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题型:简答题
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简答题 · 13 分

(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:

2NH3+3F2 NF3+3NH4F

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有    (填序号)。

a。离子晶体  b。分子晶体  c,原子晶体  d。金属晶体

②基态铜原子的核外电子排布式为        。

(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:

①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及        (填序号)。

a.离子键

b.共价键  

c.配位键   

d.金属键 

e.氢键 

f.范德华力

②R中阳离子的空间构型为        ,阴离子的中心原子轨道采用        杂化。

(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)    Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是        。

正确答案

见解析。

解析

(1)

(2)①a、b、d     ②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(3)①a、d      ②三角锥型   sp3

(4)<   中形成分子内氢键,使其更难电离出H+

知识点

元素电离能、电负性的含义及应用化学键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分子间作用力
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

碳族元素包括C 、Si、Ge .Sn、Pb

(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过___________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠___________结合在一起。

(2)CH4共用电子对偏向C,SiH4中偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为___________。

(3)用阶层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角__________120(填“>、<、=”)

(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞定点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为____________,每个Ba2+与________个O2-配位。

正确答案

(1)sp2    范德华力

(2)C>H >Si

(3) <

(4)PbBaO3,12。

解析

(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合,形成无限的六边形平面网状结构,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,并含有一个未成对电子,这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似,可得答案。

(2)共用电子对偏向电负性大的原子,故电负性:C>H >Si。

(3) SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3,配位原子数为2,故Sn原子含有故对电子,SnBr2空间构型为V型,键角小于120°。

(4)每个晶胞含有Pb4+:8×=1个,Ba2+:1个,O2-:12×=3个,故化学式为:

PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,

故每个Ba2+与12个O2-配位

知识点

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
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

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)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。

①在1个晶胞中,X离子的数目为      。

②该化合物的化学式为          。

(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是        。

(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是               。

(4)Y 与Z 可形成YZ2-

①YZ2-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:          。

(5)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    。

正确答案

见解析。

解析

(1)①4  ②ZnS

(2)sp3

(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键

(4)① 正四面体   ②CCl4 或SiCl4

(5)16 mol 或16伊6. 02×1023

知识点

元素周期律的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
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。

回答下列问题:

(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1mol Y2X2含有σ键的数目为________。

(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是________。

(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是________。

(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是________,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为________。

正确答案

(1)sp杂化;3mol或3×6.2×10 个

(2)NH3分子存在氢键

(3)N2O

(4)CuCl;CuCl+2HCl=H2CuCl(或CuCl+2HCl=H2[CuCl3])

解析

略。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

本题包括ab两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按a题评分。

a乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。

(1)互为等电子体,的电子式可表示为     ;1mol 中含有的键数目为    。

(2)将乙炔通入溶液生成,红棕色沉淀。基态核外电子排布式为     。

(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是      ;分子中处于同一直线上的原子数目最多为    。

(4)晶体的晶胞结构与晶体的相似(如右图所示),但晶体中含有的中哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。体中1个周围距离最近的数目为      。

b对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。

(1)上述实验中过滤的目的是   。

(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于   层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有   。

(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

①     NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为   

②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是      。

③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_      、     。

正确答案

a、(1)       2NA

(2)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10

(3)sp2杂化、sp3 杂化           3

(4)4

b、(1)回收NaHSO

(2)下            分液漏斗上口塞子未打开

(3)①0.32

②甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯

③在硝化产物中对硝基甲苯比例提高              催化剂用量少且能循环使用

解析

略 

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断过滤分液和萃取
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

(一)下列描述中正确的是

A.CS2为V形的极性分子

B.Cl0— 3 的空间构型为平面三角形

C.SF6中有6对完全相同的成键电子对

D.SiF4和SO2— 3 的中心原子均为sp3杂化

(二)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:

(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________;

(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”);

(3)Ni0晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________;

(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________;

(5)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如右上图所示。

①该结构中,碳碳之间的共价键类型是键,碳氮之间的共价键类型是______________,氮镍之间形成的化学键是_______________;

②该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在_______________;

③该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_______________。

正确答案

(一)CD

(二)(1)1s22s22p63s23p63d 84s2

(2)>

(3)6、6

(4)LaNi5

(5)①一个键、一个∏键;配位键

②氢键

③sp2、sp3

解析

(一)依据价层电子对互斥理论可知CS2为直线形的非极性分子,A错误;由价层电子对互斥理论可知Cl0— 3中中心原子的孤电子对数是1/2×(8-3×2)=1,所以Cl0— 3是三角锥形,B错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4和SO2— 3 的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,D正确。

(二)(1)镍属于28号元素,根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式,Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2

(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO。

(3)因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6。

(4)晶胞中镧原子数=8×1/8=1;镍原子数=1+8×1/2=5,所以化学式为LaNi5

(5)①双键是由一个键和一个∏键构成;镍原子有空轨道,氮原子有孤电子对,因此二者形成配位键。②氧原子与氢原子之间可以形成氢键。③在该结构中碳原子既有单键又有双键,因此杂化类型是sp2和sp3杂化。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 11 分

X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。

请回答下列问题:

(1)M固体的晶体类型是                 。

(2)Y基态原子的核外电子排布式是    ;G分子中X原子的杂化轨道的类型是     。

(3)L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是                            。

(4)R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是                                              。

正确答案

见解析。

解析

(1)M的晶体类型,M为NH4Cl,属离子晶体;

(2)Y基态原子的电子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p4,G分子中X原子的杂化轨道类型为sp3杂化;

