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- 2021-07-08 发布
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烈面中学高二下期中考试化学试题
满分:100分 时间:90分钟
题号
一
二
总分
得分
一、单选题(本大题共18小题,共54.0分)
1. 下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )
A. H3O+和OH- B. CO和N2 C. HNO2和 NO2- D. CH3+和NH4+
2. 水是生命之源,2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图象,模型如图所示,下列关于水的说法正确的是( )
A. 水是弱电解质 B. 可燃冰是可以燃烧的水
C. 氢氧两种元素只能组成水 D. 0℃时冰的密度比液态水的密度大
3. 下列说法正确的是( )
A. 同主族元素简单氢化物的稳定性,自上而下逐渐增强
B. 电子结构相同的微粒,它们的化学性质亦相同
C. 元素 Si、P、S、Cl 最高价含氧酸的酸性依次增强
D. 同周期的短周期主族元素自左而右原子半径依次增大
4. 下列反应只需要破坏共价键的是
A. 晶体硅熔化 B. 碘升华 C. 熔融Al2O3 D. NaCl溶于水
5. 如图所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C. 物质WY2,W3X4,WZ4均有熔点高,硬度大的特性
D. T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
1. 下列说法正确的是( )
A. I的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性强
B. P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强
C. Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D. SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
2. 在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是( )
A. 范德华力、范德华力、范德华力 B. 范德华力、范德华力、共价键
C. 范德华力、共价键、共价键 D. 共价键、共价键、共价键
3. 已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是( )
A. C3N4是分子晶体
B. C3N4晶体中,C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长长
C. C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,而每个氮原子连接3个碳原子
D. C3N4晶体中微粒间通过分子间作用力结合
4. 离子晶体的稳定性取决于晶体中晶格能的大小。则KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体的稳定性按由高到低的顺序排列正确的是( )
A. KCl>NaCl>BaO>CaO B. NaCl>KCl>CaO>BaO
C. CaO>BaO>NaCl>KCl D. CaO>BaO>KCl>NaCl
5. 短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大,甲和丁的原子核外均有两个未成对电子,乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应.下列说法错误的是( )
A. 元素丙的单质可用于冶炼金属
B. 甲与丁形成的分子中有非极性分子
C. 简单离子半径:丁>乙>丙
D. 甲与乙形成的化合物均有氧化性
6. 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍,下列说法不正确的是( )
A. 原子半径:W>Z>Y>X
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W>Z
C. 最简单气态氢化物的热稳定性:Y>X>W>Z
D. 元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
1. 下列有关物质性质的说法错误的是( )
A. 热稳定性:HCl>HI B. 原子半径:Na>Mg
C. 酸性:H2SO3>H2SO4 D. 结合质子能力:S2->Cl-
2. CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有哑铃形的,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法正确的是 ( )
A. 每个Ca2+周围距离最近且相等的的数目为6
B. 该晶体中的阴离子与F2是等电子体
C. 6.4 g CaC2晶体中含有0.1 mol阴离子
D. 每个Ca2+周围距离最近且相等的Ca2+有12个
3. 金晶体是面心立方最密堆积,已知立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌,金原子半径为r cm,则金晶体的空间利用率为()
