、HClO4以及CH3COCH3為溶劑反應(yīng)制得(如圖所示)。下列敘述正確的是 (　　)
A.組成M的元素均位于元素周期表p區(qū)
B.M中陽離子通過形成氫鍵體現(xiàn)了超分子的自組裝
C.M的陰離子Cl的空間結(jié)構(gòu)為正方形
D.M中碳、氮、氯原子的軌道雜化類型均為sp3
9.(2024·江蘇南京聯(lián)考)高純度的鐵可以使用氫還原高純度的氧化鐵或直接用五羰基合鐵[Fe(CO)5](熔點(diǎn)為-20.5 ℃,沸點(diǎn)為103 ℃)熱分解制得。實(shí)驗(yàn)室可用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)Fe2+,K4[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)Fe3+。下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.Fe位于元素周期表的第ⅧB族
B.K3[Fe(CN)6]中鐵元素核外有5個(gè)未成對(duì)電子
C.Fe(CO)5晶體是離子晶體
D.若K4[Fe(CN)6]受熱分解的產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則其化學(xué)式為Fe4C3
10.短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序數(shù)依次增大。W的一種離子與Li+具有相同的核外電子排布且前者離子半徑稍大,X原子的核外電子總數(shù)等于Y原子的次外層電子數(shù),探究Y單質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中常用刀切取Y單質(zhì)以控制其加入量,X與Z同主族。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.原子半徑:Y>R
B.含氧酸的酸性:R>Z
C.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>Z
D.W、X、Z、R均可與Y形成離子化合物
11.(2024·湖南株洲二中聯(lián)考)處于相同短周期的主族元素原子W、X、Y、Z構(gòu)成的一種陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示,X的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上均有電子,且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等,Y原子的最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù)的3倍,四種原子的最外層電子數(shù)之和為20。下列說法正確的是 (　　)
A.第一電離能:Z>Y>X>W
B.X的氫化物的熔、沸點(diǎn)一定小于Y
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:W>X
D.WZ3分子中各原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
12.某藍(lán)色晶體的結(jié)構(gòu)單元如圖所示(處于部分立方體中心的K+未標(biāo)出),若緊鄰的Fe2+、Fe3+之間的距離為a pm,下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.該晶體的化學(xué)式為KFe2(CN)6
B.Fe2+或Fe3+處于CN-所形成的正六面體空隙
C.最鄰近的CN-之間的距離是a×10-3 nm
D.晶胞中K+連接起來形成正四面體
13.(2024·河北石家莊檢測(cè)改編)鈣鈦礦是以俄羅斯地質(zhì)學(xué)家Lev Perovski的名字命名的,最初單指鈦酸鈣,晶胞結(jié)構(gòu)如圖(a),此后,把結(jié)構(gòu)與之類似的晶體(化學(xué)式與鈦酸鈣相似)統(tǒng)稱為鈣鈦礦物質(zhì)。某鈣鈦礦型太陽能光伏電池的有機(jī)半導(dǎo)體材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖(b)所示,其中A為CH3N,另外兩種離子為I-和Pb2+。
下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.圖(a)晶胞中與每個(gè)Ca2+緊鄰的O2-有6個(gè)
B.圖(b)中X為I-
C.CH3N中含有配位鍵
D.鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3
14.白磷(P4)是一種重要的單質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)及晶胞結(jié)構(gòu)(晶胞棱長(zhǎng)為a nm)如圖所示。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,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。
