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- 2021-07-02 发布
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2018-2019学年度第二学期济南外国语学校高二化学期中考试试题
第I卷(选择题)
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题3分,共60分)
1.下列各组元素,按原子半径依次减小、电负性逐渐升高顺序排列的是( )
A. K、Na、Li B. Al、Mg、Na C. N、O、C D. Cl、S、P
【答案】A
【解析】
【分析】
同一周期元素中,从左向右原子半径依次减小,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,同一主族中,从上向下原子半径依次增大,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,所以元素的非金属性越强,其电负性越大,元素的金属性越强,其电负性越小,据此分析解答。
【详解】A.K、Na、Li为同一主族元素,且元素的原子序数逐渐减小,原子半径依次减小,其电负性逐渐升高,选项A正确;
B.Al、Mg、Na属于同一周期元素,其原子序数依次减小,原子半径依次增大,其电负性随着原子序数的减小而降低,选项B错误;
C.N、O、C属于同一周期,其原子半径C最大,非金属性O最强,其电负性最大的为O元素,选项C错误;
D.Cl、S、P元素的非金属性逐渐减弱,则其电负性逐渐减小,原子半径依次增大,选项D错误;
答案选A。
【点睛】本题考查了原子半径大小、电负性大小的判断,元素的非金属性与电负性的关系是解本题关键,结合元素周期律来分析解答,难度不大。
2.肯定属于同族元素且性质相似的是
A. A原子基态时2p轨道上有一对成对电子,B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
B. 结构示意图:A为 ,B为
C. A原子基态时2p轨道有1个未成对电子,B原子基态时3p轨道也有1个未成对电子
D. 原子核外电子排布式:A为1s22s2,B为1s2
【答案】A
【解析】
【分析】
A. A为C元素,B为Si元素;
B.A为Ne元素,B为Na+;
C.A可能为B或F元素,B为可能为Al或Cl;
D. A为Be元素,B为He元素;
结合对应原子或离子的性质解答。
【详解】A. A为C元素,B为Si元素,位于相同主族,性质相似,所以A选项是正确的;
B. A为Ne元素,B为Na+,不是同主族元素,性质不同,故B错误;
C. A可能为B或F元素,B为可能为Al或Cl,不一定在相同主族,性质不一定相同,故C错误;
D. A为Be元素,B为He元素,二者不在同一主族,性质不同,故D错误。
所以A选项是正确的。
3.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示,单位为kJ·mol-1)。
I1
I2
I3
I4
…
R
740
1500
7700
10500
…
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A. R元素的原子最外层共有4个电子 B. R的最高正价为+3价
C. R元素位于元素周期表中第ⅡA族 D. R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【解析】
【详解】从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素;
A、R元素的原子最外层共有2个电子,故A错误;
B、最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,故B错误;
C、最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故C正确;
D、R元素可能是Mg或Be,R元素基态原子的电子排布式不一定为1s22s2,故D错误;
综上所述,本题选C。
4.已知某元素的+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,则该元素在周期表中的位置正确的是( )
A. 第三周期ⅣA族,p区
B. 第四周期ⅡB族,s区
C. 第四周期Ⅷ族,d区
D. 第四周期ⅡA族,s区
【答案】D
【解析】
【分析】
对主族元素而言,价电子排布即为最外层电子排布,最外层电子数等于主族族序数,电子层数等于其周期数。
【详解】对主族元素而言,价电子排布即为最外层电子排布,最外层电子数等于主族族序数,电子层数等于其周期数,某元素的+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,该原子最外层有2个电子,有4个电子层,故该元素应为第四周期ⅡA族元素Ca,处于s区。答案选D。
【点睛】本题考查核外电子排布、结构与位置关系,难度不大,注意掌握过渡元素结构与位置关系。
5.下列分子中,各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A. NH3 平面三角形 sp3杂化 B. CCl4 正四面体 sp3杂化
C. H2O V形 sp2杂化 D. CO32﹣ 三角锥形 sp3杂化
【答案】B
【解析】
【分析】