A. B. C. D.
4. 短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21.下列关系正确的是( )
W
X
Y
Z
A. 氢化物沸点:W<Z B. 氧化物对应水化物的酸性:Y>W
C. 化合物熔点:Y2X3<YZ3 D. 简单离子的半径:Y<X
5. 有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个
B. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C. 在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:2
D. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE
1. 一般情况下,前者无法决定后者的是( )
A. 原子核外电子排布--元素在周期表中的位置
B. 弱电解质的相对强弱--电离常数的大小
C. 分子间作用力的大小--分子稳定性的高低
D. 物质内部储存的能量--化学反应的热效应
2. 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,下列有关说法正确的是()
A. ①为简单立方堆积,②为六方最密堆积,③为体心立方堆积,④为面心立方最密堆积
B. 每个晶胞都是规则排列的
C. 晶胞中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12
D. 空间利用率的大小关系为:①<②<③<④
二、填空题(本大题共4小题,每空2分,共46.0分)
1. (1)某元素原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第三能层d能级,该能层有________个原子轨道,该元素基态原子的价电子排布图为___________________。 (2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的核外电子排布式:________________。
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1821
15390
21771
B
738
1451
7733
10540
2. 配位化合物在生产生活中有重要应用,请根据要求回答下列问题:
(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]—生成,则[Al(OH)4]—中存在__________(填序号)。
a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为_______________________,第二种配合物的结构可表示为__________________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,则产生的现象是____________________________。(提示:TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2。)
3. 已知:①CS2 ②PCl3 ③H2S ④CH2O ⑤H3O+ ⑥ ⑦BF3 ⑧SO2。请回答下列问题:
(1)中心原子没有孤电子对的是__________(填序号,下同)。
(2)立体构型为直线形的分子或离子有__________;立体构型为平面三角形的分子或离子有__________。
(3)立体构型为V形的分子或离子有__________。
(4)立体构型为三角锥形的分子或离子有__________;立体构型为正四面体形的分子或离子有__________。
1. 非金属元素虽然种类不多,但是在自然界中的丰度却很大,请回答下列问题:
图22-1 图22-2
(1)BN(氮化硼,晶胞结构如图(22-1))和CO2中的化学键均为共价键,BN的熔点高且硬度大,CO2的晶体干冰却松软且极易升华。
由此可以判断:BN可能是______晶体,CO2可能是______晶体,BN 晶体中B原子的杂化轨道类型为______,干冰中C原子的杂化轨道类型为______
(2)分子极性:OF2______H2O,键角:OF2______H2O(填“>””或者“<”)
(3)金刚石和石墨都是碳元素的单质,但石墨晶体熔点比金刚石______,原因是______
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图(22-2)所示的金刚砂(SiC)结构。在SiC结构中,每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为______,假设C-Si键长为acm,则晶胞密度为______g/cm3
烈面中学高二下期中考试化学试题
答案和解析
【答案】
1. D 2. A 3. C 4. A 5. D 6. B 7. B
8. C 9. C 10. D 11. A 12. C 13. C 14. B
15. D 16. D 17. C 18. B
19. (1)9;
(2)1s22s22p63s2
20. (1)acd;
(2)[CoBr(NH3)5]SO4;[Co(SO4)(NH3)5]Br;生成淡黄色沉淀
21. (1)①④⑥⑦
(2)①;④⑦
(3)③⑧
(4)②⑤;⑥
22. (1)原子; 分子; sp3; sp;
(2)<; <;
(3)高; 石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短,键能比金刚石大;
(4)12;
【解析】
1. 解:A、H3O+的质子数为11,电子数为11-1=10,OH-的质子数为9,电子数为9+1=10,电子数相同,故A错误;
B、CO的质子数为14,电子数为14,N2的质子数为14,电子数为14,电子数相同,故B错误;
C、HNO2的质子数为1+7+8×2=24,电子数为24,NO2-的质子数为7+8×2=23,电子数为23+1=24,电子数相同,故C错误;
D、CH3+的质子数为6+1×3=9,电子数为9-1=8,NH4+的质子数为11,电子数为11-1=10,电子数不同,故D正确。
故选:D。
粒子中质子数等于原子的质子数之和,中性微粒中质子数=电子数,阳离子的电子数=质子数-电荷数,阴离子的电子数=质子数+电荷数.
本题主要考查微粒的质子数和电子数的关系,明确中性微粒、阳离子、阴离子的电子的数目计算是解答的关键,并注意中性微粒中质子数等于电子数.
2. 解:A.水为极弱的电解质,能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,故A正确;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种特殊的化合物,并不是可燃烧的水,故B错误;
C.氢氧两种元素可以组成水、双氧水,故C错误;
D.冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故D错误;
故选:A。
A.水能够部分电离出氢离子和氢氧根离子,存在电离平衡;
B.可燃冰为甲烷和水形成的一种化合物;
C.氢氧两种元素还可以组成双氧水;
D.液体水变成冰,体积变大,密度变小.
本题考查了水的电离、水的组成结构及性质,题目难度不大,注意掌握水的电离,明确可燃冰的组成及性质,试题培养了学生灵活应用所学知识的能力.
