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- 2021-07-02 发布
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2016-2017学年福建省厦门六中高二(上)期中化学试卷
一、选择题(共20小题,每小题1个正确答案)
1.可正确表示原子轨道的是 ( )
A.2s B.2d C.3px D.3f
2.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
3.下列叙述正确的是( )
A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C.离子晶体中可能含有共价键
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
4.下列关于金属及金属键的说法正确的是( )
A.金属键具有方向性与饱和性
B.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
5.有关C2H6、C2H4、C2H2之叙述正确的是( )
A.C原子的轨道杂化类型分别为sp、sp2、sp3
B.π键总数:C2H6>C2H4>C2H2
C.σ键总数:C2H6>C2H4>C2H2
D.碳碳键间的键能:C2H6>C2H4>C2H2
6.下列有关化学键与晶体结构说法正确的是( )
A.两种元素组成的分子中一定只有极性键
B.离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
C.非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.含有阴离子的化合物一定含有阳离子
7.下列关于粒子结构的描述不正确的是( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子粒子
C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
8.下列关于元素的叙述正确的是( )
A.金属元素与非金属元素能形成共价化合物
B.只有在原子中,质子数才与核外电子数相等
C.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有36种元素
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数只能是2或8
9.X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,下列说法正确的是( )
A.X的原子半径一定大于Y的原子半径
B.X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构
C.两元素形成的化合物中,原子个数比不可能为1:1
D.X2Y可能是离子化合物,也可能是共价化合物
10.下列说法正确的是( )
A.用乙醇或CCl4提取碘水中的碘单质
B.NaCl和SiC晶体熔化时,克服粒子间作用力类型相同
C.24Mg32S晶体中电子总数与中子总数之比为1:1
D.H2S与SiF4分子中各原子最外层都满足8电子结构
11.下列叙述正确的是( )
A.NH3是极性分子,分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子,分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
12.下列描述中正确的是( )
A.ClO2﹣的空间构型为平面三角形
B.SiF4和SO32﹣的中心原子均为sp3杂化
C.在所有的元素中,氟的第一电离能最大
D.C2H5OH分子中共含有8个极性键,1个π键
13.下列说法正确的是( )
A.原子晶体中只存在非极性共价键
B.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
14.用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构,两个结论都正确的是( )
A.直线形;三角锥形 B.V形;三角锥形
C.直线形;平面三角形 D.V形;平面三角形
15.短周期元家W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W与Y、X与Z 位于同一主族.W 与X 可形成共价化合物WX2.Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍•下列叙述中不正确的是( )
A.WX2分子中所有原子最外层都为8电子结构
B.WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C.WX2是以极性键结合成的非极性分子
D.原子半径大小顺序为X<W<Y<Z
16.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH3═CH2 ③苯 ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4 ⑦HCHO.
A.①②③⑦ B.①⑤⑥ C.②③④⑦ D.③⑤⑥
17.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构.则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力 C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
18.下列物质发生变化时,克服的微粒间的相互作用力属于同种类型的是( )
A.干冰和氯化铵分别受热变为气体
B.液溴和苯分别受热变为气体
C.二氧化硅和铁分别受热熔化
D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中
19.下列物质性质的变化规律,与化学键的强弱无关的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
20.下列推论正确的( )
A.SiH4的沸点高于CH4,可推测pH3的沸点高于NH3
B.NH4+为正四面体,可推测出PH4+也为正四面体结构
C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体
D.C2H6是碳链为直线型的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子
二、填空题(共8题)
22.(1)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: .
(2)将下列物质按熔点由高到低排列,并说明判断依据:
①氧化镁 ②金刚石③干冰④氯化钾 .
23.[物质结构与性质]
一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO).
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2 和Mn(NO3)2 溶液中加入Na2CO3 溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4.
①Mn2+基态的电子排布式可表示为 .
②NO3﹣的空间构型是 (用文字描述).
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO 被氧化为CO2,HCHO 被氧化为CO2 和H2O.
①根据等电子体原理,CO 分子的结构式为 .
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为 .
③1mol CO2 中含有的σ键数目为 .
(3)向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu (OH)4]2﹣.不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2﹣的结构可用示意图表示为 .
24.石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯[如图(b)所示].
(1)图(a)中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 .
(2)图(b)中,1号C的杂化方式是 ,该C与相邻C形成的键角 (填“>”“<”或“=”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角.
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号).
25.氧是地壳中含量最多的元素.
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个.
(2)①H2O分子内的O﹣H键、②分子间的范德华力和③氢键从强到弱依次为(填序号即可) .
(3)对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛高,理由是 .
(4)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 杂化轨道.H3O+中H﹣O﹣H键角比H2O中H﹣O﹣H键角大,原因为 .
26.元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2.元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子.元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍.
(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是 .
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 .
(3)Y与Z可形成YZ42﹣
①YZ42﹣的空间构型为 (用文字描述).
②写出一种与YZ42﹣互为等电子体的分子的化学式: .
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为 .
27.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大.请回答下列问题:
(1)X的原子结构示意图为 ;Y的价电子轨道表示式为 .
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是 和 ,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 (写分子式),理由是 .
