四川省巴中市恩阳区2022-2023学年高二下学期4月期中考试化学试题
一、单选题
1.(2020高二下·长春月考)下列离子中外层d轨道达半充满状态的是( )
A.Cr3+ B.Fe3+ C.Co3+ D.Cu+
2.(2021·潍坊模拟)第4周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
3.下列表述不正确的是( )
A.多电子原子中,原子轨道能量:3s<3p<3d
B.第四周期有18种元素,因此第四能层最多容纳18个电子
C.不同元素原子的1s轨道能量不同
D.基态Cl原子中,存在17个运动状态不同的电子
4.下列各组微粒属于等电子体的是( )
A.CO2和CO B.H2O和CH4 C.N2和CO D.NO和CO
5.(2021高二上·绵阳期末)下列化学用语使用错误的是( )
A.33As的基态原子核外电子排布简式:[Ar]4s24p3
B.液氨中存在的氢键:N—H…N
C.NH4Cl的电子式:
D.NaHSO4水溶液中的电离方程式:NaHSO4=Na++H++
6.(2021高二上·绵阳期末)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1mol[Cu(NH3)4]2+中配位键的个数为4NA
B.46gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为2NA
C.0.5molSF6中S的价层电子对数为3NA
D.500mLpH=2的醋酸溶液中H+数目为0.005NA
7.在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域,其中钢铁工业是最重要的领域,用锰量占90%—95%,主要作为炼铁炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂。在自然界中,锰有II、III、IV及VII价态,对于基态锰原子,下列叙述错误的是( )
A.基态锰原子核外电子的空间运动状态有15种
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
D.锰元素位于周期表的d区
8.下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是( )
A. B. C. D.SF2
9.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是( )
A.NH3 和 H2O B.CO2 和 HCl C.CH4 和 H2S D.HCN 和 BF3
10.《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫磺为主,草木灰为辅——而后火药成声”。其中涉及的主要反应为:S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。下列有说法不正确的是( )
A.硝石的主要成分是硝酸钾
B.第一电离能大小顺序:N>O>S>K
C.该反应属于自发反应
D.CO2和N2分子中均含有2个σ键
11.已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的电子排布图为
B.X位于元素周期表中第三周期VA族
C.电负性:Z>Y> X
D.第一电离能:X
A.第一电离能:Z>Y
B.原子半径:Y>Z
C.简单氢化物的沸点:Z> X
D.最高价氧化物的水化物的酸性:M> X
13.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 HF的沸点高于HCl HF的相对分子质量小于HCl
B 为直线形分子 分子中是极性键
C 是一种稳定的化合物 水分子间存在氢键
D 氮原子的第一电离能大于氧原子 氮原子2p能级半充满
A.A B.B C.C D.D
14.下列分子、离子键角大小判断错误的是( )
A.
B.
C.
D.光气()中
15.(2021·临沂模拟)三草酸合铁酸钾( )是制备铁触媒的主要原料。该配合物在光照下发生分解: 。下列说法错误的是( )
A.Fe3+的最高能层电子排布式为 3d5
B. 中铁离子的配位数为 6
C. 中 C原子的杂化方式为 sp2
D.CO2 分子中σ键和π键数目比为1:1
16.(2020·天津)已知 呈粉红色, 呈蓝色, 为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡: ,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是( )
A.等物质的量的 和 中σ键数之比为3:2
B.由实验①可推知△H<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:
17.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如下,下列说法错误的是( )
A.该分子含有3个手性碳原子
B.分子式为C3H2O3
C.该分子中碳原子均采取sp2杂化
D.该分子中σ键与π键个数比为4∶1
18.近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe、Sm、As、F、O组成的化合物。下列说法正确的是( )
A.配合物,可用作催化剂,内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则
B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子
C.元素As与N同族可预测分子中键的键角小于中键的键角
D.每个分子最多可与两个分子形成两个氢键
二、非选择题
19.已知A、B、C、D都是短周期元素,它们的原子半径大小顺序为B>C>D>A。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子有2个未成对电子。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。
试回答下列问题(用元素符号或化学式表示):
(1)基态B原子中,核外存在 个未成对电子。
(2)基态E2+的核外电子排布式为 。
(3)基态D原子的最高能层的电子排布图为
(4)M分子中B原子轨道的杂化类型为 。
(5)B,C,D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。
20.目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
(1)I.硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。
在中存在的化学键有____。
A.离子键 B.共价键 C.配位键
D.氢键 E.σ键 F.π键
(2)Ⅱ.丁二酮肟是检验的灵敏试剂。
丁二酮肟分子中N原子轨道杂类型为 ,1 mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为 。
(3)配合物常温下为液态,易溶于、苯等有机溶剂,中Ni与CO的C原子形成配位键,不考虑空间构型,的结构可用示意图表示为 (用“→”表示出配位键)。
(4)Ⅲ.填空。
NaCNO是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,NaCNO的电子式是 。
21.地球上的物质不断变化,数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分:
目前空气的成分 、、、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)
原始大气的主要成分 、、CO、等
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式,下同) ;
(2)由极性键构成的非极性分子有 ;
(3)与可直接形成配位键的分子有 ;
(4)分子中不含孤电子对的分子有 ,它的立体构型为 ;
(5)极易溶于水、且水溶液呈碱性的物质的分子是 ,它极易溶于水的原因是 。
22.金属铜和镍及其化合物在工业、农业、国防以及航天等领域都有广泛的用途。请回答下列有关问题:
(1)胆矾可写成,其结构示意图如图所示:
①的空间构型为 。
②该物质中除了含离子键外,还有 等作用。
(2)某鲜红色含镍物质的结构如图所示:
①图中非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。
②该物质中C原子的杂化轨道类型是 。
(3)镍和铜的第二电离能分别为、。则 (填“>”“<”或“=”),其原因是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】d能级上有5个轨道,最多容纳10个电子,半充满状态时,d能级上有5个电子;
A、Cr3+的电子排布式为[Ar]3d3,不符合半满,故A不符合题意;
B、Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,符合半满,故B符合题意;