下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.白磷難溶于水,易溶于CS2
B.(0,0,0)和(,0,)是白磷晶胞中P的兩個(gè)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)
C.白磷晶體中1個(gè)P4分子緊鄰12個(gè)P4分子
D.白磷晶體密度ρ= g·cm-3
15.(2024·湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)檢測(cè))石墨是層狀結(jié)構(gòu),許多分子和離子可以滲入石墨層間形成插層化合物。Li+插入石墨層中間形成晶體的結(jié)構(gòu)如圖1,晶體投影圖如圖2。若該結(jié)構(gòu)中C—C鍵長(zhǎng)為a pm,碳層和鋰層相距d pm(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石墨的二維結(jié)構(gòu)中,每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3
B.該插層化合物的化學(xué)式為L(zhǎng)iC6
C.該插層化合物中同層Li+與Li+間最短距離為3a pm
D.該插層化合物的密度為×1030 g·cm-3
二、非選擇題:本題共4小題,共55分。
16.(13分)(2024·河北邢臺(tái)檢測(cè))元素周期表中部分元素的相對(duì)位置如圖所示,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題:
(1)(3分)基態(tài)H原子價(jià)層電子排布式為　　　　　　;
基態(tài)A原子核外電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)的電子云輪廓圖為　　　　　　;圖中位于ds區(qū)的元素的名稱為　　　　　　。
(2)(4分)JB是研制高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料,其熔點(diǎn)為1 700 ℃。在室溫下,JB不溶于水、酸和堿,而在熱的NaOH溶液中可以緩慢溶解并生成有刺激性氣味的氣體。
①JB的晶體類型是　　　　　　。
②寫出JB與熱的NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:　　　　　 　　　　　　。
(3)(4分)A、B、C三種元素的最簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序是　　　　　　(用化學(xué)式表示)。F的單質(zhì)遇過量B的最簡(jiǎn)單氫化物有白煙生成,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　 　　　　　　。
(4)(2分)圖中所列元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性最強(qiáng)的是　　　　　　(填化學(xué)式),含該元素的化合物的焰色試驗(yàn)的焰色為　　　　　　色。
17.(14分)(2024·北京海淀區(qū)檢測(cè)改編)開發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能源利用的重要研究方向之一。請(qǐng)回答下列問題:
(1)(6分)Ti(BH4)3是一種儲(chǔ)氫材料,可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。
①基態(tài)Ti3+的電子排布式為　　　　　　;Li和B的原子半徑大小關(guān)系為L(zhǎng)i　　　　　　(填“>”“<”或“=”)B。
②另有一種含鈦元素的新型材料,其理論結(jié)構(gòu)模型如圖1所示,圖中虛線框內(nèi)碳原子的雜化軌道類型為　　　　　　。
(2)(4分)氨硼烷(NH3BH3)是優(yōu)良的儲(chǔ)氫材料,少量氨硼烷可由硼烷(B2H6)和NH3合成。
①NH3BH3中　　　　　　(填“存在”或“不存在”)配位鍵。
②B、C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　?
(3)(4分)金屬氫化物也是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。某儲(chǔ)氫材料是短周期金屬元素R的氫化物。R的部分電離能(用I1、I2……表示)如表所示:
元 素 電離能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 I5
R 738 1 451 7 733 10 540 13 630
①該金屬元素是　　　　　　(填元素符號(hào))。
②若該氫化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示(有4個(gè)H位于晶胞的面上,其余H位于晶胞內(nèi)),已知該晶體的密度為ρ g·cm-3,則該晶胞的體積為　　　　　　　cm3 (用含ρ、NA的代數(shù)式表示,其中NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
