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- 2021-08-06 发布
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2016-2017学年四川省德阳市中江县龙台中学高二(上)期中化学试卷
一、选择题(共20小题,每小题2分,满分40分)
1.下列离子中外层d轨道完全充满状态的是( )
A.Cr3+ B.Fe3+ C.CO3+ D.Cu+
2.以下电子排布式不是基态原子的电子排布式的是( )
A.1s22s1 B.1s22s12p1 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1
3.下列关于乙烯(CH2=CH2)的说法不正确的( )
A.乙烯分子中2个碳原子都是sp2杂化
B.乙烯分子存在非极性键
C.乙烯分子中4个H原子在同一平面上
D.乙烯分子有6个σ键
4.下列比较不正确的是( )
A.非金属性:C>N B.酸性:HClO4>H2CO3
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2 D.热稳定性H2O>H2S
5.对充有氖气的霓红灯管通电,灯管发出红色光.产生这一现象的主要原因( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流作用下,氖原子与构成灯管的物质反应
6.下列分子均属于极性分子且中心原子均为sp3杂化的是( )
A.CH4、P4 B.SO2、CHCl3 C.PCl3、SO3 D.NH3、H2O
7.bXn﹣和aYm+两离子的电子层结构相同,则a等于( )
A.b﹣m﹣n B.b+m+n C.b﹣m+n D.m﹣n+b
8.已知NA为阿伏伽德罗常数的值.下列说法不正确的是( )
A.12g金刚石中平均含有2NA个σ键
B.1molSiO2晶体中平均含有4NA个σ键
C.12g石墨中平均含1.5NA个σ键
D.1molCH4中含4NA个s﹣pσ键
9.下列对一些实验事实的解释正确的是( )
选项
实验事实
解释
A
水加热到较高温度都难以分解
水分子间存在氢键
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P﹣P键间的键角是109°28′
C
用苯萃取碘水中的I2
苯和I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D
H2O的沸点高于H2S
H﹣O键的键长比H﹣S键的键长短
A.A B.B C.C D.D
10.下列各组微粒的立体构型相同的是( )
A.CO2与SO2 B.CH4与CCl4 C.NH3与BF3 D.H3O+与SO3
11.下列说法或有关化学用语的表达不正确的是( )
A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
B.核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p6 的变化需要吸收能量
C.某元素基态原子的电子排布图
D.Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p6
12.已知Al2H6燃烧热极高,是一种很好的生氢剂,它跟水反应生成H2,球棍模型如图(白球为Al,黑球为H).下列推测肯定不正确的是( )
A.该物质与水反应,属于氧化还原反应
B.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
C.Al2H6分子中 氢为+1价,铝为﹣3价
D.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
13.金属钠是体心立方堆积,关于钠晶体,下列判断合理的是( )
A.其熔点比金属铝的熔点高
B.一个钠的晶胞中,平均含有4个钠原子
C.该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
D.该晶体中的钠离子在外加电场作用下可发生定向移动
14.下列分子或离子中,VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是( )
A.CO2 B.H2O C.CO32﹣ D.CCl4
15.下列说法正确的是( )
A.HI沸点比HBr的沸点低
B.用X射线衍射实验的方法,可以区分晶体和非晶体
C.CH3CH2CH2CH3分子中有两个手性碳原子
D.由于HF分子间存在氢键,故HF比HCl稳定
16.化学学习中常用类推方法,下列类推正确的是( )
A.CO2为直线形分子,SO2也为直线形分子
B.固态CS2是分子晶体,固态SiO2也是分子晶体
C.NCl3中N原子是sp3杂化,BCl3中B原子也是sp3杂化
D.Al(OH)3能溶于NaOH溶液,Be(OH)2也能溶于NaOH溶液
17.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B. C.CH3CH2OH D.
18.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液.下列对此现象说法正确的是( )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子
C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液没有发生变化
D.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
19.最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性.鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注.该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( )
A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni C.MgCNi2 D.MgCNi3
20.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如右图所示.已知断裂1mol N﹣N吸收167kJ热量,生成1mol N≡N放出942kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4是N2的同素异形体
C.N4分子中N﹣N键角为109°28′
D.1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量
二、解答题(共6小题,满分60分)
21.有下列8种晶体,用序号回答下列问题:
A.水晶 B.冰醋酸 C.白磷 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
(1)属于原子晶体的化合物是 ,直接由原子构成的高熔点的晶体是 ,直接由原子构成的分子晶体是 .
(2)由极性分子构成的晶体是 ,会有共价键的离子晶体是 ,属于分子晶体的单质是 .
(3)在一定条件下能导电而不发生化学反应的是 ,分子内存在化学键,但受热熔化时,化学键不发生变化的是 ,受热熔化,需克服共价键的是 .