C、Co3+的电子排布式为[Ar]3d6,不符合半满,故C不符合题意;
D、Cu+的电子排布式为[Ar]3d10,全满,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】d能级上有5个轨道,最多容纳10个电子,半充满状态时,d能级上有5个电子。
2.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】第4周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有3种,分别是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3),综上所述
故答案为:B。
【分析】根据核外电子排布即可判断出未成对电子数目
3.【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;元素、核素
【解析】【解答】A.多电子原子中,同一能层中原子轨道能量ns<np<nd,原子轨道能量为3s<3p<3d故A不符合题意;
B.每个电子层最多容纳2n2个电子,因此第四层最多容纳32个电子,故B符合题意;
C.原子不同,原子的1s轨道能量不同,故C不符合题意;
D.基态Cl原子中核外电子数为17,每个电子的运动状态都不相同,故有17个运动状态不同的电子,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据原子轨道能量大小的排布顺序即可判断;
B.根据每个电子层最多容纳的电子数即可判断;
C.原子不同轨道能量不同;
D.每个电子的运动状态均不同。
4.【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】等电子体是原子总数相同,价电子总数相同的微粒,
A.一氧化碳的价电子数为10个,二氧化碳的价电子数为14个,原子个数不同,故B不符合题意;
B.水的价电子数为8个,甲烷的价电子数为8个额,但是原子个数不等,故B不符合题意;
C.氮气的价电子数为10个,一氧化碳的价电子数为10个,原子个数也相等,故C符合题意;
D.一氧化氮的价电子数为9个,一氧化碳的价电子数为10个,故不符合题意;
故答案为:C
【分析】根据等电子体的概念,计算出给出的物质的价电子数即可。
5.【答案】A
【知识点】含有氢键的物质;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.33As的基态原子核外电子排布简式为[Ar]3d104s24p3,A符合题意;
B.N的电负性很大,容易和H之间形成氢键,液氨中存在的氢键可表示为N-H…N,B不符合题意;
C.NH4Cl是由铵根离子和氯离子通过离子键构成的离子化合物,铵根离子中H和N之间形成共价键,NH4Cl的电子式为 ,C不符合题意;
D.NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶完全电离为钠离子、氢离子、硫酸根离子,在水溶液中的电离方程式表示为NaHSO4=Na++H++,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据原子构造原理分析;
B.N的电负性很大,容易和H之间形成氢键;
C.NH4Cl是由铵根离子和氯离子通过离子键构成的离子化合物,铵根离子中H和N之间形成共价键;
D.NaHSO4在水溶完全电离为钠离子、氢离子、硫酸根离子。
6.【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.1个[Cu(NH3)4]2+中含有4个配位键,1mol[Cu(NH3)4]2+含配位键的个数为,选项A不符合题意;
B.中C和O均为杂化,46g乙醇为1mol,杂化的原子数为,选项B符合题意;
C.SF6中S的孤电子对数为,价层电子对数为,则0.5molSF6的价层电子对数为,选项C不符合题意;
D.pH=2的醋酸溶液中H+的浓度为0.01mol/L,故H+数目为0.01mol/L×0.5LNA=0.005NA,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.1个[Cu(NH3)4]2+中含有4个配位键;
B.中C和O均为杂化;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数;
D.依据计算。
7.【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;元素电离能、电负性的含义及应用
【解析】【解答】A.锰的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,含有的空间状态为1+1+3+1+3+5+1=15,故A不符合题意;
B.处于一定空间状态的电子在原子核外空间的密度分布为电子云,同一原子能层越高,电子的能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大,故B符合题意;
C.金属性钾强于锰,因此电负性锰强于钾,原子对电子的吸引能力锰强于钾,故C不符合题意;
D.锰的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,处于d区,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.写出核外电子排布状态即可找出空间运动状态;
B.能量越高,出现的概率越大;
C.电负性越高,吸引电子的能力越大;
D.根据写出价层电子排布即可。
8.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.二氧化硫分子的中心硫原子的价层电子对为3,孤对电子对对为1对,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结构为V形,故A不符合题意;
B.甲烷分子中中心碳原子的价层电子对为4,孤对电子对数为0,VSEPR模型为正四面体,分子空间构型为正四面体,故B不符合题意;
C.水和氢离子中的氧原子的价层电子对为4,孤对电子对为1,VSEPR模型为正四面体,分子的空间结构为三角锥形,故C不符合题意;
D.二氟化硫分子中硫原子的价层电子对为4,孤对电子对为2,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结构为V形,故D符合题意;
故答案为:B
【分析】根据化学式,计算出中心原子的价层电子对以及计算出孤对电子对,结合模型判断即可。
9.【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.氨气含有三个极性键形成的极性分子,而水是含有两个极性键形成的极性分子,故A符合题意;
B.二氧化碳是极性键形成的非极性分子,HCl是极性键构成的极性分子,故B不符合题意;
C.甲烷是极性键形成的非极性分子,H2S是极性键形成的极性分子;故C不符合题意;
D.HCN是极性键形成的极性分子,BF3是极性键形成的非极性分子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】根据共用电子对偏向一方原子一般形成极性键,再结合极性分子与非极性分子的概念进行判断即可。
10.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况
【解析】【解答】A.硝石的主要成分是硝酸钾,故A不符合题意
B.同一周期的元素,第一电离能从左到右依次增大,但是第IIA族,VIII族处于全满或者半满状态,电离能大于相邻元素,非金属元素的第一电离能大于金属元素,因此第一电离能大小顺序为 N>O>S>K ,故B不符合题意;
C.该反应是混乱程度增大的放热反应,可以自发,故C不符合题意;
D.二氧化碳的结构式为O=C=O,含有2个键,而氮气结构式为NN,含有1个键,故D符合题意
故答案为:D
【分析】火药的制备为 S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。此反应是混乱程度增大的放热反应可以自发,同周期元素的电离能从左到右依次增大,考虑IIA和VIII族异于相邻元素,结合键的形成判断二氧化碳和氮气中的键个数,即可判断。
11.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用
【解析】【解答】
A.Y为氧元素。原子核外有8个电子,电子排布为故A符合题意;
B.X为P元素,位于第三周期VA族,故B不符合题意;
C.元素非金属性越强,电负性越强,因此电负性F>O>P,故C不符合题意;
D.同周期从左到右第一电离能增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能减小,因此电离能为P<O<F,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】基态X原子的3p轨道上3个未成对电子对,则其核外电子排布为1s22s22p63s23p3,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布为1s22s22p2或者1s22s22p4,为碳或者氧,Z元素可形成负价离子,且三种元素的原子序数之和为32,当Y为碳元素,则Z为钠不能形成负价离子,若Y为氧元素,则Z原子序数为9,为F元素,可形成氟离子,综上所示X为P元素,Y为O元素,Z为F元素;结合选项即可判断。
