模块综合检测(选修3) (时间:90分钟,满分:105分)
1.(15分)(2018·山西重点中学协作体期末)现有前四周期T、X、Y、Z、W、M六种元素,已知W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小,其中W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍。M原子的M能层上有4个未成对电子。请完成下列问题:
(1)写出W、Z、X、T四种元素第一电离能由大到小的顺序:____________(用元素符号表示)。
(2)基态M原子的核外电子排布式为___________________________________________。 (3)根据VSEPR理论,推断出由W与X两元素组成的最简单二价阴离子的立体构型为____________,W原子的杂化类型为____________。
(4)Y与T、X、Z、W所形成的最简单化合物的沸点由高到低的顺序为______________(用化学式表示)。
解析:根据题中信息“W原子的s电子总数等于p电子总数的2倍”可知,W的电子排布式是1s22s22p2,则W是碳元素;又知“W、Z、X、T、Y五种非金属元素原子半径依次减小”,根据元素周期律可推知Z是氮元素,X是氧元素,T是氟元素,Y是氢元素;“M原子的M能层上有4个未成对电子”,则M的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,即M是铁元素。
(1)C、N、O、F四种元素位于同一周期,随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素反常,因此第一电离能大小顺序是F>N>O>C。
-该离子的中心原子的价层电子(3)C和O两种元素组成的最简单的二价阴离子是CO23,
对数是3,孤电子对数是0,因此其立体构型是平面三角形,C原子的杂化类型为sp2杂化。
(4)H与F、O、N、C所形成的最简单化合物分别是HF、H2O、NH3、CH4,其中HF、H2O、NH3分子之间都存在氢键,它们的沸点都比没有氢键的CH4高,常温下H2O为液态,HF、NH3为气态,标准状况下HF为液态,NH3仍为气态,因此四种氢化物的沸点由高到低的顺序为H2O>HF>NH3>CH4。
答案:(1)F>N>O>C
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (3)平面三角形 sp2 (4)H2O>HF>NH3>CH4
2.(15分)(2018·济宁一模)铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:
(1)画出基态Cu原子的价电子排布图:____________。
(2)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是____________,配体中提供孤电子对的原子是__________。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________(用元素符号表示)。
(3)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示,则晶体铜原子的堆积方式为____________。
(4)M原子的价电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为____________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于____________化合物(填“离子”或“共价”)。
③已知该晶体的密度为ρ g·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体中Cu原子和
-
M原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为____________pm(写出计算式即可)。
解析:(2)[Cu(NH3)2]OOCCH3是离子化合物,其阴离子的结构式是[]-,
从C原子的成键情况看,C原子的杂化类型有两种:sp和sp。
(3)铜原子的堆积方式是密置层堆积,三层一重复,即ABC型,所以属于面心立方最密堆积。
11(4)①M是Cl元素。Cu与Cl形成的化合物晶胞中Cu的个数是4,Cl的个数是8×+6×
82=4,因此该晶体的化学式是CuCl。②Cu和Cl的电负性差值是3.0-1.9=1.1<1.7,因此CuCl属于共价化合物。③设Cu原子和M原子之间的最短距离为x pm ,晶胞的边长为a cm,则
4x·10-10
3
m3
,每个晶胞中含有4个“CuCl”,根据ρ==,x=
V?4x·10-10?34
99.5
×4NA
332
4x·10-10=3a,a=
????
34×99.5
×1010。 ρNA
答案:(1)
(2)sp2、sp3 N N>O>C (3)面心立方最密堆积
334×99.5
(4)①CuCl ②共价 ③ ×1010
4ρNA
3.(15分)(2018·江西五市八校第二次联考)有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是________________。 (2)A、B、C三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为____________(用化学式表示)。 (3)A的最简单氢化物分子的立体构型为____________,其中A原子的杂化类型是____________杂化。
(4)A的单质中σ键的个数为____________,π键的个数为____________。 (5)写出基态E原子的价电子排布式:____________________________________。 (6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm3,阿伏加
-
德罗常数为NA,则晶胞边长a=____________cm。(用ρ、NA的计算式表示)
解析:根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是N、O、F、Ca、Cu。 (2)气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,由于非金属性F>O>N,所以稳定性HF>H2O>NH3。
(3)A的最简单氢化物是NH3,中心N原子的价层电子对数是4,孤电子对数是1,所以NH3分子的立体构型是三角锥形,N原子的杂化类型是sp3杂化。
(4)N2的结构式是N≡N,所以σ键个数是1,π键个数是2。
78×4
(6)C和D形成的化合物是CaF2,一个晶胞中有4个“CaF2”,所以一个晶胞质量是
NA
3312m78×43-g,一个晶胞的体积是a cm,根据ρ== g·cm,则a= cm。
VNAa3ρNA
3
3
答案:(1)H2O分子间存在氢键 (2)HF>H2O>NH3 (3)三角锥形 sp3 (4)1 2 (5)3d4s (6)
10
1
3312
ρNA
4.(15分)(2018·茂名高三模拟)铁是一种重要的过渡元素,能形成多种物质,如做染料的普鲁士蓝{化学式为KFe[Fe(CN)6]}。
(1)基态Fe2核外电子排布式为_________________。
+
(2)在普鲁士蓝中,存在的化学键有离子键、_______________________________________ 和____________。
(3)一定条件下,CN可氧化为OCN。OCN中三种元素的电负性由大到小的顺序为_________;碳原子采取sp杂化,1 mol该物质中含有的π键数目为____________。
(4)与CN互为等电子体的一种分子为____________(填化学式)。
(5)常温条件下,铁的晶体采用如图所示的堆积方式,则这种堆积模型的配位数为________,如果铁的原子半径为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则此种铁单质的密度表达式为____________g/cm3。
-
-
-
-
解析:(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
(2)KFe[Fe(CN)6]属于离子化合物,是一种复盐,也是一种配合物,阳离子是K+、Fe3+,阴离子是配离子[Fe(CN)6]4-(其中Fe为+2价),其中K+、Fe3+和[Fe(CN)6]4-以离子键相结合,[Fe(CN)6]4-中Fe2+和CN-以配位键相结合,CN-内C和N以共价键相结合。 (3)OCN-中的C原子采取sp杂化,则其立体构型为直线形,结合OCN-与CO2是等电子体,可知OCN-的结构式是[O===C===N]-,则1 mol OCN-中含有的π键数目是2NA。
(5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积,所以配位数是8;铁的一个晶胞中有两
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