根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对数=配原子个数+孤电子对数。
【详解】A、NH3中心原子的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,N的杂化方式为sp3,含有一对孤电子对,分子的立体构型为三角锥形,选项A错误;
B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+(4-4×1)=4,C的杂化方式为sp3,没有孤电子对,分子的立体构型为正四面体,选项B正确;
C、H2O中心原子的价层电子对数=2+(6-2×1)=4,O的杂化方式为sp3,含有两对孤电子对,分子的立体构型为V形,选项C错误;
D、CO32- 中心原子的价层电子对数=3+(4+2-3×2)=3,C的杂化方式为sp2,没有孤电子对,分子的立体构型为平面三角形,选项D错误;
答案选B。
【点睛】本题考查了微粒空间构型及原子杂化方式,根据价层电子对互斥理论来分析解答即可,难点的孤电子对数的计算方法,为常考点,要熟练掌握,题目难度中等。
6.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
N原子的第一电离能大于O原子
N原子半径更小
B
C的电负性比Si大
C-C共价键强
C
金刚石的熔点高于钠
金刚石的原子化热大
D
Al2O3的熔点高
晶格能大
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子轨道处于半满、全满或全空时原子最稳定,N原子2p轨道电子半充满,
所以N原子不容易失去电子,所以N原子的第一电离能大于O原子,故A错误;
B. 同一主族,自上而下元素电负性递减,C的电负性比Si大,与C-C键强弱无关,故B错误;
C.金刚石为原子晶体,金属钠为金属晶体,原子化热是指1mol金属变成气态原子所需吸收的能量,可用来衡量金属键的强度,故C错误;
D. Al2O3为离子晶体,晶格能越大,晶体的熔点越高,所以D选项是正确的。
故答案选D。
7.电子数相等的粒子叫等电子体,下列粒子不属于等电子体的是
A. CH4和NH4+ B. NO和O2
C. HCl和H2S D. NH2﹣和H3O+
【答案】B
【解析】
【分析】
原子数相同、价电子总数相同的微粒,互称为等电子体。
【详解】A项、CH4的质子数为6+1×4=10,分子中质子数等于电子数,所以电子数为10,NH4+的质子数为7+1×4=11,电子数为10,所以两者的电子数相等,都是10个,属于等电子体,故A正确;
B项、NO的质子数为7+8=15,O2的质子数为8×2=16,分子中质子数等于电子数,所以两者的电子数不相等,不是等电子体,故B错误;
C项、HCl的质子数为1+17=18,H2S的质子数为16+1×2=18,分子中质子数等于电子数,所以两者的电子数相等,是等电子体,故C正确;
D项、NH2-与H3O+质子数分别是9、11,电子数分别为10、10,是等电子体,故D正确。
故选B。
【点睛】题考查了等电子体的含义,解答本题的关键是要充分理解等电子体的本质特征,只有这样才能对问题做出正确的判断。
8.①PH3的分子构型为三角锥形,②BeCl2的分子构型为直线形,③CH4分子的构型为正四面体形,④CO2为直线形分子,⑤BF3分子构型为平面正三角形,⑥NF3分子结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是
A. ①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子
B. 只有④为非极性分子,其余为极性分子
C. 只有②⑤是极性分子,其余为非极性分子
D. 只有①③是非极性分子,其余是极性分子
【答案】A
【解析】
【分析】
非极性键只能由相同种类的原子之间形成,极性分子只能由不同种类的原子之间形成。但在形成分子的时候,主要取决于分子的结构,当分子中的电子云能均匀分布的时候,分子则无极性,否则分子有极性。
【详解】非极性键只能由相同种类的原子之间形成,极性分子只能由不同种类的原子之间形成。但在形成分子的时候,主要取决于分子的结构,当分子中的电子云能均匀分布的时候,分子则无极性,否则分子有极性。
④CO2分子为直线型,极性抵消,为非极性分子,③CH4为正四面体,故极性也可抵消,为非极性分子,②BeCl2分子构型为直线型分子,故极性可抵消,为非极性分子,⑤ BF3分子构型为三角形,极性抵消,故为非极性分子。
⑥NF3中由于N原子的孤对电子对F原子的排斥作用,使电子不能均匀分布,故为极性分子;①PH3中P原子的孤对电子对H原子的排斥作用,使电子不能均匀分布,故为极性分子;
结合以上分析可知,①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子,A正确;
综上所述,本题选A。
【点睛】组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价等于族的序数,则该化合物为非极性分子,中心原子上的价电子都形成共价键的分子为非极性分子,存在孤电子对的分子为极性分子。
9.某物质的实验式为PtCl4•2NH3,其水溶液不导电.加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是
A. 配合物中中心原子的电荷数为6
B. 该配合物可能是平面正方形结构
C. Cl﹣和NH3分子均与中心铂离子形成配位键
D. 该配合物的配体只有NH3