12.【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质
【解析】【解答】A.由分析可知,Y、Z分别为N、O,为同一周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,IIA与IIIA、VA与VIA反常,故第一电离能:Z<Y,A符合题意;
B.由分析可知,Y、Z分别为N、O,为同一周期元素,原子半径从左往右依次减小,故原子半径:Y>Z,B不符合题意;
C.由分析可知,X、Z分别为C、O,由于Z的简单氢化物H2O中存在分子间氢键,沸点反常高,故简单氢化物的沸点:Z> X,C不符合题意;
D.由分析可知,X、M分别为C、Cl,它们的最高价氧化物的水化物分别为:H2CO3、HClO4,HClO4为强酸,H2CO3是弱酸,故酸性:M> X,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
B.同一周期元素,原子半径从左往右依次减小;
C.分子间存在氢键,沸点反常高;
D.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强。
13.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.氟化氢的沸点高于氯化氢是因为氟化氢能形成分子间氢键,而氯化氢不能形成分子间氢键,与相对分子质量大小无关,故A不符合题意;
B.二氧化碳是直线形分子是因为分子中碳原子的价层电子对数为2,孤对电子对为0,与碳氧双键为极性键无关,故B不符合题意;
C.水是一种稳定的化合物,因为氧元素的非金属性强,与水分子间存在氢键无关,故C不符合题意;
D.同周期元素,从左到右第一电离能呈现增大趋势,N原子的2p轨道为稳定的半充满结构,原子的第一电离能大于相邻氧原子,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.均是分子晶体,沸点的大小一般与相对分子质量有关,但是HF形成氢键,因此其沸点较高;
B.二氧化碳是非极性分子主要是因为其孤对电子对为0;
C.水稳定主要是水中氧元素的非金属性较强;
D.考虑同周期的元素的轨道电子排布。
14.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A.BeCl2中Be形成2个键,无孤对电子对,为sp杂化,键角为180°,SO3中硫原子为sp2杂化,分子为平面正三角形构型,键角为120°,二氧化硫中硫原子的价层电子对为3,含有一个孤对电子,分子空间结构为V型,含有孤对电子,因此键角小于120°;故A不符合题意
B.PCl4+中价层电子对数为4,中心原子为sp3杂化,无孤对电子。为正四面体,键角为109°23′,NCl3分子中氮原子价层电子对为4,含有一个孤对电子对,为三角锥形为107°18′。水为V型,键角为104.5°,因此键角大小为 ,故B不符合题意;
C.电负性F>Cl,且NF3和NCl3中心原子相同,周围原子电负性大键角小,可知键角大小为NCl3>NF3,故C符合题意;
D.COCl2的分子中,C原子价层电子对个数为3且不含孤对电子对,该分子的结构为平面三角形,双键的排斥力大于单键的排斥力,因此 故D不符合题意
故答案为:C
【分析】根据给出的化学式,结合价层电子对计算公式和孤对电子对计算公式即可判断键角的大小。
15.【答案】A
【知识点】原子核外电子的能级分布;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,最高能层为M层,电子排布式为3s23p63d5,A符合题意;
B.每个配体 中2个单键O向中心Fe3+配位,故此时共有2×3个O向Fe3+配位,故配位数为6,B不符合题意;
C. 结构式为 ,C原子价层电子对为3对(π电子对不算),故杂化方式为sp2,C不符合题意;
D.CO2结构式为O=C=O,σ键为2个,π键为2个,故两者数目之比为1:1,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.铁离子最高能层的层数时最后一层,即第三层
B.找出提供电子对的原子即可
C.计算出中心原子的价层电子对即可
D.找出σ键和π键的个数即可
16.【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键,1个[CoCl4]2-中含有4个σ键,等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18:4=9:2,A不符合题意;
B. 实验①将蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色,说明降低温度平衡逆向移动,则逆反应为放热反应,正反应为吸热反应, H>0,B不符合题意;
C. 实验②加水稀释,溶液变为粉红色,加水稀释,溶液的体积增大,[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-浓度都减小,[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计量数,则瞬时浓度商>化学平衡常数,平衡逆向移动,C不符合题意;
D. 实验③加入少量ZnCl2固体,溶液变为粉红色,说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-,导致溶液中c(Cl-)减小,平衡逆向移动,则由此说明稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键,而且每个H2O分子中还有两个O—Hσ键;C项中H2O为溶剂,视为纯液体,加水稀释,溶液体积增大,相当于利用“对气体参与的反应,增大体积、减小压强,平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。
17.【答案】A
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.手性碳原子周围连接4个不同的原子团或者原子,但是根据结构式不存在手性碳原子;故A符合题意;
B.根据该分子的结构式即可写出分子式为 C3H2O3 ,故B不符合题意;
C.根据结构式中碳原子的成键方式,碳原子均形成双键为sp2杂化,故C不符合题意;
D.根据单键为 σ 键,双键中存在1个 σ 和π键,含有8个 σ 键和2个π键,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】根据给出的结构式即可写出其分子式,结合手性碳原子的形成要求,结合结构式判断。根据碳原子成键方式可找出杂化方式,根据单键和双键的个数即可找出个数比,结合选项即可判断。
18.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.铁的价层电子排布式为3d64s2,价层电子数为8,配合物Fe(CO)n,一个配体CO提供2个电子,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,因此18=8+2n,n=5,故A不符合题意;
B.铁的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,铁成为阳离子先失去4s2上的电子,故B不符合题意;
C.氨气中N-H键的键长小于AsH3中键的键长,在氨气中成键电子对更靠近,排斥力更大,导致键角增大,所以As-H键的键角小于氨气中N-H键角,故C符合题意;
D.每个水分子通过氢键与4个水分子连接在一起,因此可以形成4个氢键;故D不符合题意
故答案为:
【分析】A.根据中心原子的价层电子数结合配体提供的电子数即可计算出n;
B.一般失去电子从s轨道先失去,故从4s先失去;
C.根据孤对电子对其排斥力的大小判断;
D.根据水分子中含有2个氢原子和一个氧原子可形成4个氢键。
19.【答案】(1)2
(2)1s22s22p63s23p63d9
(3)
(4)sp2
(5)C、O、N
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】根据电子排布规则,结合题意 B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同 。故B的核外电子排布为1s22s22p2,故为C,D有两个未成对电子,且原子半径小于C,因此D和C同一周期内,D为1s22s22p4是氧元素, A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。 有害气体为甲醛,因此A为H,根据 原子半径大小顺序为B>C>D>A;C为氮元素,E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。 故E为Cu。故A为H,B为C,C为N,D为O,E为Cu.