3. 【分析】
本题考查了元素周期律的应用,明确原子结构,元素周期律内容是解题关键,题目难度不大,注意同周期同主族元素性质递变规律。
【解答】
A.同主族元素非金属性从上到下依次减弱,简单氢化物的稳定性依次减弱,故A错误;
B.电子结构相同的微粒,它们的化学性质不一定相同,如氧离子与钠离子,故B错误;
C.同周期元素非金属性从左到右依次增强,其对应最高价氧化物对应水化物酸性依次增强,元素 Si、P、S、Cl最高价含氧酸的酸性依次增强,故C正确;
D.同周期的短周期主族元素自左而右原子半径依次减小,故D错误;
故选C。
4. 【分析】
本题考查了化学键的存在和变化、物质晶体类型等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度不大。反应只需破坏共价键,说明物质中一定含共价键,分清形成的是分子晶体还是原子晶体,其中原子晶体熔融破坏共价键,共价化合物形成的电解质溶于水破坏共价键。
【解答】
A.晶体硅是原子晶体,熔融破坏的是共价键,故A正确;
B.碘升华是克服分子间作用力,故B错误;
C.氧化铝是离子化合物,熔融破坏的是离子键,故C错误;
D.氯化钠是离子化合物,溶于水破坏的是离子键,故D错误;
故选A。
5. 【分析】
本题涉及氢键、化学键、晶体类型及性质、元素周期律等,综合性较强,题目难度不大,把握短周期及最外层电子数的关系推断元素为解答的关键。
【解答】
W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层为22,则X、Y为第二周期元素,W、Z为第三周期元素,设X的最外层电子为x,则Y、W、Z的最外层电子数分别为x+1、x-1、x+2,所以x+x+1+x-1+x+2=22,解得x=5,即X为N,Y为O,W为Si,Z为Cl,W与T同主族,则T为Ge,
A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物分别为NH3、H2O、HCl,NH3、H2O中存在氢键,沸点都比HCl高,故A错误;
B.N、H、O三种元素可形成NH4NO3,是离子化合物,既有共价键也有离子键,故B错误;
C.SiO2、Si3N4属于原子晶体,熔点高,硬度大,而SiCl4属于分子晶体,熔点低,硬度小,故C错误;
D.Ge元素位于金属与非金属之间的分界线,因此具有半导体的特性,与碳属于同一主族,最外层四个电子,性质相似,可形成GeCl4,故D正确。
故选D。
6. 【分析】
本题考查元素周期律、金属氧化物性质、硝酸的性质等,难度不大,D选项注意硝酸条件下,硝酸根具有强氧化性。
【解答】
A.I、Br同主族,自上而下原子半径增大,元素非金属性减弱、氢化物稳定性减弱,故I
的原子半径大于Br,HI比HBr的热稳定性弱,故A错误;
B.Si、P同周期,随原子序数增大,元素非金属性增强,最高价含氧酸的酸性增强,故P的非金属性强于Si,H3PO4比H2SiO3的酸性强,故B正确;
C.氧化铝属于两性氧化物,能与氢氧化钠反应,而MgO属于碱性氧化物,能与酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应,故C错误;
D.二氧化硫通入硝酸钡溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡,故SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4,故D错误。
故选B。
7. 解:石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气属于物质的三态变化,属于物理变化,破坏了范德华力,石蜡蒸气→裂化气发生了化学变化,破坏了共价键;所以在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是范德华力、范德华力、共价键。
故选:B。
物质的三态变化属于物理变化,石蜡蒸气转化为裂化气发生了化学变化,根据物质的变化分析.
本题考查了物质发生物理、化学变化时破坏的作用力,题目难度不大,侧重于基础知识的考查.
8. 【分析】
本题考查晶体及化学键,为高频考点,把握习题中的信息、晶体类型、晶体中作用力为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学键的判断,题目难度不大。
【解答】
A.由信息可知,C3N4晶体很可能具有比金刚石还大的硬度,且原子间均以单键结合,所以C3N4为原子晶体,故A错误;
B.C的原子半径大于N的原子半径,则C3N4晶体中 C-N键的键长比金刚石中C-C键的键长要短,故B错误;
C.因为C的最外层有4个电子,每个电子与一个N形成C-N(一对共用电子对),因此一个碳原子连接4个N原子,因为N的最外层有5个电子,每个电子与一个C形成N-C(一对共用电子对),因此一个N原子连接3个C原子,故C正确;
D.C3N4晶体是原子晶体,不存在分子间作用力,故D错误。
故选:C。
9.