22.A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大.A元素可形成自然界硬度最大的单质;B的2p半满;X原子的第一电离能至第四电离能分别是I1=578kJ•mol﹣1,I2=1 817kJ•mol﹣1,I3=2 745kJ•mol﹣1,I4=11
575kJ•mol﹣1;Y与X同周期,是该周期电负性最强的元素;Z的一种同位素的质量数为53,中子数为29.请回答下列问题:
(1)Z的基态原子核外电子排布式为 .
(2)X、氧、B元素的电负性由大到小顺序为 (用元素符号作答).
(3)AY4是一种常用的溶剂,是 (填“极性分子”或“非极性分子”),A2H4分子中σ键与π键的个数比为 .
(4)X的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为 .
23.如表是周期表的一部分,请回答有关问题.
ⅠA
ⅡA
ⅢA
Ⅳ
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二周期
①
②
三周期
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)①原子结构示意图是 ,④的元素名称 ,②与⑦形成的化合物属于 (填“离子”“共价”)化合物.
(2)原子半径③ ④,金属性③ ④,(填“>”或“<”)
(3)②和⑦形成的化合物中,能使品红溶液腿色的是 (填化学式),它对环境的主要危害是 ,⑦、⑧元素形成的氢化物热稳定性较强的是 (填化学式).
(4)写出③与水反应的化学方程式 .
24.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单元称之为晶胞.NaCl晶体结构如图所示.
(1)在一个NaCl晶胞中Na+的个数为 ,
(2)晶体中每个Na+同时吸引着 个Cl﹣,每个Cl﹣同时吸引着 个Na+
(3)晶体中在每个Cl﹣周围与它最接近且距离相等的Cl﹣共有 个.
25.已知白磷是由P4分子形成的分子晶体,每个P4分子是正四面体结构.分子中的四个磷原子位于正四面体的四个顶点.则P4分子中共有 个P﹣P键.
26.(化学﹣物质结构与性质)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位.
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式 .
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 .
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为 ,微粒间存在的作用力是 .
(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为 (填元素符号).MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似.MO的熔点比CaO的高,其原因是 .
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同.CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π健.从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述π键 .
2016-2017学年四川省德阳市中江县龙台中学高二(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2分,满分40分)
1.下列离子中外层d轨道完全充满状态的是( )
A.Cr3+ B.Fe3+ C.CO3+ D.Cu+
【考点】原子核外电子排布.
【分析】3d轨道半充满说明3d轨道中含有10个电子,即为3d10,写出离子的价电子排布式进行判断.
【解答】解:A.Cr3+的价电子排布式为3d3,d轨道不是完全充满状态,故A错误;
B.Fe3+的价电子排布式为3d5,d轨道为半充满状态,故B错误;
C.Co3+的价电子排布式为3d6,d轨道不是完全充满状态,故C错误;
D.Cu+的价电子排布式为3d10,d轨道处于全满状态,故D正确;
故选D.
2.以下电子排布式不是基态原子的电子排布式的是( )
A.1s22s1 B.1s22s12p1 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s1
【考点】原子核外电子排布.
【分析】处于最低能量的原子叫做基态原子,基态电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则,以此解答该题.
【解答】解:A.基态原子的电子排布式为1s22s1,符合基态原子电子排布规律,故A不选;
B.基态原子的电子排布式应为1s22s2,发生电子跃迁为1s22s12p1,所以不是基态原子电子排布式,故B选;
C.基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,符合基态原子电子排布规律,故C不选;
D.基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1,符合基态原子电子排布规律,故D不选;
故选B.
3.下列关于乙烯(CH2=CH2)的说法不正确的( )
A.乙烯分子中2个碳原子都是sp2杂化
B.乙烯分子存在非极性键
C.乙烯分子中4个H原子在同一平面上
D.乙烯分子有6个σ键
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学键.
【分析】A.根据价层电子对互斥理论确定杂化方式;
B.同种非金属元素之间存在非极性共价键,不同非金属元素之间存在极性共价键;
C.乙烯分子的空间结构为平面方形;
D.共价单键是σ 键,共价双键中一个是σ 键一个是π键.
【解答】解:A.乙烯分子中2个碳原子的价层电子对数为3,所以碳碳双键两端的碳原子采用sp2杂化,故A正确;
B.同种非金属元素之间存在非极性共价键,不同非金属元素之间存在极性共价键,所以分子存在非极性键,故B正确;
C.乙烯分子的空间结构为平面方形,所以4个H原子在同一平面上,故C正确;
D.共价单键是σ 键,共价双键中一个是σ 键一个是π键,所以乙烯中有5个σ 键,1个π 键,故D错误;
故选D.
4.下列比较不正确的是( )
A.非金属性:C>N B.酸性:HClO4>H2CO3
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2 D.热稳定性H2O>H2S
【考点】同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系;同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系.