【答案】C
【解析】
【详解】加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则A.配合物中中心原子的电荷数为4,配位数为6,故A错误;B.Pt与6个配体成键,该配合物应是8面体结构,故B错误;C.由分析可以知道,4个Cl-和2个NH3分子均与Pt4+配位,形成的配合物为[PtCl4(NH3)2],所以C正确; D.该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],则配体有 Cl-和NH3分子,故D错误;答案:C。
【点睛】实验式为PtCl4•2NH3的物质,其水溶液不导电说明它不是离子化合物,在溶液中不能电离出阴、阳离子;加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2]。
10.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A. Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
B. CO2与Ba(NO3)2溶液不反应,SO2与Ba(NO3)2溶液也不反应
C. CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子
D. NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯气具有强氧化性,能将变价金属氧化为最高价态,碘单质氧化性较弱,将变价金属氧化为较低价态,所以Fe与Cl2反应生成FeCl3、Fe与I2反应生成FeI2,故A错误;B.碳酸酸性小于硝酸,所以二氧化碳不能和硝酸钡溶液反应,二氧化硫和硝酸钡发生氧化还原反应而生成硫酸钡沉淀,故B错误;C.二氧化碳和二硫化碳中C原子价层电子对个数都是2且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论确定两种分子空间构型都是直线形,故C正确;D.浓硫酸具有强氧化性,能氧化HBr,所以不能用浓硫酸和NaBr制取HBr,故D错误;故选C。
【点睛】本题考查了化学规律的探究,明确元素化合物性质及性质差异性是解本题关键。本题的易错点为B,注意规律中的异常现象,如二氧化硫的还原性,硝酸的强氧化性等。
11.
高温下超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为﹣2价.如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元),则下列说法中正确的是
A. 晶体中每个K+周围有8个O2﹣,每个O2﹣周围有8个K+
B. 晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
C. 超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2﹣
D. 晶体中,0价氧与﹣2价氧的数目比为2:1
【答案】C
【解析】
【详解】A. 根据图知,晶体中每个K+周围6个O2−,每个O2−周围有6个K+,故A错误;B.晶体中与每个K+距离最近的K+个数=3×8×12=12,故B错误;C.该晶胞中钾离子个数=8×18+6×12=4,超氧根离子个数=1+12×14=4,所以钾离子和超氧根离子个数之比=4:4=1:1,所以超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有4个K+和4个O2−,故C正确;D.晶胞中K+与O2−个数分别为4、4,所以1个晶胞中有8个氧原子,根据电荷守恒−2价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为8−2=6,所以晶体中,0价氧原子与−2价氧原子的数目比为3:1,故D错误;答案:C。
12.图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法正确的是
A. 图乙不可能表示元素的电负性随原子序数的变化关系
B. 图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子序数的变化关系
C. 图乙可能表示是元素原子的半径随原子序数的变化关系
D. 图甲可能表示的是元素原子的第一电离能随原子序数的变化关系
【答案】D
【解析】
【详解】A.电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力,随着核电荷数的增加呈周期性变化,故图乙可能表示元素的电负性随原子序数的变化,故A错误;
B.同周期元素中,非金属单质的熔点较低,与图象不符,故B错误;
C.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,与图象不符,故C错误;
D.同周期元素第一电离能从左到右逐渐增大,其中ⅡA、ⅢA族元素的第一电离能大于相邻主族元素,与图象基本符合,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查元素周期表、周期律知识,注意把握元素的性质的递变规律的特殊情况。同周期元素,随着核电荷数递增,原子半径减小,失电子能力降低,第一电离能增大,但由于原子轨道的全满、全空和半满的结构的能量比较低,导致第二周期中Be和N元素,第三周期中的Mg和P元素第一电离能偏大。