18.(14分)(2024·山東濟(jì)南高三期末)研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?；瘜W(xué)式為[Ni(CN)x(NH3)y]·zC6H6的籠形包合物四方晶胞部分結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出)。晶胞參數(shù)為a=b≠c,α=β=γ=90°?；卮鹣铝袉栴}:
(1)(2分)基態(tài)Ni2+的價(jià)電子排布式為　　　　　　。
(2)(3分)晶體中有　　　　　　種化學(xué)環(huán)境的鎳離子;x∶y=　　　　　　;當(dāng)z=0.5時(shí),1 mol晶胞可以俘獲　　　　　　 mol苯分子。
(3)(5分)NH3、H2O、C6H6的鍵角由大到小的順序?yàn)椤　　　　　?1分)(填化學(xué)式);常溫常壓下BiH3為無色氣體,其固體的晶體類型為　　　　　　(1分);沸點(diǎn):NH3　　　　　　(1分)(填“>”“<”或“=”)PH3;BiH3的沸點(diǎn)高于NH3,原因是　　　　　　 　　　　　　(2分)。
(4)(4分)吡咯()替代苯也可形成類似的籠形包合物。吡咯分子所有原子處于同一平面,則吡咯中N原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)　　　　　　(填標(biāo)號(hào))。
A.2s軌道 B.2p軌道
C.sp雜化軌道 D.sp2雜化軌道
吡咯與NH3相比,結(jié)合質(zhì)子的能力較　　　　　　(填“強(qiáng)”或“弱”)。
19.(14分)(2024·山東煙臺(tái)高三一模)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)在科研中有重要的用途?；卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ .一種比率光聲探針M與Cu2+配位,可用于小鼠腦內(nèi)銅(Ⅱ)的高時(shí)空分辨率動(dòng)態(tài)成像,反應(yīng)如下所示:
(1)(4分)H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤　　　　　?1分),M中鍵角F—B—F　　　　　　(1分)BF3中鍵角F—B—F(填“>”“<”或“=”);基態(tài)Cu2+的價(jià)層電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為　　　　　　(2分)。
(2)(4分)均為平面結(jié)構(gòu)的吡咯()和吡啶()是合成該探針的原料,吡咯和吡啶在鹽酸中溶解度較大的為　　　　　　,原因是　　　　　　 　　　　　　。
Ⅱ .鉿(Hf)的鹵化物八面體離子是構(gòu)建鹵化物鈣鈦礦的基本發(fā)光單元,其構(gòu)建的某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
(3)(4分)該晶胞中K+的配位數(shù)為　　　　　　,陰離子形成的八面體空隙有　　　　　　個(gè)。
(4)(2分)該晶體的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Hf-Hf最近距離為　　　　　　 nm。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.答案　D
解析　NH3的電子式為H︰︰H,符合路易斯結(jié)構(gòu),BF3的電子式為,B原子價(jià)層電子數(shù)為6,不符合路易斯結(jié)構(gòu),B的電子式為,符合路易斯結(jié)構(gòu),只有BF3是缺電子化合物,故A項(xiàng)正確;BF3的中心原子B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+×(3-1×3)=3,則B原子的雜化方式為sp2;B×(3+1-4×1)=4,則B原子的雜化方式為sp3,故B項(xiàng)正確;BF3與NH3反應(yīng)時(shí),NH3中N原子上有孤電子對(duì),BF3中B有空軌道,可形成配位鍵,故C項(xiàng)正確;B和NH3的中心原子均為sp3雜化,B的中心原子上無孤電子對(duì),NH3的中心原子上有一個(gè)孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,孤電子對(duì)數(shù)越多,對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力越大,鍵角越小,則B的鍵角大于NH3,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.答案　A