(1)根据分析,B为氮元素,根据核外电子排布为1s22s22p2,故未成对电子数为2,
(2)E为铜元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,铜离子失去2个电子故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d9.
(3)D元素为氧原子,D的核外电子排布为1s22s22p4,最高能层为2s22p4,因此电子排布图为 ;
(4)M为甲醛,甲醛中碳原子形成4键,一个双键和2个单键,故为sp2杂化;
(5)C,N,O属于同一周元素,同周期元素元素的第一电离能逐渐增大,但是N是处于半充满状态,因此其第一电离能最大,故第一电离能大小为 C、O、N ;
【分析】(1)根据分析出B为氮元素,可以写出核外电子排布式;
(2)根据分析判断为铜元素,写出铜元素的核外电子排布,结合铜离子是铜元素失去2个电子得出电子排布式;
(3)根据分析得到D为氧元素,含有2个电子层,K和L层,L层能量高;
(4)根据M成键即可判断杂化方式;
(5)根据同周期元素的第一电离能从左到右一侧增大,需要考虑半充满状态。
20.【答案】(1)B;C;E
(2);15 NA
(3)
(4)或
【知识点】化学键;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)根据 中镍离子和配体氨,含有配位键和共价键以及键,故答案为BCE;
(2)根据给出的分子式 氮原子存在双键,故为sp2杂化,双键中含有键和π键,单键中均有键,1个分子中含有13个单键和2个双键,故含有15个键,1mol分子含有15mol键;
(3)结合Ni与C形成配位键,故其结构示意图为 ;
(4) NaCNO是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,NaCNO的电子式是或 ;
【分析】(1)根据给出的配合物离子的结构式即可找出含有的键;
(2)根据氮原子形成4个键且含有双键即可判断杂化方式,根据单键和双键中均有键,找出双键和单键数即可;
(3)根据中心原子和配体即可写出结构式;
(4)根据8个电子结构即可写出电子式。
21.【答案】(1)、Ne、、
(2)、
(3)、
(4);正四面体
(5);和都是极性分子,相似相溶;与分子间能形成氢键;与能发生化学反应
【知识点】判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)Ne还有10个电子,H2O含有10个电子,CH4含有10个电子,NH3含有10个电子,N2含有 14个电子,O2含有16个电子,CO2含有22个电子,CO含有14个电子,故含有10个电子的分子为 H2O、Ne、CH4、NH3;
(2)氮气和氧气是非极性键形成的非极性分子,二氧化碳和甲烷是极性键形成的非极性分子,一氧化碳和氨气是极性键形成的极性分子;故有极性键形成的非极性分子为CH4、CO2;
(3)氢离子提供空轨道,形成配位键说明配体分子可以提供孤对电子,而H2O、NH3可以提供孤对电子;
(4)不含孤对电子说明核外电子均形成键,甲烷分子中碳原子全部成键,它的构型为正四面体;
(5)氮气、一氧化碳稀有气体均不溶于水,氧气不易溶于水,氨气极易溶于水,氨气极易溶于水形成氨水显碱性,氨气与水均是极性分子且可以形成氢键,
【分析】(1)根据给出的化学式计算出电子总数即可;
(2)根据给出的分子式找出成键方式即可判断;
(3)根据形成配合物的条件即可找出;
(4)根据成键判断即可;
(5)根据溶解性找出氨气溶于水显碱性,主要是是相似相溶和形成氢键。
22.【答案】(1)正四面体形;共价键、配位键、氢键
(2)O>N>C>H;杂化、杂化
(3)<;失去1个电子后的价电子排布式为,而失去1个电子后的价电子排布式为,此时的3d轨道处于全充满状态,更稳定
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子数为0,因此离子的空间构型为正四面体;
②根据五水硫酸铜结构示意图可知;晶体中含有的作用力为离子键、共价键、配位键和氢键;
(2)①元素的非金属性越弱,电负性越大,由图可知含有非金属元素为O,N,C,H元素,则元素的电负性由大到下的顺序为 O>N>C>H ;
②由图可知,鲜红色物质的结构图中,碳原子中含有双键和单键,因此是sp2杂化和sp3杂化;
(3)气态铜原子失去一个电子得到亚铜离子,价层电子排布式为全充满的稳定结构3d10,不能失去电子,而气态镍原子失去一个电子得到镍离子的价电子排布式为3d84s1还能失去电子,因此铜元素的第二电离能大于镍元素;
【分析】(1)①根据计算出价层电子对和孤对电子即可判断②根据给出的结构式找出键即可;
(2)①非金属元素非金属性越强电负性越大,结合元素找出;
②根据碳原子成键方式即可判断;
(3)根据失去1个电子是否达到充满状态判断。
四川省巴中市恩阳区2022-2023学年高二下学期4月期中考试化学试题
一、单选题
1.(2020高二下·长春月考)下列离子中外层d轨道达半充满状态的是( )
A.Cr3+ B.Fe3+ C.Co3+ D.Cu+
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】d能级上有5个轨道,最多容纳10个电子,半充满状态时,d能级上有5个电子;
A、Cr3+的电子排布式为[Ar]3d3,不符合半满,故A不符合题意;
B、Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,符合半满,故B符合题意;
C、Co3+的电子排布式为[Ar]3d6,不符合半满,故C不符合题意;
D、Cu+的电子排布式为[Ar]3d10,全满,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】d能级上有5个轨道,最多容纳10个电子,半充满状态时,d能级上有5个电子。
2.(2021·潍坊模拟)第4周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】第4周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有3种,分别是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3),综上所述
故答案为:B。
【分析】根据核外电子排布即可判断出未成对电子数目
3.下列表述不正确的是( )
A.多电子原子中,原子轨道能量:3s<3p<3d
B.第四周期有18种元素,因此第四能层最多容纳18个电子
C.不同元素原子的1s轨道能量不同
D.基态Cl原子中,存在17个运动状态不同的电子
【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;元素、核素
【解析】【解答】A.多电子原子中,同一能层中原子轨道能量ns<np<nd,原子轨道能量为3s<3p<3d故A不符合题意;
B.每个电子层最多容纳2n2个电子,因此第四层最多容纳32个电子,故B符合题意;
C.原子不同,原子的1s轨道能量不同,故C不符合题意;