(3)Q的元素符号是 ,它属于第 周期 族,它的核外电子排布式为 ,在形成化合物时它的最高化合价为 .
(4)用氢键表示式写出E的氢化物水溶液中存在的所有氢键 .
28.东晋《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品.回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对的电子数为 .
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液.
①在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 .
②氨的沸点 (“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是 ;氨是 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 .
(3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是 .
(4)Ni(CO)4分解为Ni和CO可制得高纯度的Ni粉,这个反应中形成的化学键是 .
29.氟在自然界中常以CaF2的形式存在.
(1)下列关于CaF2的表述正确的是 .
a.Ca2+与F﹣间仅存在静电吸引作用
b.F﹣的离子半径小于Cl﹣,则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2:1的物质,均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 (用离子方程式表示).
已知AlF63﹣在溶液中可稳定存在.
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为 ,其中氧原子的杂化方式为 .
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等.已知反应Cl2(g)+3F2(g)═2ClF3(g)△H=﹣313kJ•mol﹣1,F﹣F键的键能为159kJ•mol﹣1,Cl﹣Cl键的键能为242kJ•mol﹣1,则ClF3中Cl﹣F键的平均键能为 kJ•mol﹣1.ClF3的熔、沸点比BrF3的 (填“高”或“低”).
2016-2017学年福建省厦门六中高二(上)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共20小题,每小题1个正确答案)
1.可正确表示原子轨道的是 ( )
A.2s B.2d C.3px D.3f
【考点】原子核外电子排布.
【分析】根据各能级含有的轨道分析,s能级只有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,f能级有7个轨道,注意不存在2d、3f能级,结合选项符号能否指明确定的轨道进行判断.
【解答】解:A、2s能级只有1个轨道,故2s可以表示原子轨道,故A正确;
B、不存在2d能级,故B错误;
C、3p能级含有3个轨道,3个轨道相互垂直,3px表示为x轴上的轨道,故C正确;
D、不存在3f能级,故d错误;
故选AC.
2.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
【考点】原子核外电子排布.
【分析】A.根据原子核外电子能量与距核远近的关系判断;
B.根据电离能的定义判断;
C.没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层;
D.根据电子首先进入能量最低、离核最近的轨道判断.
【解答】解:A.能量越高的电子在离核越远的区域内运动,也就越容易失去,故A正确;
B.电离能是失去电子时所要吸收的能量,能量越高的电子在失去时消耗的能量也就越少,因而电离能也就越低,故B正确;
C.同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,故C错误;
D.电子首先进入能量最低、离核最近的轨道,故D正确.
故选C.
3.下列叙述正确的是( )
A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C.离子晶体中可能含有共价键
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
【考点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性键和非极性键.
【分析】A、稀有气体是单原子分子;
B、共价化合物形成的原子晶体中含有极性键;
C、离子晶体可以含有共价键,如氢氧化钠、过氧化钠等;
D、金属晶体的熔点和沸点有的很高,有的很低.
【解答】解:A、稀有气体是单原子分子,不存在化学键,故A错误;
B、共价化合物形成的原子晶体中含有极性键,如二氧化硅等,故B错误;
C、离子晶体可以含有共价键,如氢氧化钠、过氧化钠等,根据化合物一定不含离子键,故C正确;
D、金属晶体的熔点和沸点有的很高,如钨,有的很低,如钠等,故D错误;
故选C.
4.下列关于金属及金属键的说法正确的是( )
A.金属键具有方向性与饱和性
B.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子
D.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
【考点】金属键与金属的物理性质的关系;金属键的涵义.
【分析】金属键没有方向性和饱和性,金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用,金属导电是因为自由电子在外加电场作用下发生定向移动,属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光.
【解答】解:A、金属键不是存在于相邻原子之间的作用力,而是属于整块金属,因此没有方向性和饱和性,故A错误;
B、金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用,这些“自由电子”为所有阳离子所共用,其本质也是电性作用,故B正确;
C、金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”,当给金属通电时,“自由电子”定向移动而导电,故C错误;
D、金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光,但是并不能放出可见光,故D错误;
故选B.
5.有关C2H6、C2H4、C2H2之叙述正确的是( )
A.C原子的轨道杂化类型分别为sp、sp2、sp3
B.π键总数:C2H6>C2H4>C2H2
C.σ键总数:C2H6>C2H4>C2H2
D.碳碳键间的键能:C2H6>C2H4>C2H2
【考点】判断简单分子或离子的构型;共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】A.根据价层电子对互斥理论确定分子中原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数;
B.单键为σ键,双键中有1个σ键,1个π键,三键中有1个σ键,2个π键;
C.单键为σ键,双键中有1个σ键,三键中有1个σ键;
D.碳碳三键的键能大于碳碳双键的键能,碳碳双键的键能大于碳碳单键的键能,但不是2倍关系.