解析　由題給圖像和信息可知,X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為一元強(qiáng)堿,W、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為一元強(qiáng)酸,Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為二元強(qiáng)酸,結(jié)合原子序數(shù)和原子半徑大小關(guān)系可知,X為Na W為N,Y為S,Z為Cl。NaH中H為-1價(jià),具有還原性,A項(xiàng)正確;元素非金屬性越強(qiáng),其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng),Cl的非金屬性強(qiáng)于S,則簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:HCl>H2S,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子層數(shù)不同的離子,電子層數(shù)越多,離子半徑越大;電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,原子核對(duì)核外電子吸引力越強(qiáng),離子半徑越小,則離子半徑:S2->Cl->N3->Na+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;W的最高正價(jià)為+5,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.答案　A
解析　由題干信息“海底和大陸冰川或永久凍土底部存在大量天然氣水合物晶體”可知,高壓、低溫有助于形成天然氣水合物,A錯(cuò)誤;由題意可知,可燃冰中若有46個(gè)H2O分子,則同時(shí)有6個(gè)CH4分子和2個(gè)N2分子,三種分子的個(gè)數(shù)比為46∶6∶2=23∶3∶1,則其組成可表示為3CH4·N2·23H2O,B正確;由該天然氣水合物的組成可知,m(H2O)∶m(CH4)=(18×23) g∶(16×3) g=69∶8,C正確;可燃冰可看作由水和甲烷等分子通過分子間作用力形成的,分子間作用力不是共價(jià)鍵,D正確。
4.答案　C
解析　H2O2分子中,正負(fù)電荷中心不重合,屬于極性分子,A錯(cuò)誤;由價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知,SO3的中心原子S的孤電子對(duì)數(shù)為=0、價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+0=3,S為sp2雜化,SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,∠O—S—O為120°;S=1、價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+1=4,S為sp3雜化,S的空間構(gòu)型為三角錐形,所以SO3中的∠O—S—O與S中的不相等,B錯(cuò)誤;Se是第34號(hào)元素,基態(tài)Se原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4,價(jià)層電子排布式為4s24p4,C正確;H2O分子間能形成氫鍵,導(dǎo)致其沸點(diǎn)高于H2S,D錯(cuò)誤。
5.答案　A
解析　Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑,A正確;燃燒熱是指1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量,因此表示H2S完全燃燒的熱化學(xué)方程式為H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l)　ΔH=-562.2 kJ·mol-1,B錯(cuò)誤;電解強(qiáng)堿性電解質(zhì)溶液的電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+,電解時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng),因此電解強(qiáng)堿性Na2TeO3溶液的陰極反應(yīng)為Te+4e-+3H2O===Te+6OH-,C錯(cuò)誤;SO2Cl2中S元素為+6價(jià),因此SO2Cl2遇水強(qiáng)烈水解生成硫酸和鹽酸,反應(yīng)的離子方程式為SO2Cl2+2H2O===4H++S+2Cl-,D錯(cuò)誤。
6.答案　B
解析　S2-和Hg2+可結(jié)合生成硫化汞沉淀,因此硫化鈉可用作Hg2+沉淀劑,與硫化鈉是否具有還原性無關(guān),A錯(cuò)誤;濃硫酸具有吸水性,可用于干燥二氧化硫,B正確;硫黃可以制硫磺皂,與硫黃的顏色無關(guān),C錯(cuò)誤;二氧化硫具有漂白性,可用于漂白紙漿,D錯(cuò)誤。
7.答案　A