D.基态Cl原子中核外电子数为17,每个电子的运动状态都不相同,故有17个运动状态不同的电子,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据原子轨道能量大小的排布顺序即可判断;
B.根据每个电子层最多容纳的电子数即可判断;
C.原子不同轨道能量不同;
D.每个电子的运动状态均不同。
4.下列各组微粒属于等电子体的是( )
A.CO2和CO B.H2O和CH4 C.N2和CO D.NO和CO
【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】等电子体是原子总数相同,价电子总数相同的微粒,
A.一氧化碳的价电子数为10个,二氧化碳的价电子数为14个,原子个数不同,故B不符合题意;
B.水的价电子数为8个,甲烷的价电子数为8个额,但是原子个数不等,故B不符合题意;
C.氮气的价电子数为10个,一氧化碳的价电子数为10个,原子个数也相等,故C符合题意;
D.一氧化氮的价电子数为9个,一氧化碳的价电子数为10个,故不符合题意;
故答案为:C
【分析】根据等电子体的概念,计算出给出的物质的价电子数即可。
5.(2021高二上·绵阳期末)下列化学用语使用错误的是( )
A.33As的基态原子核外电子排布简式:[Ar]4s24p3
B.液氨中存在的氢键:N—H…N
C.NH4Cl的电子式:
D.NaHSO4水溶液中的电离方程式:NaHSO4=Na++H++
【答案】A
【知识点】含有氢键的物质;电离方程式的书写
【解析】【解答】A.33As的基态原子核外电子排布简式为[Ar]3d104s24p3,A符合题意;
B.N的电负性很大,容易和H之间形成氢键,液氨中存在的氢键可表示为N-H…N,B不符合题意;
C.NH4Cl是由铵根离子和氯离子通过离子键构成的离子化合物,铵根离子中H和N之间形成共价键,NH4Cl的电子式为 ,C不符合题意;
D.NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶完全电离为钠离子、氢离子、硫酸根离子,在水溶液中的电离方程式表示为NaHSO4=Na++H++,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据原子构造原理分析;
B.N的电负性很大,容易和H之间形成氢键;
C.NH4Cl是由铵根离子和氯离子通过离子键构成的离子化合物,铵根离子中H和N之间形成共价键;
D.NaHSO4在水溶完全电离为钠离子、氢离子、硫酸根离子。
6.(2021高二上·绵阳期末)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( )
A.1mol[Cu(NH3)4]2+中配位键的个数为4NA
B.46gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为2NA
C.0.5molSF6中S的价层电子对数为3NA
D.500mLpH=2的醋酸溶液中H+数目为0.005NA
【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.1个[Cu(NH3)4]2+中含有4个配位键,1mol[Cu(NH3)4]2+含配位键的个数为,选项A不符合题意;
B.中C和O均为杂化,46g乙醇为1mol,杂化的原子数为,选项B符合题意;
C.SF6中S的孤电子对数为,价层电子对数为,则0.5molSF6的价层电子对数为,选项C不符合题意;
D.pH=2的醋酸溶液中H+的浓度为0.01mol/L,故H+数目为0.01mol/L×0.5LNA=0.005NA,选项D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.1个[Cu(NH3)4]2+中含有4个配位键;
B.中C和O均为杂化;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数;
D.依据计算。
7.在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域,其中钢铁工业是最重要的领域,用锰量占90%—95%,主要作为炼铁炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂。在自然界中,锰有II、III、IV及VII价态,对于基态锰原子,下列叙述错误的是( )
A.基态锰原子核外电子的空间运动状态有15种
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
D.锰元素位于周期表的d区
【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;元素电离能、电负性的含义及应用
【解析】【解答】A.锰的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,含有的空间状态为1+1+3+1+3+5+1=15,故A不符合题意;
B.处于一定空间状态的电子在原子核外空间的密度分布为电子云,同一原子能层越高,电子的能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大,故B符合题意;
C.金属性钾强于锰,因此电负性锰强于钾,原子对电子的吸引能力锰强于钾,故C不符合题意;
D.锰的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,处于d区,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.写出核外电子排布状态即可找出空间运动状态;
B.能量越高,出现的概率越大;
C.电负性越高,吸引电子的能力越大;
D.根据写出价层电子排布即可。
8.下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是( )
A. B. C. D.SF2
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.二氧化硫分子的中心硫原子的价层电子对为3,孤对电子对对为1对,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结构为V形,故A不符合题意;
B.甲烷分子中中心碳原子的价层电子对为4,孤对电子对数为0,VSEPR模型为正四面体,分子空间构型为正四面体,故B不符合题意;
C.水和氢离子中的氧原子的价层电子对为4,孤对电子对为1,VSEPR模型为正四面体,分子的空间结构为三角锥形,故C不符合题意;
D.二氟化硫分子中硫原子的价层电子对为4,孤对电子对为2,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结构为V形,故D符合题意;
故答案为:B
【分析】根据化学式,计算出中心原子的价层电子对以及计算出孤对电子对,结合模型判断即可。
9.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是( )