【解答】解:A.C2H6分子中,碳原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+0=4,所以碳原子的杂化sp3杂化,乙烯分子每个碳原子含有3个σ 键且不含孤电子对,所以采取sp2杂化,乙炔分子中每个C原子含有2个σ 键,且没有孤电子对,所以为sp杂化,故A错误;
B.C2H6、C2H4、C2H2π键总数分别为:0、1、2,π键总数:C2H6<C2H4<C2H2,故B错误;
C.C2H6、C2H4、C2H2σ键总数分别为:7、5、3,σ键总数:C2H6>C2H4>C2H2,故C正确;
D.碳碳三键的键能大于碳碳双键的键能,双键键能小于2倍大于1倍于单键的键能,乙烯分子中碳碳双键的键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,所以碳碳键间的键能:C2H6<C2H4>C2H2,故D错误;
故选C.
6.下列有关化学键与晶体结构说法正确的是( )
A.两种元素组成的分子中一定只有极性键
B.离子化合物的熔点一定比共价化合物的高
C.非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.含有阴离子的化合物一定含有阳离子
【考点】极性键和非极性键;离子化合物的结构特征与性质;晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系.
【分析】根据选项找反面例子,如果能找出反例,此叙述是错误的;如果找不出反例,此叙述是正确的.
【解答】解:A、H2O2分子中既有极性键也有非极性键,故A错误;
B、氯化钠的熔点小于二氧化硅的熔点,故B错误.
C、氯化铵是离子化合物,且是非金属元素组成的化合物,故C错误.
D、根据正负电荷相等,所以含有阴离子的化合物一定含有阳离子,故D正确.
故选:D
7.下列关于粒子结构的描述不正确的是( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS﹣和HCl均是含一个极性键的18电子粒子
C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
【考点】极性分子和非极性分子;质子数、中子数、核外电子数及其相互联系.
【分析】A.分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子;
B.HS﹣和HCl均是含18个电子;
C.分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子;
D.1个氘原子中含有一个质子、一个电子、一个中子.
【解答】解:A.H2S中H、S元素形成的极性键,但结构不对称,属于极性分子;NH3中含有极性键,空间结构为三角锥形,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故A正确;
B.HS﹣和HCl都只含一个极性键,都具有18个电子,故B正确;
C.CH2C12正负电荷的中心不重合,是极性分子,故C错误;
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子分别为10 NA,故D正确.
故选:C.
8.下列关于元素的叙述正确的是( )
A.金属元素与非金属元素能形成共价化合物
B.只有在原子中,质子数才与核外电子数相等
C.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有36种元素
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数只能是2或8
【考点】元素;共价键的形成及共价键的主要类型.
【分析】找反面例子来判断选项正误.
【解答】解:A、金属元素与非金属元素能形成共价化合物,如AlCl3,故A正确;
B、在分子中,质子数与核外电子数也相等,故B错误;
C、目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素,故C错误;
D、非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数除了2或8外,还有其它数值,故D错误.
故选:A
9.X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,下列说法正确的是( )
A.X的原子半径一定大于Y的原子半径
B.X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构
C.两元素形成的化合物中,原子个数比不可能为1:1
D.X2Y可能是离子化合物,也可能是共价化合物
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,则Y为第ⅥA族元素,则X可能为H、Li、Na等元素,Y可能为O、S等元素,以此进行解答题中各问.
【解答】解:X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,则Y为第ⅥA族元素,则X可能为H、Li、Na等元素,Y可能为O、S等元素:
A、当X为H、Li等元素,Y为S元素时,X的原子半径小于Y的原子半径,故A错误;
B、X为Na时,其对应离子为Na+,离子有10个电子,Y为O元素时,其对应的离子为O2﹣,离子有10个电子,二者具有相同的电子层结构,故B错误;
C、两元素形成的化合物中,原子个数为1:1的有H2O2或Na2O2,故C错误;
D、化学式为X2Y的有H2O或Na2O或Li2O,可能是离子化合物,也可能是共价化合物,故D正确.
故选D.
10.下列说法正确的是( )
A.用乙醇或CCl4提取碘水中的碘单质
B.NaCl和SiC晶体熔化时,克服粒子间作用力类型相同
C.24Mg32S晶体中电子总数与中子总数之比为1:1
D.H2S与SiF4分子中各原子最外层都满足8电子结构
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;质子数、中子数、核外电子数及其相互联系;原子核外电子排布.
【分析】A、萃取剂不能与原溶剂互溶;
B、根据晶体类型判断,NaCl属于离子晶体,SiC晶体属于原子晶体;
C、电子数等于质子数,利用中子数=质量数﹣质子数计算原子的中子数,进而计算中子总数,据此计算判断;
D、元素原子的最外层电子数+|该元素化合价|=8,满足8电子结构,分子中含有H原子不可能都满足8电子结构.
【解答】解:A、乙醇与水互溶,不能萃取碘水中的碘,故A错误;
B、NaCl属于离子晶体,熔化需要克服离子键,SiC晶体属于原子晶体,熔化需要克服共价键,故B错误;
C、1mol晶体中电子总的物质的量为(12+16)mol=28mol,中子总的物质的量为[(24﹣12)+(32﹣16)]mol=28mol,电子总数与中子总数之比为28mol:28mol=1:1,故C正确;
D、H2S中H原子满足2电子结构,不满足8电子结构,故D错误;
故选C.
11.下列叙述正确的是( )
A.NH3是极性分子,分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子,分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
【考点】判断简单分子或离子的构型;极性分子和非极性分子.
【分析】根据中心原子形成的δ键数以及孤对电子数目判断分子的立体构型.