【分析】
本题主要考查晶体的晶格能大小比较,掌握离子键的键能大小比较方法是解题的关键,题目难度不大。
【解答】
所带电荷相同时,离子晶体的离子半径越小,晶格能越大,则晶体的稳定性越高,离子半径:Na+<K+,稳定性:NaCl>KCl,离子半径:Ca2+<Ba2+,稳定性:CaO>BaO;离子所带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的稳定性越高,则CaO和BaO的稳定性比NaCl和KCl高,故稳定性由高到低的顺序是CaO>BaO>NaCl>KCl。
故选C。
10. 解:短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大,乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应,应是氢氧化铝在与强碱、强酸的反应,故乙为Na、丙为Al,甲和丁的原子核外均有两个未成对电子,结合原子序数可知,甲外围电子排布为2s2sp2或2s22p4,甲为C或O,丁最高价含氧酸为强酸,外围电子排布为3s23p4,故丁为S元素。
A.Al与一些金属氧化物可以发生铝热反应,由于冶炼金属,故A正确;
B.甲与丁形成的分子中CS2为直线型对称结构,三氧化硫为平面正三角形结构,均属于非极性分子,故B正确;
C.电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,电子层越多离子半径越大,故离子半径:S2->Na+>Al3+,故C正确;
D.甲与乙形成的化合物有氧化钠、过氧化钠等,氧化钠氧化性很弱,通常条件下基本不表现氧化性,故D错误,
故选:D。
短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大,乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应,应是氢氧化铝在与强碱、强酸的反应,故乙为Na、丙为Al,甲和丁的原子核外均有两个未成对电子,结合原子序数可知,甲外围电子排布为2s2sp2或2s22p4,甲为C或O,丁最高价含氧酸为强酸,外围电子排布为3s23p4,故丁为S元素,据此解答.
本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题关键,注意甲元素的不确定性,难度中等.
11. 解:A、同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径就越大,所以原子半径大小关系是:Z>W>X>Y,故A错误;
B、元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性:X>W>Z,所以它们的最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W>Z,故B正确;
C、元素的非金属性越强,其相应的氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性:Y>X>W>Z,所以元素的氢化物的稳定性:Y>X>W>Z,故C正确;
D、主族元素除了O和F之外,最高化合价等于主族序数,所以X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等,故D正确;
故选:A。
短周期元素w的质子数是其最外层电子数的三倍,则W是P元素,根据元素在周期表中的位置关系可确定:X是N元素,Y是O元素,Z是Si元素,由此分析解答.
本题考查元素的推断、元素周期表、元素周期律的应用的知识,学生只要熟悉元素周期表,确定元素的种类是解题的关键,比较容易.
12. 解:A.非金属性:Cl>I,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故A正确;
B.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:Na>Mg,故B正确;
C.元素的化合价越高,对应的含氧酸的酸性越强,故C错误;
D.酸性HCl>H2S,酸越弱,对应的阴离子越易结合质子,故D正确。
故选:C。
A.元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定;
B.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小;
C.元素的化合价越高,对应的含氧酸的酸性越强;
D.酸越弱,对应的阴离子越易结合质子.
本题为2014年高考题目,综合考查元素周期律知识,为高考常见题型和高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意相关基础知识的积累,难度不大.
13. 【分析】本题考查晶胞结构的分析,题目难度中等,注意使晶胞沿一个方向拉长的特点,为解答该题的关键,易错点为A和D。
【解答】A项,由晶胞示意图可以看出,晶胞是非正方体结构,再由图可知每个Ca2+周围距离最近且相等的有4个,错误;
B项,含有的价电子数为2×4+2=10,F2含有的价电子数为14,二者所含价电子数不同,不是等电子体,错误;
C项,6.4 g CaC2为0.1 mol,CaC2晶体中的阴离子为,则含有0.1 mol阴离子,正确;
D项,每个Ca2+周围距离最近且相等的Ca2+有4个,错误。
14.