解析　氨分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,氮原子的雜化方式為sp3,三氟化硼分子中硼原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,硼原子的雜化方式為sp2,A正確;氨分子屬于極性分子,B錯(cuò)誤;乙酸分子中存在σ鍵和π鍵,C錯(cuò)誤;硫化氫分子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤電子對(duì)數(shù)為2,分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,D錯(cuò)誤。
8.答案　B
解析　組成M的元素有H、C、N、O、Cl、Br,元素周期表里的第13~18列,即第ⅢA族~ⅦA族和零族元素位于p區(qū)(C、N、O、Cl、Br),H位于s區(qū),A錯(cuò)誤;根據(jù)M的結(jié)構(gòu)可知,M由X的高氯酸鹽與18-冠-6通過氫鍵結(jié)合而成,體現(xiàn)了超分子的自組裝,B正確;M的陰離子Cl(7+1-2×4)=4,Cl的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,C錯(cuò)誤;M中苯環(huán)上的碳原子的軌道雜化類型為sp2,D錯(cuò)誤。
9.答案　B
解析　Fe位于元素周期表的第Ⅷ族,A錯(cuò)誤;K3[Fe(CN)6]中Fe為+3價(jià),Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5,則核外有5個(gè)未成對(duì)電子,B正確;由題給信息五羰基合鐵[Fe(CO)5]的熔點(diǎn)為-20.5 ℃,沸點(diǎn)為103 ℃可知,Fe(CO)5的熔沸點(diǎn)低,是分子晶體,C錯(cuò)誤;該晶胞中C原子個(gè)數(shù)為4×=2,Fe原子個(gè)數(shù)為8×=1,則該物質(zhì)的化學(xué)式為FeC2,D錯(cuò)誤。
10.答案　B
解析　W的一種離子與Li+具有相同的核外電子排布且前者離子半徑稍大,則該離子為H-,W為H。Y為短周期主族元素,探究Y單質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中常用刀切取Y單質(zhì)以控制其加入量,則Y為Na。Y原子的次外層電子數(shù)為8,又X原子的核外電子總數(shù)等于Y原子的次外層電子數(shù),則X原子的核外電子總數(shù)為8,X為O。Z為短周期主族元素,X與Z同主族,則Z為S。短周期主族元素R的原子序數(shù)大于Z的,則R為Cl。原子半徑:Na>Cl,A正確;酸性:HClOH2S,C正確;H、O、S、Cl均可與Na形成離子化合物,D正確。
11.答案　A
解析　由題圖可知,X形成4個(gè)共價(jià)鍵,為第ⅣA族元素;Y形成2個(gè)共價(jià)鍵,為第ⅥA族元素;Z形成1個(gè)共價(jià)鍵,為H或第ⅦA族元素;W形成4個(gè)共價(jià)鍵,且題給陰離子帶一個(gè)單位負(fù)電荷,則W為第ⅢA族元素。X的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上均有電子,且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等,則其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p2,X是C(碳元素);Y原子的最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù)的3倍,則Y為O;四種原子的最外層電子數(shù)之和為20,則Z、W兩種原子的最外層電子數(shù)之和為10,又W、X、Y、Z處于相同短周期,則Z為F,W為B。同周期主族元素從左到右,第一電離能呈增大趨勢(shì),第一電離能:F>O>C>B,A正確;碳的氫化物有多種,相對(duì)分子質(zhì)量越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,所以其氫化物的熔、沸點(diǎn)不一定比水的低,B錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),酸性:H2CO3>H3BO3,C錯(cuò)誤;BF3分子中,B原子最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D錯(cuò)誤。
12.答案　B
解析　Fe2+、Fe3+占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),則每個(gè)立方體上有4個(gè)Fe2+、4個(gè)Fe3+,根據(jù)晶體的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn),每個(gè)頂角上的粒子有屬于該立方體,則該立方體中有個(gè)Fe3+,CN-位于立方體的棱上,棱上的微粒有屬于該立方體,則該立方體中有3個(gè)CN-,所以該晶體的陰離子為[Fe2(CN)6]-,由于物質(zhì)呈電中性,結(jié)合題意知有一個(gè)K+與之結(jié)合,所以該晶體的化學(xué)式為KFe2(CN)6,A項(xiàng)不符合題意;CN-處于棱心,由圖示知Fe2+或Fe3+處于CN-所形成的正八面體空隙,B項(xiàng)符合題意;最鄰近的CN-之間的距離是面對(duì)角線長(zhǎng)的一半,故最鄰近的CN-之間的距離是a×10-3 nm,C項(xiàng)不符合題意;圖示結(jié)構(gòu)是晶胞的,即由圖示8個(gè)立方體構(gòu)成1個(gè)晶胞,結(jié)合化學(xué)式知晶胞中有4個(gè)K+,再根據(jù)晶胞可平移的特點(diǎn)和題干信息判斷4個(gè)K+應(yīng)處于互不相鄰的4個(gè)立方體體心,故K+連接起來形成正四面體,D項(xiàng)不符合題意。