【解答】解:A.N与3个H原子形成δ键,孤对电子数为=1,为三角锥形分子,故A错误;
B.CCl4中C与4个Cl形成4个δ键,孤对电子数为0,为正四面体结构,非极性分子,故B错误;
C.H2O中O与2个H形成δ键,孤对电子数为=2,为V形分子,故C正确;
D.CO2是非极性分子,C与2个O形成δ键,孤对电子数为=0,为直线形分子,故D错误.
故选C.
12.下列描述中正确的是( )
A.ClO2﹣的空间构型为平面三角形
B.SiF4和SO32﹣的中心原子均为sp3杂化
C.在所有的元素中,氟的第一电离能最大
D.C2H5OH分子中共含有8个极性键,1个π键
【考点】判断简单分子或离子的构型;元素电离能、电负性的含义及应用;极性键和非极性键;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】A、根据价层电子对互斥理论确定粒子的空间构型;
B、根据中心原子的价层电子对数判断杂化方式;
C、同周期稀有气体的第一电离能最大,同族自上而下第一电离能降低;
D、共价化合物中不同原子之间形成的是极性键,双键中一个为δ键,一个为π键;
【解答】解:A.ClO2﹣中价层电子对个数==4,且含有2个孤电子对,所以其空间构型为V型,故A错误;
B.SiF4中价层电子对个数=4+(4﹣4×1)=4,SO32﹣中价层电子对个数=3+(6+2﹣3×2)=4,所以SiF4和SO32﹣的中心原子均为sp3杂化,故B正确;
C、稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体的第一电离能最大,同族自上而下第一电离能降低,故氦元素的第一电离能最大,故C错误;
D.C2H5OH分子中共含有7个极性键,碳碳之间是非极性键,没有π键,故D错误;
故选:B.
13.下列说法正确的是( )
A.原子晶体中只存在非极性共价键
B.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
C.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
D.金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别.
【分析】A.化合物中含有极性共价键;
B.根据分子晶体的性质判断;
C.干冰为分子晶体;
D.氯化铝为共价化合物.
【解答】解:A.原子晶体也可以存在极性共价键,如SiO2,故A错误;
B.稀有气体形成的晶体熔沸点较低,属于分子晶体,故B正确;
C.干冰升华时,分子间作用力被破坏,故C错误;
D.金属元素和非金属元素形成的化合物不一定为离子化合物,如氯化铝,为共价化合物,故D错误.
故选B.
14.用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构,两个结论都正确的是( )
A.直线形;三角锥形 B.V形;三角锥形
C.直线形;平面三角形 D.V形;平面三角形
【考点】判断简单分子或离子的构型.
【分析】价层电子对互斥理论认为:分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果.价层电子对就是指分子中的中心原子上的电子对,包括σ 键电子对和中心原子上的孤电子对;σ 键电子对数和中心原子上的孤电子对数之和就是价层电子对数,由于价层电子对的相互排斥,就可得到含有孤电子对的VSEPR模型,略去孤电子对就是该分子的空间构型.
【解答】解:H2S分子的中心原子S原子上含有2个σ 键,中心原子上的孤电子对数=(a﹣xb)=(6﹣2×1)=2,所以硫化氢分子的VSEPR模型是四面体型,略去孤电子对后,实际上其空间构型是V型;
BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键,中心原子上的孤电子对数=(a﹣xb)=(3﹣3×1)=0,所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型,中心原子上没有孤对电子,所以其空间构型就是平面三角形.
故选D.
15.短周期元家W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,W与Y、X与Z 位于同一主族.W 与X 可形成共价化合物WX2.Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍•下列叙述中不正确的是( )
A.WX2分子中所有原子最外层都为8电子结构
B.WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C.WX2是以极性键结合成的非极性分子
D.原子半径大小顺序为X<W<Y<Z
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】短周期元家W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍,则Y有3个电子层,最外层电子数为=4,即Y为Si,W与Y位于同一主族,所以W为C;W 与X可形成共价化合物WX2,则X为O,X与Z 位于同一主族,所以Z为S,然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答.
【解答】解:短周期元家W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5 倍,则Y有3个电子层,最外层电子数为=4,即Y为Si,W与Y位于同一主族,所以W为C;W 与X可形成共价化合物WX2,则X为O,X与Z 位于同一主族,所以Z为S,
A.C原子最外层4个电子,O原子最外层6个电子,则CO2分子中所有原子最外层都为8电子结构,故A正确;
B.CO2、SO2的构成微粒都是分子,都属于分子晶体,且都只含有共价键,故B正确;
C.CO2分子中含有C﹣O极性键,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故C正确;
D.电子层越多,半径越大,同周期从左向右原子半径在减小,则原子半径为Y>Z>W>X,故D错误;
故选D.
16.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH3═CH2 ③苯 ④CH≡CH ⑤NH3 ⑥CH4 ⑦HCHO.
A.①②③⑦ B.①⑤⑥ C.②③④⑦ D.③⑤⑥
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=×(a﹣xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数.可用sp2杂化轨道来解释说明中心原子含有3个价层电子对,据此分析判断.