【分析】A.同一周期元素,元素非金属性随着原子序数增大而增强;
B.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强;
C.元素金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强;
D.元素非金属性越强,其氢化物的稳定性越强.
【解答】解:A.同一周期元素,元素非金属性随着原子序数增大而增强,所以非金属性C<N,故A错误;
B.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性Cl>C,所以HClO4>H2CO3,故B正确;
C.元素金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强,金属性Na>Mg,所以碱性NaOH>Mg(OH)2,故C正确;
D.元素非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性O>S,所以热稳定性H2O>H2S,故D正确;
故选A.
5.对充有氖气的霓红灯管通电,灯管发出红色光.产生这一现象的主要原因( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流作用下,氖原子与构成灯管的物质反应
【考点】原子核外电子的跃迁及应用.
【分析】灯管发出红色光,释放出光能,电子由激发态向基态跃迁,属于物理变化,没有新物质生成.
【解答】解:电子由基态获得能量跃迁到激发态,从激发态跃迁到较低的能级,多余的能量以光的形式释放出来,光的波长对应一定的颜色,则A正确,B错误,属于物理变化,没有新物质生成,则C、D错误.
故选A.
6.下列分子均属于极性分子且中心原子均为sp3杂化的是( )
A.CH4、P4 B.SO2、CHCl3 C.PCl3、SO3 D.NH3、H2O
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断.
【分析】分子空间结构不对称,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;
中心原子的杂化类型为sp3,说明该分子中心原子的价层电子对个数是4,据此判断.
【解答】解:A.CH4中C原子形成4个δ键,孤电子对个数为0,价层电子对数为4,为sp3杂化,分子构型正四面体形,空间结构对称为非极性分子;P4分子构型正四面体形,空间结构对称为非极性分子,故A错误;
B.SO2中S原子形成2个δ键,孤电子对个数=(6﹣2×2)=1,价层电子对数为3,为sp2杂化,分子构型为V形,空间结构不对称为极性分子;CHCl3中C原子形成4个δ键,没有孤电子对,价层电子对数为4,为sp3杂化,空间结构不对称为极性分子,故B错误;
C.PCl3中P原子形成3个δ键,孤电子对个数=×(5﹣3×1)=1,价层电子对数为4,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子;SO3中S原子形成3个δ键,孤电子对个数=×(6﹣2×3)=0,价层电子对数为3,为sp2杂化,分子构型为平面三角形,空间结构对称为非极性分子,故C错误;
D.NH3中N原子形成3个δ键,有1个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子;H2O中O原子形成2个δ键,有2个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为V形,空间结构不对称为极性分子,故D正确;
故选D.
7.bXn﹣和aYm+两离子的电子层结构相同,则a等于( )
A.b﹣m﹣n B.b+m+n C.b﹣m+n D.m﹣n+b
【考点】质子数、中子数、核外电子数及其相互联系.
【分析】bXn﹣和aYm+两离子具有相同的电子层结构,说明二者核外电子数相同,阴离子核外电子数=质子数+所带的电荷数,阳离子核外电子数=质子数﹣所带电荷数,据此计算判断.
【解答】解:阳离子核外电子数=质子数﹣所带电荷数,所以bXn﹣
的核外电子数为b+n;阴离子核外电子数=质子数+所带的电荷数,所以aYm+的核外电子数为a﹣m;bXn+和aYm﹣两离子具有相同的电子层结构,说明二者核外电子数相同,所以b+n=a﹣m,即a=b+m+n
故选:B.
8.已知NA为阿伏伽德罗常数的值.下列说法不正确的是( )
A.12g金刚石中平均含有2NA个σ键
B.1molSiO2晶体中平均含有4NA个σ键
C.12g石墨中平均含1.5NA个σ键
D.1molCH4中含4NA个s﹣pσ键
【考点】阿伏加德罗常数.
【分析】A.在金刚石中每个C原子可形成的C﹣Cσ键为4个;每条C﹣C键被两个C原子共用;
B.根据在二氧化硅晶体中,一个硅原子与4个氧原子形成4条Si﹣Oσ键来判断;
C.石墨中每个C原子与其它3个C原子形成3个C﹣Cσ键,则平均每个C原子成键数目为3×=1.5个;
D.甲烷中4个C﹣H是sP3杂化.
【解答】解:A.金刚石中每个C原子可形成的C﹣Cσ键为4个;每条C﹣C键被两个C原子共有,每个碳原子可形成:4×=2个C﹣C键,则12g金刚石即1mol,含 C﹣Cσ键2mol,即个数为2NA,故A正确;
B.在二氧化硅晶体中,每个硅原子与4个氧原子形成4条Si﹣Oσ键,1molSiO2晶体中平均含有4NA个σ键,故B正确;
C.石墨中每个C原子与其它3个C原子形成3个C﹣Cσ键,则平均每个C原子成键数目为3×=1.5个,12g石墨物质的量为=1mol,平均含1.5NA个σ键,故C正确;
D.甲烷中4个C﹣H是sP3杂化,不是s﹣p杂化,故D错误;
故选:D.