13.答案　A
解析　題圖(a)的晶胞中,Ca2+位于頂角,其與鄰近的3個(gè)面的面心上的O2-緊鄰,每個(gè)頂角參與形成8個(gè)晶胞,每個(gè)面參與形成2個(gè)晶胞,故與每個(gè)Ca2+緊鄰的O2-有12個(gè),A錯(cuò)誤;根據(jù)“均攤法”可知題圖(b)中有1個(gè)A,1個(gè)B和3個(gè)X,根據(jù)晶體呈電中性及A為CH3N可知,B為Pb2+,X為I-,B正確;CH3N中H+提供空軌道,N提供孤電子對(duì),形成配位鍵,C正確;根據(jù)“均攤法”可知題圖(a)中Ca2+、O2-、Ti4+的數(shù)目分別為1、3、1,故鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3,D正確。
14.答案　B
解析　由白磷分子的結(jié)構(gòu)可知P4是非極性分子,H2O是極性分子,CS2為非極性分子,根據(jù)“相似相溶”的規(guī)律,白磷難溶于水,易溶于CS2,A正確;由晶胞可知,白磷分子位于立方晶胞的頂角、面心位置,故白磷分子正四面體的中心分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)、(,0,)等,不是P的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),B錯(cuò)誤;把白磷分子作為整體進(jìn)行分析,與一個(gè)處于頂角的白磷分子緊鄰的白磷分子有12個(gè),C正確;一個(gè)白磷晶胞的質(zhì)量m= g,一個(gè)白磷晶胞的體積V=a3×10-21 cm3,故白磷晶體密度ρ= g·cm-3,D正確。
15.答案　D
解析　石墨的二維結(jié)構(gòu)中,距離每個(gè)碳原子最近的碳原子數(shù)目為3,即每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3,A正確;根據(jù)“均攤法”可知,1個(gè)晶胞中Li+(位于晶胞棱上)數(shù)目為4×=1,C原子(位于晶胞棱上和面上)數(shù)目為16×=6,所以該化合物的化學(xué)式為L(zhǎng)iC6,B正確;同層Li+與Li+間最短距離為晶胞底面棱長(zhǎng),結(jié)合題圖2及C—C鍵長(zhǎng)為a pm可得,同層Li+與Li+間最短距離為3a pm,C正確;1個(gè)晶胞的質(zhì)量為 g,1個(gè)晶胞的體積為3a·3a××2d×10-30 cm3,則該插層化合物的密度為×1030 g·cm-3,D錯(cuò)誤。
16.答案　(1)3d54s2　啞鈴狀　銅　(2)①共價(jià)晶體
②GaN+H2O+OH-NH3↑+Ga
(3)HF>NH3>CH4　3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
(4)KOH　紫
解析　由題給周期表可知,A為C、B為N、C為F、D為Al、E為S、F為Cl、G為K、H為Mn、I為Cu、J為Ga,據(jù)此分析解題。(1)Mn為25號(hào)元素,其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d54s2。A為C,故基態(tài)A原子核外電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)為2p,p能級(jí)的電子云輪廓圖為啞鈴狀。元素周期表中第ⅠB族、第ⅡB族為ds區(qū),故圖中位于ds區(qū)的元素的名稱為銅。(2)①由分析可知,B為N,J為Ga,由題干信息可知,GaN的熔點(diǎn)很高,且不溶于水、酸和堿,故GaN的晶體類型是共價(jià)晶體。②由題干信息可知,GaN在熱的NaOH溶液中可以緩慢溶解并生成有刺激性氣味的氣體,該氣體為NH3,故GaN與熱的NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為GaN+H2O+OH-NH3↑+Ga。(3)由分析可知,A為C、B為N、C為F,且非金屬性F>N>C,故A、B、C三種元素的最簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序是HF>NH3>CH4。F為Cl,Cl2遇過量NH3有白煙生成,該白煙為NH4Cl,故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl。(4)元素金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),同周期從左到右,元素金屬性逐漸減弱,同主族從上到下,元素金屬性逐漸增強(qiáng),則圖中所列元素中K的金屬性最強(qiáng),故K的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物(KOH)的堿性最強(qiáng),K的焰色為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。