A.NH3 和 H2O B.CO2 和 HCl C.CH4 和 H2S D.HCN 和 BF3
【答案】A
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.氨气含有三个极性键形成的极性分子,而水是含有两个极性键形成的极性分子,故A符合题意;
B.二氧化碳是极性键形成的非极性分子,HCl是极性键构成的极性分子,故B不符合题意;
C.甲烷是极性键形成的非极性分子,H2S是极性键形成的极性分子;故C不符合题意;
D.HCN是极性键形成的极性分子,BF3是极性键形成的非极性分子,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】根据共用电子对偏向一方原子一般形成极性键,再结合极性分子与非极性分子的概念进行判断即可。
10.《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫磺为主,草木灰为辅——而后火药成声”。其中涉及的主要反应为:S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。下列有说法不正确的是( )
A.硝石的主要成分是硝酸钾
B.第一电离能大小顺序:N>O>S>K
C.该反应属于自发反应
D.CO2和N2分子中均含有2个σ键
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况
【解析】【解答】A.硝石的主要成分是硝酸钾,故A不符合题意
B.同一周期的元素,第一电离能从左到右依次增大,但是第IIA族,VIII族处于全满或者半满状态,电离能大于相邻元素,非金属元素的第一电离能大于金属元素,因此第一电离能大小顺序为 N>O>S>K ,故B不符合题意;
C.该反应是混乱程度增大的放热反应,可以自发,故C不符合题意;
D.二氧化碳的结构式为O=C=O,含有2个键,而氮气结构式为NN,含有1个键,故D符合题意
故答案为:D
【分析】火药的制备为 S+2KNO3+3C=K2S+3CO2↑+N2↑。此反应是混乱程度增大的放热反应可以自发,同周期元素的电离能从左到右依次增大,考虑IIA和VIII族异于相邻元素,结合键的形成判断二氧化碳和氮气中的键个数,即可判断。
11.已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的电子排布图为
B.X位于元素周期表中第三周期VA族
C.电负性:Z>Y> X
D.第一电离能:X
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用
【解析】【解答】
A.Y为氧元素。原子核外有8个电子,电子排布为故A符合题意;
B.X为P元素,位于第三周期VA族,故B不符合题意;
C.元素非金属性越强,电负性越强,因此电负性F>O>P,故C不符合题意;
D.同周期从左到右第一电离能增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能减小,因此电离能为P<O<F,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】基态X原子的3p轨道上3个未成对电子对,则其核外电子排布为1s22s22p63s23p3,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布为1s22s22p2或者1s22s22p4,为碳或者氧,Z元素可形成负价离子,且三种元素的原子序数之和为32,当Y为碳元素,则Z为钠不能形成负价离子,若Y为氧元素,则Z原子序数为9,为F元素,可形成氟离子,综上所示X为P元素,Y为O元素,Z为F元素;结合选项即可判断。
12.(2021高二上·绵阳期末)X、Y、Z、M是短周期元素,它们的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,Z与X同周期且原子的未成对电子数与X相同,M与Z不同周期,其电负性在同周期元素中最大,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Z>Y
B.原子半径:Y>Z
C.简单氢化物的沸点:Z> X
D.最高价氧化物的水化物的酸性:M> X
【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质
【解析】【解答】A.由分析可知,Y、Z分别为N、O,为同一周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,IIA与IIIA、VA与VIA反常,故第一电离能:Z<Y,A符合题意;
B.由分析可知,Y、Z分别为N、O,为同一周期元素,原子半径从左往右依次减小,故原子半径:Y>Z,B不符合题意;
C.由分析可知,X、Z分别为C、O,由于Z的简单氢化物H2O中存在分子间氢键,沸点反常高,故简单氢化物的沸点:Z> X,C不符合题意;
D.由分析可知,X、M分别为C、Cl,它们的最高价氧化物的水化物分别为:H2CO3、HClO4,HClO4为强酸,H2CO3是弱酸,故酸性:M> X,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
B.同一周期元素,原子半径从左往右依次减小;
C.分子间存在氢键,沸点反常高;
D.元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强。
13.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 HF的沸点高于HCl HF的相对分子质量小于HCl
B 为直线形分子 分子中是极性键
C 是一种稳定的化合物 水分子间存在氢键
D 氮原子的第一电离能大于氧原子 氮原子2p能级半充满
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶体熔沸点的比较;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.氟化氢的沸点高于氯化氢是因为氟化氢能形成分子间氢键,而氯化氢不能形成分子间氢键,与相对分子质量大小无关,故A不符合题意;
B.二氧化碳是直线形分子是因为分子中碳原子的价层电子对数为2,孤对电子对为0,与碳氧双键为极性键无关,故B不符合题意;
C.水是一种稳定的化合物,因为氧元素的非金属性强,与水分子间存在氢键无关,故C不符合题意;
D.同周期元素,从左到右第一电离能呈现增大趋势,N原子的2p轨道为稳定的半充满结构,原子的第一电离能大于相邻氧原子,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.均是分子晶体,沸点的大小一般与相对分子质量有关,但是HF形成氢键,因此其沸点较高;
B.二氧化碳是非极性分子主要是因为其孤对电子对为0;
C.水稳定主要是水中氧元素的非金属性较强;
D.考虑同周期的元素的轨道电子排布。
14.下列分子、离子键角大小判断错误的是( )
A.
B.
C.