13.对有机物说法正确的是
A. 1mol该物质所含原子数为
B. 该物质系统命名为2,3-二甲基-5-乙基己烷
C. 该物质一个分子中最多10个碳原子共平面
D. 该物质为某炔烃加氢后的产物,则可能的炔烃的结构只有一种
【答案】D
【解析】
【分析】
该烃碳原子跟碳原子都以单键结合,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合,使每个原子的化合价都达到“饱和”,所以为烷烃,据此分析;
【详解】A、该有机物分子式为C10H22,共含有32个原子,1mol该物质所含原子数为32NA,故A错误;
B、根据烷烃的系统命名原则知,该有机物的系统命名为2,3,5-三甲基庚烷,故B错误;
C、烷烃为锯齿形结构,主链有7个碳原子,由于饱和碳原子具有四面体结构,所以该物质一个分子中最多7个碳原子共平面,故C错误;
D、根据炔烃与H2加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子的碳原子间是对应炔存在C≡C的位置,符合条件的只有一种,故D正确。
故选D。
【点睛】解答本题要求具备基本的知识,要注意掌握,烷烃的命名原则:碳链最长称某烷,靠近支链把号编,简单在前同相并,其间应划一短线;若烷烃是炔烃加氢后的产物,则该烷烃分子中相邻碳原子上均带2个氢原子。
14.表述1正确,且能用表述2加以正确解释的选项是
表述1
表述2
A
在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大
NaCl晶体中Cl﹣与Na+间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力
B
通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高
Pb的原子半径比C的大,Pb与H之间的键能比C与H间的小
C
在形成化合物时,同一主族元素的化合价一定都相同
同一主族元素原子的最外层电子数相同
D
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化钠为离子晶体,易溶于极性分子水,而碘为非极性分子,不易溶于水,与分子间作用力无关,故A错误;B.Pb的原子半径比C的大,元素的非金属性比C弱,对应的氢化物的稳定性较弱,故B正确的;C.元素原子的最外层电子数并不能说决定元素的化合价,比如氧和硫位于同一主族,氧的化合价为-2,而硫的化合价为-2,+4和+6,化合价不完全相同.故C错误;D.氯化氢为共价化合物,水溶液能导电, P4O10、C6H12O6
溶于水后均不导电,是因为二者为非电解质,故D错误;答案:B。
15.下列化学用语或概念的表达不正确的是
①丙烷的球棍模型 ②丙烯的结构简式为
③和一定互为同系物 ④与一定互为同分异构体
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】①丙烷是线型分子,根据其分子中碳原子结合的H原子关系可得其球棍模型表示无误,故①正确;
②丙烯分子中含有碳碳双键,其结构简式为:CH3CH=CH2,故②错误;
③分子式为C 3 H 8 与C 6 H 14 都是烷烃,故两种有机物一定互为同系物,故③正确;
④与C8H6的结构可能完全相同,可能为同一种物质,不一定互为同分异构体,故④错误。
答案选D。
【点睛】本题考查了同分异构体、球棍模型、结构简式的表示方法及判断,注意掌握常见的化学用语的概念及正确的表示方法,明确比例模型与球棍模型的概念及区别。
16.下列各组指定的元素不能形成AB2型化合物的是
A. 2s22p2和2s22p4 B. 2s22p2和3s23p4
C. 3s2和3s23p5 D. 3s1和3s23p5
【答案】D
【解析】
【分析】
根据外围电子排布确定元素,结合元素化合价及元素形成的常见化合物进行分析判断。
【详解】A.价层电子排布为2s22p2的元素为C,价层电子排布为2s22p4元素为O,二者可形成CO2,故A不符合题意;
B.价层电子排布为3s23p4的元素为S,价层电子排布为2s22p2的元素为C,二者可形成CS2,故B不符合题意;
C. 价层电子排布为3s2的元素为Mg,价层电子排布为2s22p5的元素为Cl,二者可形成MgCl2,故C不符合题意;
D. 价层电子排布为3s1的元素为Na,价层电子排布为3s23p5的元素为Cl,二者可形成NaCl,与题目不符,故选D;
故选D。
【点睛】解决原子核外电子排布题目时,注意掌握常见元素的化合价及元素组成常见化合物类型,注意把握核外电子的排布特点,把握常见元素的化合价。
17.维生素A对人体,特别是对人的视力有重大作用,其结构简式如图所示:
下列关于该化合物的说法正确的是 ( )
A. 分子式为C16H25O B. 含有苯环结构
C. 该物质1mol一定条件下最多能与3mol氢气反应 D. 分子中含有一种含氧官能团
【答案】D
【解析】
【分析】
由结构简式可知维生素A的分子式为C20H30O;由结构简式可知该分子六元环上含有1个碳碳双键;由结构简式可知维生素A的分中含有5个碳碳双键;分子中只含有羟基一种含氧官能团。
【详解】由结构简式可知维生素A的分子式为C20H30O,故A错误;由结构简式可知该分子六元环上含有1个碳碳双键,不含苯环,故B错误;由结构简式可知维生素A的分中含有5个碳碳双键,所以该物质1mol一定条件下最多能与5mol氢气反应,故C错误;分子中只含有羟基一种含氧官能团,故D正确。
