第十二章章末检测.docx
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第十二章章末检测
章末检测
1.(2014·全国Ⅱ卷)(15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。
a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。
回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为________________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为________;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是__________________(填化学式,写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_____________;酸根呈三角锥结构的酸是__________(填化学式)。
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
图1 图2
该化合物中,阴离子为________________,阳离子中存在的化学键类型有__________________;该化合物加热时首先失去的组分是____________,判断理由是___________________________________
______________________________________________________。
解析:
a的核外电子总数与其周期数相同,则a为氢;b的价电子层中的未成对电子有3个,则b为氮;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,则c为氧;d与c同主族,d为硫;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,其电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1,为铜元素。
(1)同一周期的元素第一电离能从左往右逐渐增大,但是氮元素的2p轨道因为是半满的,因此其第一电离能反常得高,同一主族的元素从上到下第一电离能逐渐减小,因此三者电离能大小为N>O>S;铜的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,因此其价层电子轨道示意图为
(2)根据题意应该是形成氨气,氨气中氮原子为sp3杂化,分子中既有非极性键又有极性键的二元化合物有H2O2、N2H4、C2H6等;
(3)符合题意的酸是HNO2、HNO3;酸根为三角锥形的酸是H2SO3;
(4)C是氧元素,e是铜元素,根据氧元素和铜元素形成的晶胞结构来看,1个晶胞中氧原子有1+8×=2;铜原子的个数为4,因此该晶体为氧化亚铜,其中铜原子为+1价;
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,则阴离子为硫酸根,根据阳离子的结构图可以知道该阳离子中含有一个铜离子,四个氨分子,两个水分子,因此该物质的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,阳离子中存在配位键和共价键,该化合物加热时首先失去水,原因是铜离子与水所形成的配位键要比与氨气所形成的配位键弱。
答案:
(1)N
(2)sp3 H2O2、N2H4(合理即可)
(3)HNO2、HNO3 H2SO3 (4)+1
(5)SO 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱
2.(12分)A、B、C、D、E代表五种常见元素,它们的核电荷数依次增大。
其中A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍,B是地壳中含量最多的元素,C是短周期中最活泼的金属元素,D与C可形成CD型离子化合物,元素E的基态原子的3d轨道上有2个电子。
请回答下列问题:
(1)E的基态原子价层电子排布式为____________________。
(2)AB2分子中,中心原子A采取________杂化;1个AB2分子中,含有________个π键和________个σ键。
(3)AB2形成的晶体的熔点________(填“高于”或“低于”)CD形成的晶体的熔点,原因是____________________________________
_____________________________________________________。
(4)D元素的基态原子中,电子占据的最高能层符号为________,该能层具有的原子轨道数为________。
(5)如图为C、D形成的化合物的晶胞结构图,则该晶胞中含有的阴、阳离子的个数分别是______________、______________。
解析:
A的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍,则A为C(碳);B是地壳中含量最多的元素,则B为O;C是短周期中最活泼的金属元素,则C为Na;D与C可形成CD型离子化合物,且A、B、C、D、E的核电荷数依次增大,则D为Cl;元素E的基态原子3d轨道上有2个电子,则E为Ti。
(1)Ti的基态原子价层电子排布式为3d24s2。
(2)CO2分子的中心原子C采取sp杂化,1个CO2分子中含有2个π键和2个σ键。
(3)CO2形成的晶体为分子晶体,NaCl形成的晶体为离子晶体,通常情况下,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。
(4)Cl的基态原子中,能量最高的能层是第三电子层,符号为M,该能层有9个原子轨道。
(5)由晶胞结构可知,Na+为黑球,Cl-为白球,该晶胞中含有的Na+数为1+12×=4;Cl-数为8×+6×=4。
答案:
(1)3d24s2
(2)sp 2 2
(3)低于 CO2形成的晶体为分子晶体,NaCl形成的晶体为离子晶体,通常情况下,离子晶体的熔点高于分子晶体
(4)M 9 (5)4 4
3.(2017·广州一模)(12分)[化学——选修3:
物质结构与性质]
铁及其化合物在生产生活及科研中应用广泛。
