课时检测(四十)
(45分钟 100分)
1.(6分)如图所示为一种有钛原子和碳原子构成的气态团簇分子的结构,顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式为 。
2.(18分)(2018·聊城模拟)原子序数依次递增的A、B、C、D、E是周期表中前30号元素。已知A的最外层电子数是其内层电子数的2倍;A与C形成的常见化合物之一是主要的温室气体;D与A同主族,其单质在同周期元素所形成的单质中熔点最高;E原子M能层为全充满状态,且核外的未成对电子只有一个。请回答下列问题:
(1)B在周期表中的位置是 ,该主族元素的气态氢化物中,沸点最低的是 (填化学式)。
(2)根据等电子原理分析, BC?2中B原子的轨道杂化类型是 。
(3)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物在常温下是晶体,其晶体类型是 。
(4)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5……,推测D元素的电离能突增应出现在第 电离能。
(5)A的一种相对分子质量为28的氢化物,其分子中σ键与π键的个数之比为 。
2+
(6)E的基态原子有 种形状不同的原子轨道;E的价电子排布式为 ;下图(填“甲”“乙”或“丙”) 表示的是E晶体中微粒的堆积方式。
nn-1
3.(16分)已知A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E原子价电子(外围电子)排布msmp,D原子最外层电子数为偶数,A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,F的原子序数为29。请回答下列问题: (1)下列叙述不正确的是 (填序号)。 A.金属键的强弱:D>E
B.基态原子的第一电离能:D>E
C.E元素与B元素形成化合物的化学式为EB,EB的晶体属于离子晶体 D.A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序是C>B>A
(2)元素G是和F在同一周期的副族元素,它的基态原子中最外层电子数与F原子相同。G元素的价电子排布式为 。
?(3)A与C形成的非极性分子中,σ键与π键的个数比为 ;已知B3的空间构型和A与C形成的非极性分子?相同,则B3中心原子的杂化轨道类型为
。 (4)已知F元素和C元素形成晶体的晶胞结构如图所示,该晶体的化学式为 (用元素符号表示)。
(5)A、B与氢形成的离子(AH3)3BH和AlCl?4可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100℃,其挥
+
发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”),可用作 (填代号)。 a.助燃剂 b.“绿色”溶剂
c.复合材料 d.绝热材料
4.(15分)(2018·银川模拟)下表为元素周期表的一部分。请回答下列问题:
(1)上述元素中,属于s区的是 (填元素符号)。
(2)写出元素⑨的基态原子的价电子排布图 。 (3)元素的第一电离能:③ ④(选填“大于”或“小于”)。
(4)元素③气态氢化物的VSEPR模型为 ;该分子为 分子(选填“极性”或“非极性”)。向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,可观察到的现象为 。
(5)元素⑥的单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知⑥的原子半径为dcm,NA代表阿伏加德罗常数,元素⑥的相对原子质量为M,请回答:晶胞中⑥原子的配位数为 ,该晶体的密度为 (用字母表示)。
5.(16分)(2018·大同模拟)有a、b、c、d、f五种前四周期元素,原子序数依次增大,a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,I1(a) (1)写出bc?2的电子式 ,基态f原子的核外电子排布式 。 (2)b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物,其主要原因有两个: 一是 ; 二是 。 (3)化合物甲由c、d两种元素组成,其晶胞如甲图,甲的化学式 。 (4)化合物乙的部分结构如乙图,乙由a、b两元素组成,硬度超过金刚石。 ①乙的晶体类型为 ,其硬度超过金刚石的原因是 。 ②判断乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式 。 6.(16分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”,应用于超声波的发生装置。