【点睛】本题考查有机物的结构,题目难度不大,注意分析有机物结构简式,正确判断有机物官能团的种类和个数,特别是有机物的分子式,观察时要仔细。
18.以下对核外电子运动状态的描述正确的是
A. 电子的运动与行星相似,围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B. 能量低的电子只能在s轨道上运动,能量高的电子总是在f轨道上运动
C. 能层序数越大,s原子轨道的半径越大
D. 在同一能级上运动的电子,其运动状态肯定相同
【答案】C
【解析】
【分析】
根据原子核外电子排布规则分析解答,根据核外电子运动状态,电子云的概念分析解答,
【详解】A.电子运动不是围绕原子核在固定的轨道上高速旋转,只是在某个区域出现的概率大些,故A错误;
B.能量高的电子也可以在S轨道上运动 如7S轨道上的电子能量也很高,比4f能量还高,故B错误;
C.能层序数越大,电子离原子核越远,所以能层序数越大,s轨道上的电子距离原子核越远,则s原子轨道的半径越大,故C正确;
D.同一能级上的同一轨道上最多排2个电子,两个电子的自旋方向不同,则其运动状态肯定不同,所以在同一能级上运动的电子,其运动状态肯定不同,故D错误。
故选C。
【点睛】注意同一能级上电子能量相同,其运动状态不同,明确电子云含义,这是本题的易错点。
19.胡椒酚是植物挥发油的成分之一,它的结构简式如下,下列叙述中不正确的是
A. 1 mol胡椒酚最多可与4 mol氢气发生反应
B. 1 mol胡椒酚最多可与2 mol溴发生反应
C. 胡椒酚能发生加聚反应
D. 胡椒酚在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯环与碳碳双键与氢气发生加成反应,则胡椒酚最多可与氢气发生加成反应,故A正确;
B.酚的邻位与溴发生取代反应,碳碳双键与溴发生加成反应,则胡椒酚最多可与溴发生反应,故B错误;
C.中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,故C正确;
D.烃基为憎水基,则胡椒酚在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度,故D正确;
本题答案为B。
20.下列说法正确的是
A. 硫酸氢钾在熔融状态下离子键、共价键均被破坏,形成定向移动的离子,从而导电
B. F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高,是因为分子间作用力越来越大
C. NH3和Cl2两种分子中,每个原子最外层都具有8电子稳定结构
D. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱,其熔沸点逐渐升高
【答案】B
【解析】
【详解】A. 硫酸氢钾在熔融状态下离子键被破坏,形成定向移动的离子,从而导电,故错误;
B. F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高,是因为相对分子质量越大,分子间作用力越来越大,故正确;
C. NH3和Cl2两种分子中,除了氢原子外其他原子的最外层都具有8电子稳定结构,故错误;
D. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱,但氟化氢分子间有氢键,所以氟化氢的沸点高,其他熔沸点逐渐升高,故错误。
故选B。
第II卷(非选择题)
二、填空题(共40分,每空1分,方程式2分)
21.按要求填空
(1)基态铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向,共有________种不同能级的电子,有________种不同运动状态的电子。
(2)S的基态原子核外有________个未成对电子,Si的基态原子核外电子排布式为______________。基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为________,该能层具有的原子轨道数为________,电子数为________。
(3)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。
A.2s B.2d C.3p D.3f
(4)基态Fe原子有________个未成对电子,Fe3+的电子排布式为________________;Cu+基态核外电子排布式为______________。
(5)某元素原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,则n=________;原子中能量最高的是________能级电子。
(6)第四周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式为_____________,第四周期中,3d轨道半充满的元素符号是________。
【答案】 (1). 4 (2). 5 (3). 13 (4). 2 (5). 1s22s22p63s23p2 (6). M (7). 9 (8). 4 (9). AC (10). 4 (11). 1s22s22p63s23p63d5 (12). 1s22s22p63s23p63d10 (13). 2 (14). 2p (15). 19K:[Ar]4s1、24Cr:[Ar]3d54s1、29Cu:[Ar]3d104s1 (16). Cr、Mn
【解析】
【分析】