(1)聚合硫酸铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-]m,是常用的水处理剂。
基态铁原子的核外电子排布式为________,聚合硫酸铁中铁元素阳离子有________个未成对电子。
(2)Fe3+、Co3+与N、CN-等可形成络合离子。
①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为________,1mol[Fe(CN)6]3-中含有σ键的数目为________。
②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为__________,C、N、O的第一电离能最大的为________,其原因是______________________
_____________________________________________________。
③已知N与CS2为等电子体,则N的空间构型为________。
(3)化合物FeF3熔点高于1000℃,而Fe(CO)5的熔点却低于0℃,FeF3熔点远高于Fe(CO)5的可能原因是____________________。
(4)氟化亚铁晶胞属于四方晶系,其长方体结构如图所示,根据图中所示数据计算该晶体密度ρ=__________g·cm-3(列出计算式即可)。
解析:
(1)铁元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;聚合硫酸铁中为Fe3+,铁原子失去3个电子,达到半满状态,仍有5个未成对电子。
(2)①CN-中形成碳氮三键,为直线型,其中碳原子采取sp杂化;CN-中形成碳氮三键,含有1个σ键,2个π键,6个CN-与Fe3+形成配位键,均为σ键,所以1mol的[Fe(CN)6]3-中共有12molσ键,即12NA的σ键。
②N与NH3均为配体基团,与Co3+形成配位键,由[Co(N3)(NH3)5]SO4分子式可知Co的配位数为6;C、N、O中第一电离能最大的是N,同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但ⅤA族元素由于核外电子为半满状态,不易失去电子,其第一电离能大于ⅥA族元素,所以N的第一电离能大于O。
③N、CS2与CO2均为3原子16电子的结构,互为等电子体,互为等电子体的粒子空间构型相同,所以N的空间构型为直线型。
(3)FeF3是离子晶体,Fe(CO)5是分子晶体,离子键的作用远比分子间作用力强,离子晶体的熔沸点远高于分子晶体,故FeF3的熔点远高于Fe(CO)5。
(4)由FeF2的晶胞结构可知,一个FeF2的晶胞中含有铁原子数为1+=2,含有的氟原子数为2+=4,一个晶胞的体积为abc×10-30cm3,1mol该晶胞的质量为(56×2+19×4)g,体积为6.02×1023×abc×10-30cm3,所以其密度为g·cm-3。
答案:
(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 5
(2)①sp 12NA ②6 N 氮原子2p轨道上的电子为半满,相对稳定,更不易失去电子 ③直线型 (3)FeF3是离子晶体,Fe(CO)5是分子晶体,离子键的作用远比分子间作用力强,故FeF3的熔点远高于Fe(CO)5 (4)
4.(12分)A、B、C、D、E、F、G是前四周期元素,原子序数依次增大,根据表中提供的有关信息,回答问题:
元素
相关信息
A
所有单质中密度最小
B
形成化合物种类最多的元素
D
基态原子中只有3个能级,有2个未成对电子
E
短周期中原子半径最大
F
第三周期中电负性最大的元素
G
最外层只有一个电子,内层填满电子
(1)E元素在周期表中的位置是____________________________,
F元素原子最外层电子排布式为________,BD2的空间构型为________。
(2)由D、E、F三种元素形成的一种常见物质的水溶液显碱性,用离子方程式表示其显碱性的原因:
______________________________________________________。
(3)氢化物稳定性:
B________D;最高价氧化物对应的水化物酸性:
C________F(选填“<”或“>”)。
(4)每个B2A4分子中含有______个σ键,______个π键。
(5)G和A可形成化学式为GA的一种晶体,晶胞结构如图所示。
若该晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,GA的密度为__________g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
解析:
据表格信息可知:
A为氢元素,B为碳元素,C为氮元素,D为氧元素,E为钠元素,F为氯元素,G为铜元素。
(5)CuH晶体中,1个晶体占用Cu:
8×+6×=4,占用H:
4,故1个晶胞质量为g,晶胞密度为g·cm-3。
答案:
(1)第三周期第ⅠA族 3s23p5 直线形
(2)ClO-+H2OHClO+OH-
(3)< < (4)5 1 (5)
5.(12分)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。
六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。
立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。
它们的晶体结构如图所示。
(1)基态硼原子的电子排布式为______________________。
(2)关于这两种晶体的说法,正确的是________(填序号)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B—N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________,其结构与石墨相似却不导电,原因是___________。
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为________。
该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现。
根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件
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