(3)AgCl悬浊液中加入Ag2S,Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2S),则溶液中的AgCl转化为Ag2S,由白色沉淀变为黑色沉淀;

(4)R的含氧酸跟RO42-为FeO42-,向其钠盐溶液中加入硫酸,溶液变黄,说明生成Fe3+,并有无色气体生成,反应中Fe的化合价降低,只能是O元素的化合价升高,则无色气体比为O2,反应的离子方程式为:4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O



①气体G可溶于水且水溶液呈碱性,知气体G为NH3,气体G由X的单质与H2化合得到,则X为N元素。

②Y的单质为黄色晶体,知Y为S元素。

③R的3d轨道电子数为为4s轨道的三倍,则R为第四周期元素,4s轨道电子数为2,3d轨道为6,R原子的电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2,则R为Fe元素。

④Z的原子序数大于Y,且能与Na化合,则X为Cl元素。

⑤则Q为Na2S,J为NaCl,I为AgCl,M为NH4Cl

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

主要元素W、X、Y、Z的原子序数一次增大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期,他们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中,由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题:

(1)W元素原子的L层电子排布式为          ,W3分子的空间构型为          ;

(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为                                ;

(3)化合物M的化学式为         ,其晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是         。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂,用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中,碳原子采用的杂化方式有          ,O—C—O的键角约为          ;

(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物,其晶胞中X占据所有棱的中心,Y位于顶角,Z处于体心位置,则该晶体的组成为X︰Y︰Z=          ;

(5)含有元素Z的盐的焰色反应为          色。许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是                                                                         。

正确答案

(1)     V形

(2)

(3)     晶格能大         

(4)3:1:1

(5)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量

解析

(1)W原子最外层电子数是次外层的3倍,说明W为O;在由元素W、X、Y、Z组成的所有二组分化合物中,由元素W、Y形成的化合物M的熔点最高,可知化合物M为MgO,则Y为Mg;由此可得,W为第二周期的氧,Y为第三周期的镁,又因为主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且X,Y和Z分属于不同的周期,它们的原子序数之和是W原子序数的5倍,可得X为第二周期的氟,则Z为第四周期的钾。W为O,所以W原子L层电子排布式为2s22p4;W3为O3,其空间构形是V形。

(2) X为F,故X单质与水反应的主要化学方程式是2F2+2H2O==4HF+O2。

(3) 化合物M的化学式是MgO, MgO熔点较高的原因是晶格能大。

碳酸二甲酯分子的结构简式为CH3O—CO—OCH3,其中羰基(—CO—)上的碳原子为平面构型,采用的是sp2杂化,而两个甲基(—CH3)中的碳原子为四面体构型,采用sp3杂化。由于中心碳原子无孤对电子,根据价层电子对互斥理论推测,O-C-O的键角约为120°。

 (4) X占有棱的中心,则X个数为12×1/4=3;Y位于顶角,则Y个数为8×1/8=1;Z位于体心位置,则Z个数为1,故该晶体的组成为X:Y:Z=3:1:1。

(5)Z为K,因此含有元素Z的盐的焰色反应为紫色。许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是激发态的电子从能量高的轨道跃迁到能量低的轨道时,以一定的波长(可见光区域)光的形式释放能量。

知识点

元素周期律的应用原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

(1)元素的第一电离能:AI        Si(填“>”或:“<”)

(2)基态的核外电子排布式为        。

(3)硅烷()的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示,呈现这种变化关系的原因是        。

(4)硼砂是含结晶水的四硼碳酸,其阴离子(含B、O、H三种元素)的球棍模型如右下图所示:

①在中,硼原子轨道的杂化类型有        ;配位键存在于           原子之间(填原子的数字标号);m=            (填数字)。

②鹏砂晶体由构成,它们之间存在的作用力有      (填序号)。

a离子键

b共价键

c金属键

d范德华力

e氢键

正确答案

见解析。

解析

(1)< 

(2)1s22s22p63s23p23d5   或[Ar]3d5

(3)硅烷属于分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高

(4)①spsp3         4.5    2

B周围有3个σ键时为sp2杂化;B周围有4个σ键时为sp3杂化(其中有一个键是配位键),一个B原子形成一个配位键后化合价降低一个单位;4号碳含有4个σ键(其中5号氧原子提供孤对电子,与4号碳形成配位键),该阴离子中共有2个B原子是sp3杂化,阴离子的化合价为-2价。

②ADE

硼砂晶体含金属离子(钠离子),属于离子晶体,含有离子键,水分子内部含有共价键,水分子的氧原子和硼砂晶体的氢原子可形成氢键

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断分子间作用力
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

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)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_______。的沸点比高,原因是_______。

(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+原子采用_______杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为_______。

(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3, NA表示阿伏伽德罗常数,则CaO晶胞体积为_______cm3

正确答案

(1)  2

(2)O—H键、氢键、范德华力;形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大。

(3)sp3;H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小

(4)

解析

(1)氧元素的基态核外电子排布式为:1s22s22p4,4个电子在三个轨道中排布,故未成对的电子个数是两个。

(2)化学键是强烈的相互作用;氢键的作用力比化学键弱,但比范德华力的作用力要强。可形成分子间的氢键,而形成的是分子内的氢键,故前者比后者的沸点要高。

(3) H3O+的空间构型为三角锥型,故O原子的杂化方式为sp3;H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小,使得键角变大。

(4)根据NaCl的晶胞可知,一个晶胞含有4个CaO,设晶胞的体积为V,则:×NA×a=56,则V=

知识点

晶胞的计算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
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