9.下列对一些实验事实的解释正确的是( )
选项
实验事实
解释
A
水加热到较高温度都难以分解
水分子间存在氢键
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P﹣P键间的键角是109°28′
C
用苯萃取碘水中的I2
苯和I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D
H2O的沸点高于H2S
H﹣O键的键长比H﹣S键的键长短
A.A B.B C.C D.D
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.水分子的稳定性与化学键有关,与氢键无关;
B.白磷是正四面体结构,四个顶点上分别占有一个P原子;
C.非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂;
D.氢化物的熔沸点与分子间作用力和氢键有关.
【解答】解:A.水分子的稳定性与化学键有关,与氢键无关,水加热到较高温度都难以分解,说明水中存在的化学键较强,故A错误;
B.白磷是正四面体结构,四个顶点上分别占有一个P原子,键角为60°,故B错误;
C.非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂,碘和苯都是非极性分子,水是极性分子,所以苯和I2均为非极性分子且苯与水不互溶,故C正确;
D.氢化物的熔沸点与分子间作用力和氢键有关,H20的沸点高于H2S,说明水中含有氢键,故D错误;
故选C.
10.下列各组微粒的立体构型相同的是( )
A.CO2与SO2 B.CH4与CCl4 C.NH3与BF3 D.H3O+与SO3
【考点】判断简单分子或离子的构型.
【分析】根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型,价层电子对个数=σ键+孤电子对个数,孤电子对个数=×
(a﹣xb),a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子个数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,据此判断.
【解答】解:A.CO2分子是直线型分子,SO2中价层电子对个数都是3且都含有一对孤电子对,所以分子空间构型都是V形,故A错误;
B.CH4与CCl4分子中C原子价层电子对个数均为4+×(4﹣4×1)=4,且不含孤电子对,所以CH4与CCl4分子均为正四面体结构,故B正确;
C.NH3中价层电子对个数=3+×(5﹣3)=4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形,BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以分子构型为平面正三角形,故C错误;
D.H3O+中价层电子对个数都是3且含有一对孤电子对,所以为三角锥形结构,SO3中电子对数=,S原子采取sp3杂化,分子空间构型为平面三角形,故D错误.
故选:B.
11.下列说法或有关化学用语的表达不正确的是( )
A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
B.核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p6 的变化需要吸收能量
C.某元素基态原子的电子排布图
D.Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p6
【考点】原子核外电子排布.
【分析】A.没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一能层;
B.3s能级电子获得能量脱离原子核的束缚;
C.违背洪特规则,2p轨道2个单电子应自旋方向相同;
D.Ca原子失去4s能级的电子形成Ca2+离子.
【解答】解:A.同一能层中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,高能层中s轨道电子能量则比低能层中p轨道电子能量高,故A错误;
B.3s能级的电子获得能量后脱离原子核的束缚而失去形成1s22s22p6,故B正确;
C.某元素基态原子的电子排布图
,违背洪特规则,2p轨道2个单电子应自旋方向相同,基态原子核外电子排布图应为,故C错误;
D.Ca原子失去4s能级的电子形成Ca2+离子,Ca2+离子基态电子排布式为1s22s22p63s23p6,故D正确.
故选:C.
12.已知Al2H6燃烧热极高,是一种很好的生氢剂,它跟水反应生成H2,球棍模型如图(白球为Al,黑球为H).下列推测肯定不正确的是( )
A.该物质与水反应,属于氧化还原反应
B.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
C.Al2H6分子中 氢为+1价,铝为﹣3价
D.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
【考点】氧化还原反应;根据化学式判断化合价.
【分析】A.Al2H6与水反应生成氢氧化铝和氢气,该反应中H元素化合价由﹣1价、+1价变为0价;
B.根据元素守恒分析;
C.根据元素的电负性和铝的化合价判断;
D.根据氢铝化合物的性质分析.
【解答】解:A.Al2H6与水反应生成氢氧化铝和氢气,该反应中H元素化合价由﹣1价、+1价变为0价,所以属于氧化还原反应,故A正确;
B.根据题中信息Al2H6的燃烧热极高,判断Al2H6能燃烧,根据原子守恒,Al2H6的组成元素只有Al、H两种元素,又由于是在氧气中燃烧,推出燃烧产物为氧化铝和水,故B正确;
C.在化合物中电负性大的显负价,电负性小的元素显正价,氢元素的电负性大于铝元素,氢铝化合物中铝元素显+3价,氢元素显﹣1价,故C错误;
D.氢铝化合物能和水反应生成氢氧化铝和氢气,可以作储氢材料,燃烧热极高可以作火箭燃料,故D正确.
故选C.