(1)Al位于周期表中第3周期,第IIIA族,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1;
(2)S的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2;
(3)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;
(4)Fe元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;
(5)由于s亚层最多只能排2个电子,所以n=2;
(6)第四周期元素中,基态原子的最外层只有1个电子的元素中,主族元素是K,副族元素有Cr和Cu共计是3种元素;3d轨道半充满,外围电子排布式为3d54s1或3d54s2,所以为Cr、Mn。
【详解】(1)Al位于周期表中第3周期,第IIIA族,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,涉及3个s轨道、2个p轨道,因此其核外电子云(轨道)的伸展方向有4个;核外13个电子的运动状态各不相同,因此核外有13种不同运动状态的电子,故答案为:4;5;13;
(2)S的最外层有6个电子,为3s23p4,3p能级三个轨道、四个电子,依据泡利原理和洪特规则,先每个轨道排1个,方向相同,排满后再排,方向相反,故有两个孤对电子;Si原子核外电子数为14,核外电子基态排布式为1s22s22p63s23p2;基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9、电子数为4,故答案为:2;1s22s22p63s23p2;M; 9;4;
(3)A项、2s能级只有1个轨道,故2s可以表示原子轨道,故A正确;
B项、不存在2d能级,故B错误;
C项、3s能级含有3个轨道,3个轨道相互垂直,3p z 表示为z轴上的轨道,故C正确;
D项、不存在3f能级,故D错误;
故选AC,故答案为:AC;
(4)Fe元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,可知在3d上存在4个未成对电子,先失去4s上的2个电子后、再失去3d上的1个电子形成Fe3+,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Cu+核外有28个电子,Cu原子失去1个电子生成Cu+,失去的电子数是其最外层电子数,根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10,故答案为:4;1s22s22p63s23p63d5;1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;
(5)由于s亚层最多只能排2个电子,所以n=2, 最外层电子的电子排布为2s2 2p3, 能量为高的是2p电子,故答案为:2;2p;
(6)第四周期元素中,基态原子的最外层只有1个电子的元素中,主族元素是K,副族元素有Cr和Cu共计是3种元素,3种元素基态原子的电子排布式分别为:[Ar]4s1、 [Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1;3d轨道半充满,外围电子排布式为3d54s1或3d54s2,所以为Cr、Mn,故答案为:[Ar]4s1、 [Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1;Cr、Mn。
【点睛】
本题考查核外电子排布规律,难度不大,关键是对核外电子排布规律的理解掌握,核外电子的分层排布规律:(1)第一层不超过2个,第二层不超过8个;(2)最外层不超过8个。每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数),即第一层不超过2个,第二层不超过8个,第三层不超过18个;(3)最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时,最多可容纳2个电子)。(4)最低能量原理:电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。(5)泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。(6)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同。
22.
钒及其化合物在科学研究中和工业生产中具有许多用途。
(1)基态钒原子的核外价电子排布式为________。
(2)钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价。这几种价态中,最稳定的是______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子__________(填化学式)。
(4)钒(Ⅱ)的配离子有[V(CN)6]4-、[V(H2O)6]2+等。
①CN-与N2互为等电子体,CN-中σ键和Π键数目比为________。
②对H2O与V2+形成[V(H2O)6]2+过程的描述不合理的是______________。
a.氧原子的杂化类型发生了变化
b.微粒的化学性质发生了改变
c.微粒中氢氧键(H-O)的夹角发生了改变。
d.H2O与V2+之间通过范德华力相结合。
③在[V(H2O)6]2+中存在的化学键有___________。