【分析】本题考查晶胞结构与计算,解题关键是明确原子在晶胞中的位置,理解原子半径与晶胞棱长的关系,需要学生具有一定的数学计算能力。
【解答】
金晶体为面心立方最密堆积,则晶胞面对角线为金原子半径的4倍,金原子半径为r cm,则晶胞的边长为,每个金晶胞中含有4个原子,则金原子总体积为,金晶胞体积为,故空间利用率为。
故选B。
15. 【分析】
本题考查位置结构性质关系应用,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生的分析能力,元素的相对位置以及核外最外层电子的关系是解答本题的突破口,明确短周期及元素在周期表中的位置来推断,注意基础知识的理解掌握,难度不大。
【解答】
由元素在周期表中的位置可知W、X为第二周期,Y、Z为第三周期,设Y的最外层电子数为n,则W的最外层电子数为n+2、X的最外层电子数为n+3、Z的最外层电子数为n+4,则n+n+2+n+3+n+4=21,4n=12,n=3,则Y为Al元素,W为N元素,X为O元素,Z为Cl元素,结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律知识解答该题。
A.W为N元素,对应的氢化物分子之间可形成氢键,沸点比HCl高,故A错误;
B.Y为Al,对应的氧化物的水化物呈碱性,W为N,对应的氧化物的水化物溶液呈酸性,故B错误;
C.Al2O3离子化合物,AlCl3为共价化合物,则离子化合物的熔点较高,故C错误;
D.X为O、Y为Al,对应的离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,故D正确。
故选:D。
16. 解:A、在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,所以钠离子的配位数是6,故A正确;
B、Ca2+位于晶胞的顶点和面心,晶胞中含有Ca2+的个数为:8×+6×=4,故B正确;
C、在金刚石晶体中,每个碳原子形成4个共价键,每两个碳原子形成一个共价键,则每个碳原子形成的共价键平均为4×=2,所以在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键数之比为1:2,故C正确;
D、气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子,4个F原子,则分子式为E4F4或F4E4,故D错误;
故选:D。
A、根据在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个进行分析;
B、Ca2+位于晶胞的顶点和面心,利用均摊法计算;
C、根据用均摊法分析;
D、注意气态团簇分子与晶胞的区别。
本题考查晶胞的计算,题目难度较大,本题尤其注意气态团簇分子与晶胞的区别,为本题的易错点。
17. 【分析】
本题主要考查的是元素周期表的形成、弱电解质的电离与电离常数、反应热效应等,综合性较强,有一定难度。
【解答】
A.因为原子核外电子排布呈现规律性的变化,故元素在周期表中的位置也呈现规律性的变化,即原子核外电子排布决定了元素在周期表中的位置,故A正确;
B.相同类型的弱电解质,其电离常数越大说明该弱电解质越易电离,故B正确;
C.稳定性与化学键有关,分子间作用力决定物质的物理性质,则分子晶体的稳定性决定于其中的化学键,故C错误;
D.反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应放热,否则吸热,即物质内部储存的能量决定了化学反应的热效应,故D正确。
故选C。
18. 【分析】本题考查金属晶体的晶胞结构,侧重考查学生对基础知识的掌握,掌握均摊法进行晶胞有关计算,会通过数学知识计算晶胞空间利用率,试题难度一般。
【解答】A项,①为简单立方堆积,②为体心立方堆积,③为六方最密堆积,④为面心立方最密堆积,错误;
B项,金属晶体中每个晶胞都是规则排列的,正确;
C项,晶胞③中原子的配位数应为12,错误;
D项,四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%,应为④=③>②>①,错误。
19.