经X射线分析,M晶体的最小重复 -104+ 单位为正方体(如图),边长为4.03×10m,顶点位置为Z所占,体心 2+2-位置为Ba所占,所有棱心位置为O所占。 4+ (1)Y在周期表中位于 ;Z的核外电子排布式为 。 (2)X的该种氢化物分子构型为 ,X在该氢化物中以 方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该 (填“高于”或“低于”)X的氢化物的熔点。 (3)①制备M的化学方程式是 ; 4+2+2-②在M晶体中,若将Z置于立方体的体心,Ba置于立方体的顶点,则O处于立方体 的 ; 4+ ③在M晶体中,Z的氧配位数为 ; 2--104+ ④已知O半径为1.40×10m,则Z半径为 m。 7.(13分)(能力挑战题)(2018·贵州模拟)在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替),起到降低Al2O3的熔点等诸多作用,冰晶石的生产原理如下: 2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3====2A+3CO2↑+9H2O 根据题意完成下列填空: (1)冰晶石的化学式为 ,含有离子键、 等化学键; (2)生成物中含有10个电子的分子是 (写分子式),该分子的空间构型为 ,中心原子的杂化方式为 ; (3)反应物中电负性最大的元素为 ,写出其原子最外层的电子排布图: 。 (4)冰晶石由两种微粒构成,冰晶石晶胞结构如图所示,位于大立方体顶点和面心,位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是 (填具体的微粒符号)。 答案解析 1.【解析】由于该结构为“气态团簇分子”,给出的结构就是一个“完整”的分子,因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。由于该“气态团簇分子”结构含有14个Ti和13个C,所以该物质的化学式为Ti14C13。 答案:Ti14C13 2. 【解析】根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E五种元素分别是C、N、O、Si、Cu。 (1)氮元素的质子数是7,位于第2周期第ⅤA族;氨气分子存在氢键,所以其熔沸点是同主族元素的氢化物中最高的,而最低的是PH3。 (2)价电子数与原子数分别都相等的是等电子体,所以与NO?2互为等电子体的是CO2。由于CO2是直线形结构,碳原子是sp杂化,所以NO?2中氮原子也是sp杂化。 (3)电负性最大与最小的两种非金属元素分别是O和Si,形成的氧化物是SiO2,属于原子晶体。 (4)硅元素的最外层电子数是4个,最高价是+4价,所以硅元素的电离能突增应出现在第五电离能。 (5)碳元素的一种相对分子质量为28的氢化物是乙烯,分子中含有碳碳双键。而双键是由1个σ键与1个π键构成的,而单键都是σ键,所以分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。 9 (6)铜原子的基态原子有s、p、d 3种形状不同的原子轨道;根据构造原理可知,铜离子的价电子排布式为3d;根据晶胞可知,甲是体心立方堆积,乙是六方最密堆积,丙是面心立方最密堆积,所以答案选丙。 答案:(1)第2周期第ⅤA族 PH3 (2)sp (3)原子晶体 9 (4)五(或I5) (5)5∶1 (6)3 3d 丙 nn-1 3.【解析】因为A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,E原子的价电子(外围电子)排布为msmp,则n=2,故E是铝元素;A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,则A是碳元素,C是氧元素,故B是氮元素,D原子的最外层电子数为偶数,是镁元素,F是铜。 (1)根据电荷数和离子半径知金属键的强弱Al>Mg,A错;由于镁原子的s轨道上是全充满状态,故基态原子的第一电离能是Mg>Al,B对;AlN的化学式正确,但其属于原子晶体,C错;C、N、O三元素的电负性,其顺序为O>N>C,D 51 对。(2)和铜同周期且最外层是1个电子的副族元素是铬元素,其核外价电子排布为3d4s。(3)A、C形成的非极 ?性分子为CO2,其结构中含有碳氧双键,其中σ键与π键的个数比为1∶1,N3的空间构型和CO2相同,则其中氮原 子的杂化方式为sp杂化。 (4)分析晶胞结构,根据均摊法计算,Cu:8×1/8+6×1/2=4,氧原子位于晶胞内部,是4个,所以个数比是4∶4=1∶1。 (5)一般地,有机溶剂是由分子通过分子间作用力形成的,而离子液体由阴、阳离子通过离子键形成,后者沸点较高、较难挥发,所以可用作溶剂。 51 答案:(1)A、C (2)3d4s (3)1∶1 sp (4)CuO (5)小 b 4.【解析】(1)周期表中属于s区的是ⅠA族和ⅡA族,有①⑤⑧,它们分别是H、Mg、Ca; (2)元素⑨为铬元素,根据洪特规则特例知基态原子的价电子排布图为; 2324 (3)③为氮元素,价电子排布为2s2p,p轨道为半充满,④为氧元素,价电子排布为2s2p,故电离能N>O; (4)元素③气态氢化物是氨气,它的VSEPR模型为四面体形,该分子为极性分子;向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,先生成氢氧化铜沉淀之后沉淀溶解,现象为先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液; (5)⑥为铝,观察图乙可知晶胞中铝原子的配位数为12;由图丙算出晶胞棱长为22dcm,均摊法计算每个晶胞中含有4个铝原子,由密度公式计算密度为 M2M-3-3 g·cm或g·cm。 338dN42dNAA 答案:(1)H、Mg、Ca (2) (3)大于 (4)四面体形 极性 先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液 (5)12 M2M-3-3 g·cm(或g·cm) 338dNA42dNA5.【解析】(1)由题知基态b原子的2p轨道处于半充满状态,故b为N,根据a、b、c三种元素的基态原子具有相 同的能层和能级,I1(a) ?由于bc?与ac2互为等电子体,所以bc的电子式为22 (2)N、O原子与H易形成氢键; (3)根据晶胞的粒子个数求算方法知,图中黑点d处于顶点和面心,共4个;白球c处于棱的中心和体心,共8个,甲的化学式为KO2; (4)乙为C3N4,为原子晶体,碳原子半径比氮原子半径大即C—N键的键长小于 3 C—C,C—N键的键能大于C—C键,所以硬度超过金刚石。由乙图知a、b两种元素原子的杂化方式均为sp杂化。 答案:(1) 226261011s2s2p3s3p3d4s (2)两种氢化物都是极性分子 分子间都能形成氢键 (3)KO2 3 (4)①原子晶体 C—N键的键长小于C—C,C—N键的键能大于C—C键 ②sp杂化 6.【解析】由X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键,可得氢化物中除含有单键外还有其他键,X应是 2282 碳,氢化物是乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。次外层有2个未成对电子的价电子排布式为3d4s或3d4s,又由 22 于Z的核电荷数小于28,则只有3d4s符合题意,是钛,根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48,可得Y的原子序数等于20,为钙。 (1)钙元素位于第4周期ⅡA族,Ti的核外电子排布式为1s2s2p3s3p。 (2)符合条件的碳的氢化物分子为乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。碳和钙形成的化合物为碳化钙,其为离子化合物,熔点高于分子晶体碳的氢化物的熔点。 (3)在BaTiO3晶体中,氧位于Ti的前、后、左、右、上、下,故配位数为6。根据均摊法晶胞中Ba含有8×则阳离子所带电荷为4+1×2=6,则需要有3个O,O应处于正方体的面心,因为6× -10 4+ -10 4+ -11 2-2-4+ 2+ 4+22626 1=1(个),81-10 =3。晶胞边长为4.03×10m,2则2×1.40×10m+2r(Ti)=4.03×10m,r(Ti)=6.15×10m。 22626 答案:(1)第4周期第ⅡA族 1s2s2p3s3p (2)直线形 sp 高于 (3)①TiO2+BaCO3====BaTiO3+CO2↑ ②面心 -11 ③6 ④6.15×10 7.【解析】(1)根据质量守恒可推知A的化学式为Na3AlF6,Na3AlF6是配合物,其中含有离子键、配位键、极性共价键等。 -3 (2)含10e的生成物分子为H2O,其空间构型为V形,中心原子采取sp杂化。 (3)氟元素的电负性最大,其原子最外层的电子排布图为 3?(4)冰晶石中Na与AlF6的个数比应为3∶1,由晶胞图分析,个数为8× + 。 111+6×=4,个数为12×+8=11,故824晶胞中心还应有1个,据此可推知“”为Na。 答案:(1)Na3AlF6 配位键(或共价键) + (2)H2O V形 sp (3)F + (4)Na 3
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