a.金属键 b.配位键 c. σ键 d.Π键 f. 氢键
(5)已知单质钒的晶胞如图,则V原子的配位数是_______,假设晶胞的边长为d nm,密度ρ g·cm-3,则钒的相对原子质量为_______________。(设阿伏伽德罗常数为NA)
【答案】 (1). 3d34s2 (2). +5 (3). NH4+ (4). 1:2 (5). a d (6). bc (7). 8
(8). 5NAρd3×10-22
【解析】
(1)钒是23号元素,基态钒原子的核外价电子排布式为3d34s2,故答案为:3d34s2;
(2)根据钒原子的核外价电子排布式为3d34s2可知,+5的钒最外层为8电子稳定结构,最稳定,故答案为:+5;
(3)VO43-空间构型为正四面体,与之具有相同结构的一种阳离子是NH4+,故答案为:NH4+;
(4)①CN-中含有C≡N三键,σ键和Π键数目比为1:2,故答案为:1:2;
②a.水中氧的杂化为sp3,[V(H2O)6]2+中氧的杂化为sp3,则氧原子的杂化类型没有改变,故a错误;b. H2O与V2+形成[V(H2O)6]2+微粒的结构发生了变化,则化学性质发生改变,故b正确;c.水分子中的孤对电子与V2+形成了配位键,使得水分子中氢氧键(H-O)的夹角发生了改变,故c正确;d.H2O与V2+之间通过配位键相结合,配位键属于化学键,不属于分子间作用力,故d错误;故选ad;
③在[V(H2O)6]2+中存在的化学键有H2O与V2+间的配位键、水分子中的H-Oσ键,故选bc;
(5)单质钒的晶胞为体心立方,V原子的配位数为8;1个晶胞中含有2个V原子,1mol晶胞的质量为2Mg,1mol晶胞的体积为(d×10-7cm)3NA,则ρ= g·cm-3,解得M=5NAρd3×10-22,故答案为:8;5NAρd3×10-22。
23.现有下列几种有机物:
A. B. C. D.CH2 = CH—CH = CH2 E.环戊烷
(1)上述有机物中互为同系物的是_____________,互为同分异构体的是____________。
(2)用系统命名法对B进行命名____________________________________。
(3)A与Cl2反应的类型为_____________;D使溴水褪色的反应类型为___________。
(4)B发生加聚反应的化学方程式为 ____________________________________。
(5)如图表示的是一种叫做双烯合成的有机反应,请写出 B 与 D发生双烯合成所得产物的结构简式__________________。
【答案】 (1). AC (2). BE (3). 甲基丁烯 (4). 取代反应 (5).
加成反应 (6). (7).
【解析】
分析:和是烷烃,两者互为同系物; 属于烯烃,CH2 = CH—CH = CH2是二烯烃;B和E的分子式相同,互为同分异构体;环烷烃与烯烃具有相同的通式,当其分子中碳原子数相同时互为同分异构体。烷烃易发生取代反应,烯烃易发生加成反应和加聚反应。
详解:(1)上述有机物中互为同系物的是AC,互为同分异构体的是BE。
(2)用系统命名法对B进行命名为甲基丁烯。
(3)A与Cl2在光照的条件下可以发生取代反应;D分子中有2个碳碳双键,故其使溴水褪色的反应类型为加成反应。
(4)B发生加聚反应的化学方程式为 。
(5)由双烯合成的有机反应可知, B 与 D发生双烯合成所得产物的结构简式为。
24.酸牛奶中的乳酸可增进食欲、促进胃液分泌、增强肠胃的消化功能,对人体具有保健作用,乳酸分子的结构简式为。工业上可由乙烯来合成乳酸,方法如下:
(1)乳酸所含的官能团的名称是_________________________。
(2)写出下列物质转化的化学方程式:
①A→B______________________________________。
②B→CH3CHO____________________________________。
(3)A在一定条件下可发生消去反应,写出其发生消去反应的化学方程式:____________
【答案】 (1). 羟基、羧基 (2). CH3CH2Cl+NaOHCH3CH2OH+NaC1 (3). 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4). CH3CH2Cl+ NaOHCH2=CH2↑+ NaCl+ H2O
【解析】
【分析】
由合成流程可知,乙烯与HCl加成反应生成CH3CH2Cl,CH3CH2Cl水解生成CH3CH2OH,CH3CH2OH氧化生成乙醛,乙醛与HCN发生加成反应生成CH3CH(OH)CN,CH3CH(OH)CN酸化生成,然后结合有机物的结构与性质来解答。
【详解】(1)含-COOH、-OH,名称分别为羧酸、羟基;
(2)①A→B 是CH3CH2Cl在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成CH3CH2OH,反应方程式是CH3CH2Cl+NaOHCH3CH2OH+NaC1;
②CH3CH2OH在铜做催化剂的条件下氧化为CH3CHO,反应方程式是2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(3)CH3CH2Cl在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,反应的化学方程式是CH3CH2Cl+ NaOHCH2=CH2↑+ NaCl+ H2O。