13.金属钠是体心立方堆积,关于钠晶体,下列判断合理的是( )
A.其熔点比金属铝的熔点高
B.一个钠的晶胞中,平均含有4个钠原子
C.该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
D.该晶体中的钠离子在外加电场作用下可发生定向移动
【考点】金属晶体的基本堆积模型.
【分析】A.金属的原子半径越小,金属离子所带电荷越多,金属键越强;
B.晶胞中Na原子位于立方体的顶点和体心;
C.自由电子在电场的作用下可以定向移动;
D.晶体中的钠离子不能自由移动.
【解答】解:A.金属的原子半径越小,金属离子所带电荷越多,金属键越强,金属熔化时破坏金属键,所以Al的金属键强度大于Na,所以Na的熔点比金属铝的熔点低,故A错误;
B.晶胞中Na原子位于立方体的顶点和体心,则一个钠的晶胞中,平均含有钠原子数为×1+1=2,故B错误;
C.自由电子在电场的作用下可以定向移动,金属晶体中存在自由移动的电子,所以该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动,故C正确;
D.晶体中的钠离子不能自由移动,所以晶体中的钠离子在外加电场作用下不能定向移动,故D错误.
故选C.
14.下列分子或离子中,VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是( )
A.CO2 B.H2O C.CO32﹣ D.CCl4
【考点】判断简单分子或离子的构型.
【分析】
价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),根据价电子对互斥理论,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;分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;实际空间构型要去掉孤电子对,略去孤电子对就是该分子的空间构型.
价层电子对个数为4,不含孤电子对,为正四面体结构;含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,含有两个孤电子对,空间构型是V型;
价层电子对个数为3,不含孤电子对,平面三角形结构;含有一个孤电子对,空间构型为为V形结构;
价层电子对个数是2且不含孤电子对,为直线形结构,据此判断.
【解答】解:A.CO2分子中每个O原子和C原子形成两个共用电子对,所以C原子价层电子对个数是2,且不含孤电子对,为直线形结构,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,故A不选;
B.水分子中价层电子对个数=2+×(6﹣2×1)=4,VSEPR模型为正四面体结构;含有2个孤电子对,略去孤电子对后,实际上其空间构型是V型,VSEPR模型与分子立体结构模型不一致,故B选;
C.CO32﹣的中心原子C原子上含有3个σ 键,中心原子上的孤电子对数=(4+2﹣2×3)=0,所以CO32﹣的空间构型是平面三角形,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,故B不选;
D.CCl4分子中中心原子C原子原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+(4﹣1×4)=4,VSEPR模型为正四面体结构,中心原子不含有孤电子对,分子构型为正四面体结构,VSEPR模型与分子立体结构模型一致,故D不选;
故选B.
15.下列说法正确的是( )
A.HI沸点比HBr的沸点低
B.用X射线衍射实验的方法,可以区分晶体和非晶体
C.CH3CH2CH2CH3分子中有两个手性碳原子
D.由于HF分子间存在氢键,故HF比HCl稳定
【考点】晶体熔沸点的比较;“手性分子”在生命科学等方面的应用;氢键的存在对物质性质的影响.
【分析】A.HI与HBr都属于分子晶体;
B.晶体对X﹣射线发生衍射,非晶体不会对X﹣射线发生衍射;
C.手性碳原子指连有四个不同基团;
D.分子的稳定性和化学键有关和氢键无关.
【解答】解:A.HI与HBr都属于分子晶体,又没有氢键,所以熔沸点与相对分子质量成正比,则HI沸点比HBr的沸点高,故A错误;
B.晶体对X﹣射线发生衍射,非晶体不会对X﹣射线发生衍射,所以能用X﹣射线衍射技术可以区分晶体和非晶体,故B正确;
C.CH3CH2CH2CH3中C原子连接的四个基团至少有2个是一样的,该分子中没有手性碳原子,故C错误;
D.分子的稳定性和化学键有关和氢键无关,故D错误;
故选B.
16.化学学习中常用类推方法,下列类推正确的是( )
A.CO2为直线形分子,SO2也为直线形分子
B.固态CS2是分子晶体,固态SiO2也是分子晶体
C.NCl3中N原子是sp3杂化,BCl3中B原子也是sp3杂化
D.Al(OH)3能溶于NaOH溶液,Be(OH)2也能溶于NaOH溶液
【考点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;判断简单分子或离子的构型;分子晶体;两性氧化物和两性氢氧化物.
【分析】A、CO2中C为sp杂化,则直线形分子,SO2中S为sp2杂化,则V形分子;
B、固态CS2是分子晶体,固态SiO2是原子晶体;
C、NCl3中N原子有一对孤电子对是sp3杂化,BCl3中B原子无孤电子对是sp2杂化;
D、根据对角线相似规则.