17.答案　(1)①1s22s22p63s23p63d1　>?、趕p3、sp2、sp　(2)①存在
②N>O>C>B　(3)①M(fèi)g?、?br/>解析　(1)①鈦的原子序數(shù)為22,基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,Ti先失去4s上的2個(gè)電子,再失去3d上1個(gè)電子形成Ti3+,則基態(tài)Ti3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d1。同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,故r(Li)>r(B)。
(2)①B為缺電子原子,有空軌道,N有孤電子對(duì),NH3BH3中存在配位鍵。②同周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大整體呈增大趨勢(shì),N的2p能級(jí)為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),它的第一電離能大于O的第一電離能,故第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C>B。(3)①R為短周期元素,且其第三電離能劇增,說明R元素原子最外層電子數(shù)為2,位于第ⅡA族,且存在第五電離能,則R為Mg。②由題圖2知,Mg處于頂角與體心,晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1+8×=2,H的個(gè)數(shù)為2+4×=4,故晶胞質(zhì)量m= g,晶胞體積V= cm3。
18.答案　(1)3d8　(2)2　2∶1　4　(3)C6H6>NH3>H2O　分子晶體　>　BiH3的相對(duì)分子質(zhì)量大,范德華力對(duì)沸點(diǎn)的影響超過NH3的分子間氫鍵　(4)B　弱
解析　(1)Ni是28號(hào)元素,基態(tài)Ni2+的價(jià)電子排布式為3d8。(2)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,該晶體中部分Ni原子連著NH3,部分沒有連接NH3,有2種化學(xué)環(huán)境的鎳離子;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,CN的個(gè)數(shù)為8×=2,NH3的個(gè)數(shù)為4×=1,則x∶y=2∶1。當(dāng)z=0.5時(shí),1個(gè)Ni原子對(duì)應(yīng)0.5個(gè)苯分子,而晶胞中含有8個(gè)Ni原子,則1 mol晶胞可以俘獲8×0.5 mol=4 mol苯分子。(3)NH3、H2O中心原子雜化方式都為sp3,且NH3含有1個(gè)孤電子對(duì),H2O含有2個(gè)孤電子對(duì),則鍵角:NH3>H2O,C6H6中C原子雜化方式為sp2,鍵角為120°,NH3、H2O、C6H6的鍵角由大到小的順序?yàn)镃6H6>NH3>H2O;常溫常壓下BiH3為無色氣體,說明其沸點(diǎn)較低,其固體的晶體類型為分子晶體,NH3分子間能形成氫鍵,則沸點(diǎn):NH3>PH3,BiH3的沸點(diǎn)高于NH3,原因是BiH3的相對(duì)分子質(zhì)量大,范德華力對(duì)沸點(diǎn)的影響超過NH3分子間氫鍵。(4)吡咯()替代苯也可形成類似的籠形包合物,吡咯分子所有原子處于同一平面,說明N原子和C原子都是sp2雜化,則N原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)未雜化的2p軌道,故選B;NH3中N原子有1個(gè)孤電子對(duì),可以結(jié)合H+形成配位鍵,吡咯與NH3相比,結(jié)合質(zhì)子的能力較弱。
19.答案　(1)F>N>C>H　<　5∶4　(2)吡啶　吡啶中氮含有孤電子對(duì),該孤電子對(duì)與氫離子形成配位鍵,導(dǎo)致溶解度增大
(3)4　4　(4)×107
解析　(1)根據(jù)規(guī)律同主族從上往下元素電負(fù)性依次減小,同周期從左往右元素的電負(fù)性依次增大可知,H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>C>H;由題干圖示信息可知,M中B周圍形成了4個(gè)共價(jià)鍵,即B采用sp3雜化,而BF3中B采用sp2雜化,故M中鍵角F—B—F

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