【解答】解:①BF3分子中价层电子对个数=3+(3﹣3×1)=3,中心原子杂化类型分别为sp2,故①正确;
②CH2═CH2 分子中碳原子价层电子对个数=3+(4﹣4×1)=3,每个碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故②正确;
③苯分子中碳原子价层电子对个数=3+(4﹣4×1)=3,杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故③正确;
④CH≡CH分子中每个碳原子形成1个C﹣H,1个C≡C三键,碳原子价层电子对个数=2+(4﹣4×1)=2,每个碳原子杂化轨道数为2,所以采取sp杂化,故④错误;
⑤NH3中N原子杂化轨道数为(5+3)=4,采取sp3杂化方式,故⑤错误;
⑥CH4中碳原子价层电子对个数=4+0=4,为sp3杂化,故⑥错误;
⑦HCHO分子中碳原子价层电子对个数=3+(4﹣4×1)=3,每个碳原子杂化轨道数为3,所以采取sp2杂化,故⑦正确;
故选A.
17.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构.则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力 C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别.
【分析】在硼酸[B(OH)3]分子中,硼原子最外层只有3个电子,B原子与3个羟基相连,与氧原子形成3对共用电子对,无孤对电子对,据此确定杂化轨道数,进而确定杂化方式;
在硼酸[B(OH)3]分子中,氧原子与氢原子形成1对共用电子对,氧元素的电负性很强,不同硼酸分子中的氧原子与氢原子之间形成氢键,此外硼酸分子之间存在范德华力,氢键比范德华力更强.
【解答】解:在硼酸[B(OH)3]分子中,硼原子最外层只有3个电子,B原子与3个羟基相连,与氧原子形成3对共用电子对,即形成3个σ键,无孤对电子对,杂化轨道数为3,故B原子采取sp2杂化;
在硼酸[B(OH)3]分子中,氧原子与氢原子形成1对共用电子对,氧元素的电负性很强,不同硼酸分子中的氧原子与氢原子之间形成氢键,外硼酸分子之间存在范德华力,氢键比范德华力更强,故硼酸分子之间主要是氢键;
故选C.
18.下列物质发生变化时,克服的微粒间的相互作用力属于同种类型的是( )
A.干冰和氯化铵分别受热变为气体
B.液溴和苯分别受热变为气体
C.二氧化硅和铁分别受热熔化
D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别.
【分析】根据晶体类型判断,相同类型的晶体,克服的相互作用力相同;离子晶体克服的是离子键,分子晶体的是分子间作用力,原子晶体克服的是共价键,金属晶体克服的是金属键.
【解答】解:A、氯化铵是离子晶体克服离子键;干冰是分子晶体,克服分子间作用力,故A错误;
B、液溴和苯都是分子晶体,分别受热熔化克服分子间作用力,故B正确;
C、二氧化硅是原子晶体克服共价键,Fe是金属晶体克服金属键,故C错误;
D、食盐是离子晶体克服离子键;葡萄糖是分子晶体,克服分子间作用力,故D错误;
故选B.
19.下列物质性质的变化规律,与化学键的强弱无关的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
【考点】键能、键长、键角及其应用.
【分析】A.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔点、沸点越大;
B.元素的非金属性越强,形成的氢化物共价键的键能越大,对应的氢化物越稳定;
C.原子晶体中,键长越短,键能越大,物质的熔点、沸点越高;
D.离子晶体中影响熔沸点的因素是离子键.
【解答】解:A.F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大,相对分子质量越大,范德华力越大,熔点、沸点越高,与键能无关,故A正确;
B.非金属性F>Cl>Br>I,元素的非金属性越强,形成的氢化物共价键的键能越大,对应的氢化物越稳定,与键能有关,故B错误;
C.金刚石、晶体硅都属于原子晶体,金刚石中碳碳键的键长小于晶体硅中硅硅键的键长,所以金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅,与键能有关,故C错误;
D.NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体,离子半径越大,键能越小,熔沸点越低,与化学键的键能有关,故D错误;
故选A.
20.下列推论正确的( )
A.SiH4的沸点高于CH4,可推测pH3的沸点高于NH3
B.NH4+为正四面体,可推测出PH4+也为正四面体结构
C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体
D.C2H6是碳链为直线型的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;判断简单分子或离子的构型;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响.
【分析】A、影响分子晶体的沸点高低的因素是分子间作用力的大小,相对分子质量越大,分子间作用力越大,氢键作用力大于分子间作用力;
B、NH4+和PH4+结构类似都是正四面体构型;
C、CO2晶体是分子晶体,SiO2是原子晶体;
D、C3H8是锯齿形结构,是极性分子.
【解答】解:A、SiH4和CH4都属于分子晶体,影响分子晶体的沸点高低的因素是分子间作用力的大小,相对分子质量越大,分子间作用力越大,NH3分子间存在氢键,沸点反常偏高大于pH3,故A错误;
B、N、P是同主族元素,形成的离子NH4+和PH4+结构类似都是正四面体构型,故B正确;
C、CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,故C错误;
D、C2H6中两个﹣CH3对称,是非极性分子,而C3H8是锯齿形结构,是极性分子,故D错误;
故选B.
二、填空题(共8题)
22.(1)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 .