D.光气()中
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A.BeCl2中Be形成2个键,无孤对电子对,为sp杂化,键角为180°,SO3中硫原子为sp2杂化,分子为平面正三角形构型,键角为120°,二氧化硫中硫原子的价层电子对为3,含有一个孤对电子,分子空间结构为V型,含有孤对电子,因此键角小于120°;故A不符合题意
B.PCl4+中价层电子对数为4,中心原子为sp3杂化,无孤对电子。为正四面体,键角为109°23′,NCl3分子中氮原子价层电子对为4,含有一个孤对电子对,为三角锥形为107°18′。水为V型,键角为104.5°,因此键角大小为 ,故B不符合题意;
C.电负性F>Cl,且NF3和NCl3中心原子相同,周围原子电负性大键角小,可知键角大小为NCl3>NF3,故C符合题意;
D.COCl2的分子中,C原子价层电子对个数为3且不含孤对电子对,该分子的结构为平面三角形,双键的排斥力大于单键的排斥力,因此 故D不符合题意
故答案为:C
【分析】根据给出的化学式,结合价层电子对计算公式和孤对电子对计算公式即可判断键角的大小。
15.(2021·临沂模拟)三草酸合铁酸钾( )是制备铁触媒的主要原料。该配合物在光照下发生分解: 。下列说法错误的是( )
A.Fe3+的最高能层电子排布式为 3d5
B. 中铁离子的配位数为 6
C. 中 C原子的杂化方式为 sp2
D.CO2 分子中σ键和π键数目比为1:1
【答案】A
【知识点】原子核外电子的能级分布;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,最高能层为M层,电子排布式为3s23p63d5,A符合题意;
B.每个配体 中2个单键O向中心Fe3+配位,故此时共有2×3个O向Fe3+配位,故配位数为6,B不符合题意;
C. 结构式为 ,C原子价层电子对为3对(π电子对不算),故杂化方式为sp2,C不符合题意;
D.CO2结构式为O=C=O,σ键为2个,π键为2个,故两者数目之比为1:1,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.铁离子最高能层的层数时最后一层,即第三层
B.找出提供电子对的原子即可
C.计算出中心原子的价层电子对即可
D.找出σ键和π键的个数即可
16.(2020·天津)已知 呈粉红色, 呈蓝色, 为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡: ,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是( )
A.等物质的量的 和 中σ键数之比为3:2
B.由实验①可推知△H<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性:
【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键,1个[CoCl4]2-中含有4个σ键,等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18:4=9:2,A不符合题意;
B. 实验①将蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色,说明降低温度平衡逆向移动,则逆反应为放热反应,正反应为吸热反应, H>0,B不符合题意;
C. 实验②加水稀释,溶液变为粉红色,加水稀释,溶液的体积增大,[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-浓度都减小,[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计量数,则瞬时浓度商>化学平衡常数,平衡逆向移动,C不符合题意;
D. 实验③加入少量ZnCl2固体,溶液变为粉红色,说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-,导致溶液中c(Cl-)减小,平衡逆向移动,则由此说明稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键,而且每个H2O分子中还有两个O—Hσ键;C项中H2O为溶剂,视为纯液体,加水稀释,溶液体积增大,相当于利用“对气体参与的反应,增大体积、减小压强,平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。
17.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如下,下列说法错误的是( )
A.该分子含有3个手性碳原子
B.分子式为C3H2O3
C.该分子中碳原子均采取sp2杂化
D.该分子中σ键与π键个数比为4∶1
【答案】A
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.手性碳原子周围连接4个不同的原子团或者原子,但是根据结构式不存在手性碳原子;故A符合题意;
B.根据该分子的结构式即可写出分子式为 C3H2O3 ,故B不符合题意;
C.根据结构式中碳原子的成键方式,碳原子均形成双键为sp2杂化,故C不符合题意;
D.根据单键为 σ 键,双键中存在1个 σ 和π键,含有8个 σ 键和2个π键,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】根据给出的结构式即可写出其分子式,结合手性碳原子的形成要求,结合结构式判断。根据碳原子成键方式可找出杂化方式,根据单键和双键的个数即可找出个数比,结合选项即可判断。
18.近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe、Sm、As、F、O组成的化合物。下列说法正确的是( )
A.配合物,可用作催化剂,内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则
B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子
C.元素As与N同族可预测分子中键的键角小于中键的键角
D.每个分子最多可与两个分子形成两个氢键
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;配合物的成键情况;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.铁的价层电子排布式为3d64s2,价层电子数为8,配合物Fe(CO)n,一个配体CO提供2个电子,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,因此18=8+2n,n=5,故A不符合题意;
B.铁的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,铁成为阳离子先失去4s2上的电子,故B不符合题意;
C.氨气中N-H键的键长小于AsH3中键的键长,在氨气中成键电子对更靠近,排斥力更大,导致键角增大,所以As-H键的键角小于氨气中N-H键角,故C符合题意;
D.每个水分子通过氢键与4个水分子连接在一起,因此可以形成4个氢键;故D不符合题意
故答案为:
【分析】A.根据中心原子的价层电子数结合配体提供的电子数即可计算出n;
B.一般失去电子从s轨道先失去,故从4s先失去;
C.根据孤对电子对其排斥力的大小判断;
D.根据水分子中含有2个氢原子和一个氧原子可形成4个氢键。
二、非选择题
19.已知A、B、C、D都是短周期元素,它们的原子半径大小顺序为B>C>D>A。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子有2个未成对电子。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。
试回答下列问题(用元素符号或化学式表示):
(1)基态B原子中,核外存在 个未成对电子。
(2)基态E2+的核外电子排布式为 。
(3)基态D原子的最高能层的电子排布图为
(4)M分子中B原子轨道的杂化类型为 。
(5)B,C,D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。
【答案】(1)2
(2)1s22s22p63s23p63d9
(3)
(4)sp2
(5)C、O、N
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】根据电子排布规则,结合题意 B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同 。故B的核外电子排布为1s22s22p2,故为C,D有两个未成对电子,且原子半径小于C,因此D和C同一周期内,D为1s22s22p4是氧元素, A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。 有害气体为甲醛,因此A为H,根据 原子半径大小顺序为B>C>D>A;C为氮元素,E是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与A原子相同,其余各层电子均充满。 故E为Cu。故A为H,B为C,C为N,D为O,E为Cu.
(1)根据分析,B为氮元素,根据核外电子排布为1s22s22p2,故未成对电子数为2,
(2)E为铜元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,铜离子失去2个电子故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d9.