【解答】解:A、CO2中C为sp杂化,则直线形分子,SO2中S为sp2杂化,则V形分子,故A错误;
B、固态CS2由分子构成是分子晶体,固态SiO2由原子构成是原子晶体,故B错误;
C、NCl3中N原子有一对孤电子对是sp3杂化,BCl3中B原子无孤电子对是sp2杂化,故C错误;
D、由对角线相似规则可知,铝及其化合物与铍及其化合物性质相似,Al(OH)3能溶于NaOH溶液,则Be(OH)2能溶于NaOH溶液,故D正确;
故选D.
17.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B. C.CH3CH2OH D.
【考点】“手性分子”在生命科学等方面的应用.
【分析】在有机物分子中,若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,这种碳原子称为“手性碳原子”,根据碳原子连接的原子或原子团分析判断.
【解答】解:A.碳原子连接2个相同的原子,所以该碳原子不是手性碳原子,故A错误;
B.碳原子连接3个相同的原子,所以该碳原子不是手性碳原子,故B错误;
C.CH3CH2OH分子中每个碳原子都含有相同的原子,所以不含手性碳原子,故C错误;
D.该分子中连接羟基和羧基的碳原子上连接4个不同的原子或原子团,所以该碳原子属于手性碳原子,故D正确;
故选D.
18.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液.下列对此现象说法正确的是( )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子
C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液没有发生变化
D.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
【考点】配合物的成键情况.
【分析】氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液.
A.硫酸铜先和氨水反应生成氢氧化铜,氢氧化铜和氨水反应生成络合物;
B.配合物中,配位体提供孤电子对,中心原子提供空轨道形成配位键;
C.络合物在乙醇中溶解度较小,所以会析出;
D.氢氧化铜和氨水反应生成配合物而使溶液澄清.
【解答】解:A.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,所以溶液中铜离子浓度减小,故A错误;
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,中心原子Cu2+提供空轨道,配位体NH3提供孤电子对,故B正确;
C.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,故C错误;
D.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,故D正确.
故选BD.
19.最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性.鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注.该新型超导晶体的一个晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( )
A.Mg2CNi3 B.MgC2Ni C.MgCNi2 D.MgCNi3
【考点】晶胞的计算.
【分析】利用均摊法确定晶胞的化学式,位于顶点上的一个原子被8个晶胞占有,位于面心上的原子被2个晶胞占有,位于体心上的一个原子被一个晶胞占有,据此计算晶胞的化学式.
【解答】解:碳原子位于该晶胞的体心上,所以该晶胞中含有一个碳原子;镁原子个数=,所以该晶胞含有1个镁原子;镍原子个数=,该晶胞中含有3个镍原子,所以该晶胞的化学式为MgCNi3,故选D.
20.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如右图所示.已知断裂1mol N﹣N吸收167kJ热量,生成1mol N≡N放出942kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4是N2的同素异形体
C.N4分子中N﹣N键角为109°28′
D.1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量
【考点】物质的组成、结构和性质的关系.
【分析】A.化合物是由不同种元素组成的纯净物,单质是由同种元素组成的纯净物;
B.同种元素组成的结构、性质不同的单质互为同素异形体;
C.N4分子不是正四面体结构;
D.依据化学键断裂要吸收热量,形成化学键要放出热量,根据题中数据计算出1molN4转变成N2放出的热量.
【解答】解:A.N4由N组成,是一种单质,故A错误;
B.N4和N2都是氮元素的不同单质,二者互为同素异形体,故B正确;
C.分子不是正四面体结构,所以N4分子中N﹣N键角不是109°28′,故C错误;
D.1molN4气体中含有0.6molN﹣N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1moN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为6×167KJ=1002KJ,形成化学键放出的热量为2×942kJ=1884KJ,所以反应放热,放出的热量为1884KJ﹣1002KJ=882KJ,故应为放出882KJ热量,故D错误;
故选:B.
二、解答题(共6小题,满分60分)
21.有下列8种晶体,用序号回答下列问题:
A.水晶 B.冰醋酸 C.白磷 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石
(1)属于原子晶体的化合物是 A ,直接由原子构成的高熔点的晶体是 G ,直接由原子构成的分子晶体是 D .
(2)由极性分子构成的晶体是 B ,会有共价键的离子晶体是 E ,属于分子晶体的单质是 C、D .
(3)在一定条件下能导电而不发生化学反应的是 F ,分子内存在化学键,但受热熔化时,化学键不发生变化的是 B、C ,受热熔化,需克服共价键的是 A、G .
【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别.
【分析】(1)原子晶体的构成微粒为原子,分子晶体的构成微粒为分子,但稀有气体形成的分子晶体由原子构成的分子;
(2)醋酸分子是极性分子,氯化铵是含有共价键的离子晶体,白磷和氩是分子晶体;
(3)金属铝在一定条件下能导电而不发生化学反应,含有共价键的分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键,原子晶体熔化时破坏共价键.