【分析】本题考查电离能、原子轨道、电子排布式和电子排布图等。书写电子排布式时,根据构造原理排布电子,但书写时按照能层能级顺序。
【解答】(1)该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,第三能层上有3s、3p、3d三种能级,原子轨道数分别为1、3、5,故该能层的原子轨道总数为9。该元素基态原子的价电子排布图为。
(2)根据A、B有第一至第四电离能,说明A、B核外电子数不少于4,A、B的第三电离能突然增大,说明很难失去第三个电子,故最外层有2个电子,又因B的各级电离能均比A的小,故B为Mg,其核外电子排布式为1s22s22p63s2。
20. 【分析】
本题主要考查配合物有关知识,涉及配位离子中化学键类型的判断、根据题干信息推测配合物的结构式以及配合物的组成,熟悉配合物有关理论是解题的关键。
【解答】
(1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]-生成,可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对,形成三个极性共价键,形成Al(OH)3,Al(OH)3溶解在强碱性溶液中,和OH-结合形成[Al(OH)4]-,利用的是铝原子的空轨道和OH-的孤对电子形成的配位键;由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键,叫σ键,所以[Al(OH)4]-中也形成了σ键,
故答案为:acd;
(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知,硫酸根离子为配合物的外界,在水溶液中以离子形式存在,所以会与钡离子结合生成白色沉淀,若加入BaCl2溶液时无明显现象,说明硫酸根离子在内界,所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br;溴离子为配合物的外界,在水溶液中以离子形式存在,若加入AgNO3溶液,会产生淡黄色沉淀溴化银,
故答案为:[CoBr(NH3)5]SO4;[Co(SO4)(NH3)5]Br;生成淡黄色沉淀。
21. 【分析】本题考查较为综合,考查分子结构与性质、杂化轨道等,侧重于价层电子对互斥理论的应用考查,题目难度不大。
【解答】①CS2的中心原子的价电子对数=2+(4-2×2)/2=2,不含孤电子对,故为直线形;
②PCl3的中心原子的价电子对数=3+(5-3×1)/2=4,含1对孤电子对,故为三角锥形;
③H2S的中心原子的价电子对数=2+(6-2×1)/2=4,含2对孤电子对,故为V形结构;
④CH2O的中心原子的价电子对数为3,不含孤电子对,故为平面三角形;
⑤H3O+的中心原子的价电子对数=3+(6-3×1-1)/2=4,含1
对孤电子对,故为三角锥形;
⑥的中心原子的价电子对数=4+(5-4×1-1)/2=4,不含孤电子对,故为正四面体形;
⑦BF3的中心原子的价电子对数=3+(3-3×1)/2=3。不含孤电子对,故为平面三角形;
⑧SO2的中心原子的价电子对数=2+(6-2×2)/2=3,含1对孤电子对,故为V形结构。
(1)由以上分析可知,中心原子没有孤电子对的是①④⑥⑦。
(2) 由以上分析可知,立体构型为直线形的分子或离子有①;立体构型为平面三角形的分子或离子有④⑦。
(3)由以上分析可知,立体构型为V形的分子或离子有③⑧ 。
(4)由以上分析可知,立体构型为三角锥形的分子或离子有②⑤;立体构型为正四面体形的分子或离子有⑥。
22. 【分析】
本题是对物质结构与性质的考查,涉及晶体类型与性质、杂化方式、分子结构与性质、晶胞计算等,侧重考查学生分析解决问题的能力,分子极性大小及键角的大小判断为易错点、难点,(4)中关键是明确键长与晶胞棱长关系,需要学生具有一定的数学计算能力。
【解答】
(1)BN由共价键形成的空间网站结构,熔点高、硬度大,属于原子晶体;而干冰松软且极易升华,属于分子晶体;BN 晶体中B原子形成4个B-N键,杂化轨道数目为4,B原子采取 sp3杂化,干冰中C原子形成2个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为2,C原子采取sp杂化,
故答案为:原子;分子; sp3;sp;
(2)二者结构相似,均为V形,F与O的电负性相对比较接近,H与O的电负性相差较大,水分子中共用电子对较大地偏向O,所以O-F键的极性较弱,所以整个分子的极性也较弱,水分子中成键电子对之间排斥更大,故水分子中键角也更大,
故答案为:<;<;
(3)石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短,键能比金刚石大,故石墨晶体熔点比金刚石的高,
故答案为:高;石墨层内碳碳键的键长比金刚石要短,键能比金刚石大;
(4)晶胞中每个碳原子与4个Si原子形成正四面体,每个Si原子与周围的4个C原子形成正四面体,晶胞中Si、C的相对位置相同,可以将白色球看作C、黑色球看作Si,互换后以顶点原子研究,与之最近的原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2
个晶胞共用,故每个C原子周围距离相等且最近的C原子数目为=12;
顶点Si原子与四面体中心C原子连线处于晶胞体对角线上,且距离等于体对角线长度的,而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,假设C-Si键长为acm,则晶胞棱长= cm,晶胞中Si原子数目=8×+6×=4、C原子数目=4,晶胞质量=4×g,
晶胞密度=(4×g)÷( cm)3= g/cm3,
故答案为:12; 。