(2)将下列物质按熔点由高到低排列,并说明判断依据:
①氧化镁 ②金刚石③干冰④氯化钾 ②>①>④>③,依据原子晶体>离子晶体>分子晶体,对于离子化合物来说,决定于离子晶体,所带的电荷数越多、半径越小键能越大,熔点越高 .
【考点】原子核外电子排布.
【分析】(1)镓是31号元素,其原子核外有31个电子,根据构造原理书写其核外电子排布式;
(2)一般来说,晶体熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,对于离子化合物来说,决定于离子晶体,所带的电荷数越多、半径越小键能越大,熔点越高,据此分析.
【解答】解:(1)镓是31号元素,其原子核外有31个电子,根据构造原理知其核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1;
(2)一般来说,晶体熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,所以②金刚石为原子晶体熔点最高,③干冰为分子晶体熔点最低,而①氧化镁 和④氯化钾都为离子晶体,其中氧化镁中离子所带电荷数多、半径小,所以熔点①氧化镁 大于④氯化钾,则熔点由高到低排列②>①>④>③;
故答案为:②>①>④>③,依据原子晶体>离子晶体>分子晶体,对于离子化合物来说,决定于离子晶体,所带的电荷数越多、半径越小键能越大,熔点越高.
23.[物质结构与性质]
一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO).
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2 和Mn(NO3)2 溶液中加入Na2CO3 溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4.
①Mn2+基态的电子排布式可表示为 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) .
②NO3﹣的空间构型是 平面三角形 (用文字描述).
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO 被氧化为CO2,HCHO 被氧化为CO2 和H2O.
①根据等电子体原理,CO 分子的结构式为 C≡O .
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为 sp3 .
③1mol CO2 中含有的σ键数目为 2×6.02×1023个(或2mol) .
(3)向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu (OH)4]2﹣.不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2﹣的结构可用示意图表示为 .
【考点】判断简单分子或离子的构型;原子核外电子排布;共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】(1)①Mn的原子序数为25,根据能量最低原理可写出Mn的基态原子的电子排布式,进而可确定Mn2+基态的电子排布式;
②利用价层电子对互斥模型判断;
(2)①根据N2与CO为等电子体,结合等电子体结构相似判断;
②根据中心原子形成的δ键和孤电子对数判断杂化类型;
③据CO2的结构式O=C=O判断;
(3)[Cu(OH)4]2﹣中与Cu2+与4个OH﹣形成配位键.
【解答】解:(1)①Mn的原子序数为25,基态原子的电子排布式为,1s22s22p63s23p63d54s2,则Mn2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故答案为:1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5);
②NO3﹣中N原子形成3个δ键,没有孤电子对,则应为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(2)①N2与CO为等电子体,二者结构相似,N2的结构为N≡N,则CO的结构为C≡O,故答案为:C≡O;
②H2O 分子中O形成2个δ键,孤电子对数为=2,则为杂化sp3;
③CO2的结构式为O=C=O,分子中C形成2个δ键,则1molCO2中含有的σ键数目为×6.02×1023个(或2mol),
故答案为:2×6.02×1023个(或2mol);
(3))[Cu(OH)4]2﹣中与Cu2+与4个OH﹣形成配位键,可表示为,
故答案为:.
24.石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯[如图(b)所示].
(1)图(a)中,1号C与相邻C形成σ键的个数为 3 .
(2)图(b)中,1号C的杂化方式是 sp3 ,该C与相邻C形成的键角 < (填“>”“<”或“=”)图(a)中1号C与相邻C形成的键角.
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 O、H (填元素符号).
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;共价键的形成及共价键的主要类型.
【分析】(1)每个C原子要形成4个共价键,根据图知,每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键,共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键;
(2)图(b)中,1号碳原子形成4个共价单键,所以其价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式;图a中1号C原子形成平面结构,图b中1号碳原子形成正四面体结构;
(3)电负性强的O原子与水中的O﹣H易形成氢键;水中的O原子易与氧化石墨烯中的O﹣H易形成氢键.
【解答】解:(1)每个C原子要形成4个共价键,根据图知,每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键,共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键,所以该碳原子形成3个σ键,故答案为:3;
(2)图(b)中,1号碳原子形成4个共价单键,所以其价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式为;图a中1号C原子形成平面结构,图b中1号碳原子形成正四面体结构,所以该C与相邻C形成的键角<图(a)中1号C与相邻C形成的键角,
故答案为:sp3;<;
(3)水中的O电负性较强,吸引电子能力的强,易与氧化石墨烯中的O﹣H上的H形成氢键,氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键,故答案为:O、H.
25.氧是地壳中含量最多的元素.
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 2 个.
(2)①H2O分子内的O﹣H键、②分子间的范德华力和③氢键从强到弱依次为(填序号即可) ①>③>② .
(3)对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛高,理由是 形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大 .
(4)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 sp3 杂化轨道.H3O+中H﹣O﹣H键角比H2O中H﹣O﹣H键角大,原因为 H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子有一对孤对电子,排斥力较小 .
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;原子核外电子排布;氢键的存在对物质性质的影响.