【解答】解:(1)水晶、金刚石都是原子晶体,水晶化学成分为二氧化硅,属于原子晶体的化合物,金刚石是直接由原子构成的高熔点的晶体,直接由原子构成的分子晶体是稀有气体D,
故答案为:A;G;D;
(2)由极性分子构成的晶体是醋酸分子,含有共价键的离子晶体是氯化铵,是分子晶体而且是单质的是白磷和固体氩,
故答案为:B;E;C、D;
(3)金属铝在一定条件下能导电而不发生化学反应,冰醋酸和白磷是含有共价键的分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,不破坏共价键,水晶和金刚石属于原子晶体,熔化时破坏共价键,
故答案为:F;B、C;A,G.
22.A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大.A元素可形成自然界硬度最大的单质;B的2p半满;X原子的第一电离能至第四电离能分别是I1=578kJ•mol﹣1,I2=1 817kJ•mol﹣1,I3=2 745kJ•mol﹣1,I4=11 575kJ•mol﹣1;Y与X同周期,是该周期电负性最强的元素;Z的一种同位素的质量数为53,中子数为29.请回答下列问题:
(1)Z的基态原子核外电子排布式为 1s22s2 3S23p63d54s1 .
(2)X、氧、B元素的电负性由大到小顺序为 O>N>Al (用元素符号作答).
(3)AY4是一种常用的溶剂,是 非极性分子 (填“极性分子”或“非极性分子”),A2H4分子中σ键与π键的个数比为 5:4 .
(4)X的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为 Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O .
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】A元素可形成自然界硬度最大的单质,该单质为金刚石,则A为C元素;B的2p半满,则2p轨道上有三个未成对电子,则B为N元素;根据X原子的第一电离能至第四电离可知,X原子的第四电离能剧增,则X表现+3价,所以X为Al元素;Y与X同周期,是该周期电负性最强的元素,则Y为Cl元素;Z的一种同位素的质量数为53,中子数为29,则质子数=53﹣29=24,故Z为Cr元素,以此来解答.
【解答】解:A元素可形成自然界硬度最大的单质,该单质为金刚石,则A为C元素;B的2p半满,则2p轨道上有三个未成对电子,则B为N元素;根据X原子的第一电离能至第四电离可知,X原子的第四电离能剧增,则X表现+
3价,所以X为Al元素;Y与X同周期,是该周期电负性最强的元素,则Y为Cl元素;Z的一种同位素的质量数为53,中子数为29,则质子数=53﹣29=24,故Z为Cr元素,
(1)Z为24号Cr元素,根据构造原理,其基态原子核外电子排布式为1s22s2 3S23p63d54s1,故答案为:1s22s2 3S23p63d54s1;
(2)非金属性越强,电负性越强,Al、O、N元素的电负性与非金属性一致,则三种元素电负性大到小顺序为O>N>Al,故答案为:O>N>Al;
(3)AY4的化学式是CCl4,与甲烷结构相似,为正四面体结构,属于非极性分子,A2H4分子含4个C﹣H、1个碳碳双键,σ键与π键的个数比为5:4,
故答案为:非极性分子;5:4;
(4)X的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O,故答案为:Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O.
23.如表是周期表的一部分,请回答有关问题.
ⅠA
ⅡA
ⅢA
Ⅳ
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二周期
①
②
三周期
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)①原子结构示意图是 ,④的元素名称 镁 ,②与⑦形成的化合物属于 共价 (填“离子”“共价”)化合物.
(2)原子半径③ > ④,金属性③ > ④,(填“>”或“<”)
(3)②和⑦形成的化合物中,能使品红溶液腿色的是 SO2 (填化学式),它对环境的主要危害是 形成酸雨 ,⑦、⑧元素形成的氢化物热稳定性较强的是 HCl (填化学式).
(4)写出③与水反应的化学方程式 2Na+2H2O═H2↑+2NaOH .
【考点】元素周期律和元素周期表的综合应用.
【分析】由元素在周期表中位置,可知①为N、②为O、③为Na、④为Mg、⑤为Al、⑥为Si、⑦为S、⑧为Cl.
(1)①为N,原子核外有7个电子,有2个电子层,各层电子数为2、5;②与⑦形成的化合物为二氧化硫、三氧化硫;
(2)同周期自左而右原子半径减小、金属性减弱;
(3)②和⑦形成的化合物中,能使品红溶液腿色的是二氧化硫,它对环境的主要危害是形成酸雨;非金属性越强,对应氢化物越稳定;
(4)钠与水反应生成氢氧化钠与氢气.
【解答】解:由元素在周期表中位置,可知①为N、②为O、③为Na、④为Mg、⑤为Al、⑥为Si、⑦为S、⑧为Cl.