(3)D元素为氧原子,D的核外电子排布为1s22s22p4,最高能层为2s22p4,因此电子排布图为 ;
(4)M为甲醛,甲醛中碳原子形成4键,一个双键和2个单键,故为sp2杂化;
(5)C,N,O属于同一周元素,同周期元素元素的第一电离能逐渐增大,但是N是处于半充满状态,因此其第一电离能最大,故第一电离能大小为 C、O、N ;
【分析】(1)根据分析出B为氮元素,可以写出核外电子排布式;
(2)根据分析判断为铜元素,写出铜元素的核外电子排布,结合铜离子是铜元素失去2个电子得出电子排布式;
(3)根据分析得到D为氧元素,含有2个电子层,K和L层,L层能量高;
(4)根据M成键即可判断杂化方式;
(5)根据同周期元素的第一电离能从左到右一侧增大,需要考虑半充满状态。
20.目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
(1)I.硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。
在中存在的化学键有____。
A.离子键 B.共价键 C.配位键
D.氢键 E.σ键 F.π键
(2)Ⅱ.丁二酮肟是检验的灵敏试剂。
丁二酮肟分子中N原子轨道杂类型为 ,1 mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为 。
(3)配合物常温下为液态,易溶于、苯等有机溶剂,中Ni与CO的C原子形成配位键,不考虑空间构型,的结构可用示意图表示为 (用“→”表示出配位键)。
(4)Ⅲ.填空。
NaCNO是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,NaCNO的电子式是 。
【答案】(1)B;C;E
(2);15 NA
(3)
(4)或
【知识点】化学键;配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)根据 中镍离子和配体氨,含有配位键和共价键以及键,故答案为BCE;
(2)根据给出的分子式 氮原子存在双键,故为sp2杂化,双键中含有键和π键,单键中均有键,1个分子中含有13个单键和2个双键,故含有15个键,1mol分子含有15mol键;
(3)结合Ni与C形成配位键,故其结构示意图为 ;
(4) NaCNO是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,NaCNO的电子式是或 ;
【分析】(1)根据给出的配合物离子的结构式即可找出含有的键;
(2)根据氮原子形成4个键且含有双键即可判断杂化方式,根据单键和双键中均有键,找出双键和单键数即可;
(3)根据中心原子和配体即可写出结构式;
(4)根据8个电子结构即可写出电子式。
21.地球上的物质不断变化,数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分:
目前空气的成分 、、、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)
原始大气的主要成分 、、CO、等
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式,下同) ;
(2)由极性键构成的非极性分子有 ;
(3)与可直接形成配位键的分子有 ;
(4)分子中不含孤电子对的分子有 ,它的立体构型为 ;
(5)极易溶于水、且水溶液呈碱性的物质的分子是 ,它极易溶于水的原因是 。
【答案】(1)、Ne、、
(2)、
(3)、
(4);正四面体
(5);和都是极性分子,相似相溶;与分子间能形成氢键;与能发生化学反应
【知识点】判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)Ne还有10个电子,H2O含有10个电子,CH4含有10个电子,NH3含有10个电子,N2含有 14个电子,O2含有16个电子,CO2含有22个电子,CO含有14个电子,故含有10个电子的分子为 H2O、Ne、CH4、NH3;
(2)氮气和氧气是非极性键形成的非极性分子,二氧化碳和甲烷是极性键形成的非极性分子,一氧化碳和氨气是极性键形成的极性分子;故有极性键形成的非极性分子为CH4、CO2;
(3)氢离子提供空轨道,形成配位键说明配体分子可以提供孤对电子,而H2O、NH3可以提供孤对电子;
(4)不含孤对电子说明核外电子均形成键,甲烷分子中碳原子全部成键,它的构型为正四面体;
(5)氮气、一氧化碳稀有气体均不溶于水,氧气不易溶于水,氨气极易溶于水,氨气极易溶于水形成氨水显碱性,氨气与水均是极性分子且可以形成氢键,
【分析】(1)根据给出的化学式计算出电子总数即可;
(2)根据给出的分子式找出成键方式即可判断;
(3)根据形成配合物的条件即可找出;
(4)根据成键判断即可;
(5)根据溶解性找出氨气溶于水显碱性,主要是是相似相溶和形成氢键。
22.金属铜和镍及其化合物在工业、农业、国防以及航天等领域都有广泛的用途。请回答下列有关问题:
(1)胆矾可写成,其结构示意图如图所示:
①的空间构型为 。
②该物质中除了含离子键外,还有 等作用。
(2)某鲜红色含镍物质的结构如图所示:
①图中非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。
②该物质中C原子的杂化轨道类型是 。
(3)镍和铜的第二电离能分别为、。则 (填“>”“<”或“=”),其原因是 。
【答案】(1)正四面体形;共价键、配位键、氢键
(2)O>N>C>H;杂化、杂化
(3)<;失去1个电子后的价电子排布式为,而失去1个电子后的价电子排布式为,此时的3d轨道处于全充满状态,更稳定
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子数为0,因此离子的空间构型为正四面体;
②根据五水硫酸铜结构示意图可知;晶体中含有的作用力为离子键、共价键、配位键和氢键;
(2)①元素的非金属性越弱,电负性越大,由图可知含有非金属元素为O,N,C,H元素,则元素的电负性由大到下的顺序为 O>N>C>H ;
②由图可知,鲜红色物质的结构图中,碳原子中含有双键和单键,因此是sp2杂化和sp3杂化;
(3)气态铜原子失去一个电子得到亚铜离子,价层电子排布式为全充满的稳定结构3d10,不能失去电子,而气态镍原子失去一个电子得到镍离子的价电子排布式为3d84s1还能失去电子,因此铜元素的第二电离能大于镍元素;
【分析】(1)①根据计算出价层电子对和孤对电子即可判断②根据给出的结构式找出键即可;
(2)①非金属元素非金属性越强电负性越大,结合元素找出;
②根据碳原子成键方式即可判断;
(3)根据失去1个电子是否达到充满状态判断。