【分析】(1)O元素原子核外有8个电子,其2p轨道上有4个电子,分别位于3个轨道上;
(2)作用力:化学键>氢键>分子间作用力;
(3)分子间氢键的作用力大于分子内氢键的作用力;
(4)H3O+中O原子价层电子对个数=3+=4,根据价层电子对互斥理论判断O原子杂化方式;一般来说,相互之间排斥力的大小为:孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力.
【解答】解:(1)O元素原子核外有8个电子,其2p轨道上有4个电子,分别位于3个轨道上,所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个,故答案为:2;
(2)共价键的键能大于氢键的作用力,氢键的作用力还大于范德华力,故H2O分子内的O﹣H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为①>③>②,故答案为:①>③>②;
(3)含分子间氢键的物质的沸点大于分子内氢键物质的沸点,因此原因是前者易形成分子间氢键,后者易形成分子内氢键,
故答案为:形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大;
(4)H3O+中O原子价层电子对个数=3+=4,根据价层电子对互斥理论判断O原子采用sp3杂化;一般来说,相互之间排斥力的大小为:孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力,H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+
中O原子有一对孤对电子,因为孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力,导致H3O+中H﹣O﹣H键角比H2O中H﹣O﹣H键角大,
故答案为:sp3;H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子有一对孤对电子,排斥力较小.
26.元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2.元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子.元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍.
(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是 sp3杂化 .
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 水分子与乙醇分子之间形成氢键 .
(3)Y与Z可形成YZ42﹣
①YZ42﹣的空间构型为 正四面体 (用文字描述).
②写出一种与YZ42﹣互为等电子体的分子的化学式: CCl4或SiCl4 .
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为 16NA .
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,核外电子数为2+8+18+2=30,则X为Zn;元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y为S元素;元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Z为O元素.
(1)H2S分子中S原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4;
(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键;
(3)①计算SO42﹣中S原子孤电子对数、价层电子对数确定其空间结构;
②原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体;
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有12molN﹣H、4mol配位键.
【解答】解:元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,核外电子数为2+8+18+2=30,则X为Zn;元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,则Y为S元素;元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Z为O元素.
(1)氢化物H2S分子中S原子形成2个σ键,含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4,故S原子采取sp3杂化,
故答案为:sp3杂化;
(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,
故答案为:水分子与乙醇分子之间形成氢键;
(3)①SO42﹣中S原子孤电子对数为=0,价层电子对数为4+0=4,故其空间结构为正四面体,
故答案为:正四面体;
②原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体,一种与SO42﹣互为等电子体的分子的化学式:CCl4或SiCl4,
故答案为:CCl4或SiCl4;
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有12molN﹣H、4mol配位键,故含有σ 键的数目为16NA,
故答案为:16NA.
27.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大.请回答下列问题:
(1)X的原子结构示意图为 ;Y的价电子轨道表示式为 .
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是 V形 和 直线形 ,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 SO2 (写分子式),理由是 SO2是极性分子,H2O也是极性分子,相似相溶,而CO2是非极性分子 .
(3)Q的元素符号是 Cr ,它属于第 四 周期 ⅥB 族,它的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 ,在形成化合物时它的最高化合价为 +6 .
(4)用氢键表示式写出E的氢化物水溶液中存在的所有氢键 F﹣H…F、F﹣H…O、O﹣H…F、O﹣H…O .
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】X原子核外的M层中只有两对成对电子,核外电子排布应为1s22s22p63s23p4,为S元素,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Y有2个电子层,最外层电子数为4,故Y为C元素,Z是地壳内含量最高的元素,为O元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,原子序数为24,为Cr元素,E在元素周期表的各元素中电负性最大,应为F元素,结合元素对应单质、化合物的结构和性质解答该题.
【解答】解:X原子核外的M层中只有两对成对电子,核外电子排布应为1s22s22p63s23p4,为S元素,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Y有2个电子层,最外层电子数为4,故Y为C元素,Z是地壳内含量最高的元素,为O元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,原子序数为24,为Cr元素,E在元素周期表的各元素中电负性最大,应为F元素,则
(1)由以上分析可知,X为S,其原子结构示意图为为;Y为C,价电子排布为2s22p2,价电子轨道表示为,
故答案为:;;
(2)SO2中,S和O形成2个δ键,有1个孤电子对,为V形,CO2中,C和O形成2个δ键,没有孤电子对,为直线形;SO2是极性分子,H2O也是极性分子,相似相溶,而CO2是非极性分子,故SO2在水中溶解度更大,
故答案为:V形;直线形;SO2;SO2是极性分子,H2O也是极性分子,相似相溶,而CO2是非极性分子;
(3)Q为Cr,原子序数为24,位于周期表第四周期ⅥB族,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,最高化合价为+6价,
故答案为:Cr;四;ⅥB;1s22s22p63s23p63d54s1;+6;
(4)HF的水溶液中,F的电负性较大,可与另一分子的HF或水中的H形成氢键,可表示为H﹣F…H,氧原子和氟化氢分子中的氢原子之间能形成氢键,可表示为 F﹣H…O,氟原子和水分子中的氢原子能形成氢键可表示为O﹣H…F,氧原子和另一个水分子中的氢原子能形成氢键可表示为O﹣H…O,
故答案为:F﹣H…F、F﹣H…O、O﹣H…F、O﹣H…O.