(1)①为N,原子核外有7个电子,有2个电子层,各层电子数为2、5,原子结构示意图为,④的元素名称为镁,②与⑦形成的化合物为二氧化硫、三氧化硫,均属于共价化合物,
故答案为:;镁;共价;
(2)同周期自左而右原子半径减小、金属性减弱,故原子半径Na>Mg,金属性Na>Mg,
故答案为:>;>;
(3)②和⑦形成的化合物中,能使品红溶液腿色的是SO2,它对环境的主要危害是形成酸雨;非金属性Cl>S,非金属性越强,对应氢化物越稳定,故氢化物稳定性HCl>H2S,
故答案为:SO2;形成酸雨;HCl;
(4)钠与水反应生成氢氧化钠与氢气,反应方程式为:2Na+2H2O═H2↑+2NaOH,
故答案为:2Na+2H2O═H2↑+2NaOH.
24.晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单元称之为晶胞.NaCl晶体结构如图所示.
(1)在一个NaCl晶胞中Na+的个数为 4 ,
(2)晶体中每个Na+同时吸引着 6 个Cl﹣,每个Cl﹣同时吸引着 6 个Na+
(3)晶体中在每个Cl﹣周围与它最接近且距离相等的Cl﹣共有 12 个.
【考点】离子晶体.
【分析】(1)根据均摊法求得每个晶胞中离子的个数:处于顶点的离子,同时为8个晶胞共有,每个离子有1/8属于晶胞;处于棱上的离子,同时为4个晶胞共有,每个离子有1/4属于晶胞;处于面上的离子,同时为2个晶胞共有,每个离子有1/2属于晶胞;处于晶胞内部(体心)的离子,则完全属于该晶胞;
(2)根据图片确定氯化钠的配位数;
(3)每个小正方体中距离氯离子最近的氯离子有3个,顶点上的离子被8个小正方体占有,每个面上的离子被两个小正方体占有.
【解答】解:(1)晶胞中顶点和面心的实心球表示Na+,Cl﹣位置在体心和棱的中心,根据均摊法由此可知,在NaCl晶胞中,含Cl﹣:12×+1=4个;含Na+:8×+6×=4个.
故答案为:4;
(2)根据图片知,晶体中每个Na+同时吸引着 6个Cl﹣,每个Cl﹣同时吸引着6个Na+,
故答案为:6;6;
(3)每个小正方体中距离氯离子最近的氯离子有3个,顶点上的离子被8个小正方体占有,每个面上的离子被两个小正方体占有,所以晶体中在每个Cl﹣周围与它最接近且距离相等的Cl﹣共有3×8×=12,
故答案为:12.
25.已知白磷是由P4分子形成的分子晶体,每个P4分子是正四面体结构.分子中的四个磷原子位于正四面体的四个顶点.则P4分子中共有 6 个P﹣P键.
【考点】分子晶体.
【分析】由白磷的结构图可知,P4分子中共有6个P﹣P键,据此分析即可解答.
【解答】解:白磷的结构图为,P4分子为正四面体型分子,每个面为正三角形,P4分子中有6个P﹣P键,1mol P4分子中有6mol P﹣P键,
故答案为:6.
26.(化学﹣物质结构与性质)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位.
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式 1s22s22p63s23p2 .
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 O>C>Si .
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为 sp3 ,微粒间存在的作用力是 共价键 .
(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为 Mg (填元素符号).MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似.MO的熔点比CaO的高,其原因是 Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大 .
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同.CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π健.从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述π键 Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p﹣p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键 .
【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;元素电离能、电负性的含义及应用.
【分析】(1)Si原子核外共14个电子,按照能量最低原则书写电子排布式;元素周期表中主族元素越靠右、越靠上电负性越大,F的电负性最大(为4.0);
(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3;非金属原子之间形成的化学键为共价键;
(3)根据电子总数判断M的原子序数,进而确定元素符号;从影响离子晶体熔沸点高低的因素分析二者熔沸点的高低;
(4)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p﹣p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键.
【解答】解:(1)Si是14号元素,Si原子核外共14个电子,按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道,填满后再依次填入能量较高的轨道;其电子排布式为:1s22s22p63s23p2;从电负性的角度分析,O和C位于同一周期,非金属性O强于C;C和Si为与同一主族,C的非金属性强于Si,故由强到弱为O>C>Si,故答案为;1s22s22p63s23p2; O>C>Si;
(2)SiC中Si和C原子均形成四个单键,故其为sp3杂化;非金属原子之间形成的化学键全部是共价键,故答案为:sp3;共价键;
(3)MO和SiC的电子总数相等,故含有的电子数为20,则M含有12个电子,即Mg;晶格能与所组成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高;故答案为:Mg;Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大;
(4)CO2晶体是分子晶体,其中C的原子半径较小,C、O原子能充分接近,p﹣p轨道肩并肩重叠程度较大,形成稳定的π键;而Si原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p﹣p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键,故答案为:Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p﹣p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键.
2017年1月21日