28.东晋《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品.回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2 ,3d能级上的未成对的电子数为 2 .
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液.
①在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 配位键 ,提供孤电子对的成键原子是 N .
②氨的沸点 高于 (“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是 氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强 ;氨是 极性 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 sp3 .
(3)单质铜及镍都是由 金属 键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是 Cu+电子排布呈半充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大 .
(4)Ni(CO)4分解为Ni和CO可制得高纯度的Ni粉,这个反应中形成的化学键是 金属键 .
【考点】配合物的成键情况;原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】(1)Ni元素原子核外电子数为28,结合能量最低原理书写核外电子排布式;
(2)①Ni2+提供空轨道,NH3中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键;
②PH3分子之间为范德华力,氨气分子之间形成氢键,增大了物质的沸点;NH3分子为三角锥形结构,分子中正负电荷重心不重合,N原子有1对孤对电子,形成3个N﹣H键,杂化轨道数目为4;
(3)单质铜及镍都属于金属晶体;Cu+的外围电子排布为3d10,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+的核外电子排布更稳定;
(4)Ni(CO)4分解为Ni和CO可制得高纯度的Ni粉,这个反应中形成的化学键是金属键.
【解答】解:(1)Ni元素原子核外电子数为28,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级上的未成对电子数为2,
故答案为:1s22s22p63s23p63d84s2;2;
(2)①Ni2+提供空轨道,NH3中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键,
故答案为:配位键;N;
②PH3分子之间为范德华力,氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强,增大了物质的沸点,故氨气的沸点高于PH3分子的;
NH3分子为三角锥形结构,分子中正负电荷重心不重合,属于极性分子,N原子有1对孤对电子,形成3个N﹣H键,杂化轨道数目为4,氮原子采取sp3杂化,
故答案为:高于;氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强;极性;sp3;
(3)单质铜及镍都属于金属晶体,都是由金属键形成的晶体;Cu+的外围电子排布为3d10,呈半充满状态,比较稳定,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+的核外电子排布更稳定,失去第二个电子更难,元素铜的第二电离能高于镍的,
故答案为:金属;Cu+电子排布呈半充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大;
(4)Ni(CO)4分解为Ni和CO可制得高纯度的Ni粉,这个反应中形成的化学键是金属键,
故答案为:金属键.
29.氟在自然界中常以CaF2的形式存在.
(1)下列关于CaF2的表述正确的是 bd .
a.Ca2+与F﹣间仅存在静电吸引作用
b.F﹣的离子半径小于Cl﹣,则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2:1的物质,均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 3CaF2+Al3+=3Ca2++AlF63﹣ (用离子方程式表示).
已知AlF63﹣在溶液中可稳定存在.
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为 V形 ,其中氧原子的杂化方式为 sp3 .
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等.已知反应Cl2(g)+3F2(g)═2ClF3(g)△H=﹣313kJ•mol﹣1,F﹣F键的键能为159kJ•mol﹣1,Cl﹣Cl键的键能为242kJ•mol﹣1,则ClF3中Cl﹣F键的平均键能为 172 kJ•mol﹣1.ClF3的熔、沸点比BrF3的 低 (填“高”或“低”).
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;判断简单分子或离子的构型;晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系.
【分析】(1)a.阴阳离子间存在静电引力和静电斥力,则;
b.离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关;
c.晶体的结构与电荷比、半径比有关;
d.离子化合物在熔融时能发生电离.
(2)F﹣与Al3+能形成很难电离的配离子AlF63﹣;
(3)根据价层电子对互斥理论分析,先计算价层电子对数,再判断中心原子的杂化类型,及分子构型;
(4)△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能;相对分子质量越大,分子晶体的熔沸点越高.
【解答】解:(1)a.阴阳离子间存在静电引力和静电斥力,Ca2+与F﹣间存在静电吸引作用,还存在静电斥力,故a错误;
b.离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关,离子半径越小,离子晶体的熔点越高,所以CaF2的熔点高于CaCl2,故b正确;
c.晶体的结构与电荷比、半径比有关,阴阳离子比为2:1的物质,与CaF2晶体的电荷比相同,若半径比相差较大,则晶体构型不相同,故c错误;
d.CaF2中的化学键为离子键,离子化合物在熔融时能发生电离,存在自由移动的离子,能导电,因此CaF2在熔融状态下能导电,故b正确;
故答案为:bd;
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,因为在溶液中F﹣与Al3+能形成很难电离的配离子AlF63﹣,使CaF2的溶解平衡正移,其反应的离子方程式为:3CaF2+Al3+=3Ca2++AlF63﹣;
故答案为:3CaF2+Al3+=3Ca2++AlF63﹣;
(3)OF2分子中O原子的价层电子对数=2+(6﹣2×1)=4,则O原子的杂化类型为sp3杂化,含有2个孤电子对,所以分子的空间构型为V形;
故答案为:V形;sp3;
(4)△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能,设Cl﹣F键的平均键能为QkJ•mol﹣1,
则242+159×3﹣2×3×Q=﹣313,解得Q=172;
相对分子质量越大,分子晶体的熔沸点越高,已知ClF3的相对分子质量比BrF3的小,所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低;
故答案为:172;低.