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期中模拟卷1-高二化学下学期期中期末必考题精准练（人教版选择性必修2）
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这是一份期中模拟卷1-高二化学下学期期中期末必考题精准练（人教版选择性必修2），文件包含期中模拟卷1解析版docx、期中模拟卷1原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
期中模拟卷1
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 Si 28 P 31 Cl 35.5
一、选择题(本题包括15个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共30分)
1．(2021·济南高二检测)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是( )
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D．C2H2分子中不含非极性键
【答案】C
【解析】1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B错误；单键中有1个σ键，三键中有1个σ键和2个π键，因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键，C正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。
2．（2021·辽宁卷）下列化学用语正确的是
A．过氧化钙的电子式：
B．基态铬原子的价层电子排布式：
C．2-丁烯的结构简式：
D．硫离子的结构示意图：
【答案】A
【详解】
A．过氧化钙是离子化合物，由过氧根离子和钙离子构成，其电子式为，A项正确：
B．由洪特规则知，基态铬原子的价层电子排布式应为，B项错误；
C．碳碳双键应该表示出来，2-丁烯的结构简式：，C项错误；
D．的质子数是16而不是18，D项错误；
选A。
3．（2021·浙江·杭州市余杭高级中学）下列各组原子中彼此化学性质一定相似的是
A．原子核外电子排布式为的X原子与原子核外电子排布式为的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有一个未成对电子的X原子和3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子
D．L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
【答案】D
【详解】
A．原子核外电子排布式为1s2结构的原子为He，1s22s2结构为Be，两者性质不相似，A不符合题意；
B．X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似，B不符合题意；
C．2p轨道上有一个未成对电子的X原子可能是B或F，3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子可能是Al或Cl，彼此化学性质不一定相似，C不符合题意；
D．L层上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p1，是B，M层的p轨道上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p63s23p1，是Al，两者位于同一主族，彼此化学性质性质一定相似，D符合题意；
故答案选D。
4．（2021·辽宁实验中学）下列各组元素性质递变情况错误的是
A．Li、Be、B原子的半径依次减小
B．P、S、Cl的第一电离能依次升高
C．N、O、F的电负性依次增大
D．O2-、Na+、Al3+的半径依次减小
【答案】B
【详解】
A．Li、Be、B位于同周期，从左到右，原子半径依次减小，故A正确；
B．P原子的3p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于相邻同周期元素，则S、P、Cl的第一电离能依次升高，故B错误；
C．同周期自左向右电负性逐渐增大，则N、O、F的电负性依次增大，故C正确；
D．O2-、Na+、Al3+的核外电子排布相同，离子半径随原子序数的增大而减小，则其离子半径依次减小，故D正确。
故选B。
5．（2021·全国·）根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol-1)，判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A．元素的电负性最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
【答案】B
【详解】
A．由表中数据可知，Q元素的第一电离能最大，非金属性强，所以元素的电负性最大，A项正确；
B．根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，故B错误；
C．U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，故C正确；
D．T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是ns2np1，故D正确；
选B。
6．（2021·四川省绵阳第一中学）下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．某基态原子的价电子排布式为4s24p1，该元素位于周期表第四周期IIIA族
C．2s 轨道在空间呈哑铃形
D．原子核外可能有两个电子的运动状态是相同的
【答案】B
【详解】
A．电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；
B．某基态原子的价电子排布式为4s24p1，为Ga元素，位于周期表中的第四周期第IIIA族，故B正确；
C．s电子云是球形对称的，在核外半径相同处任一方向上电子出现的几率相同，P轨道电子云图为哑铃型，故C错误；
D．根据泡利原理和洪特规则，原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的，故D错误；
故选：B。
7．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学）著名的观赏石-崂山璐石主要成分可表示为，其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0.下列说法错误的是
A．Y的离子半径在同周期元素中最小
B．Z在它的简单氢化物中显负价
C．W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于弱电解质
D．三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W
【答案】B
【分析】
由题干信息可知，W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0，故W为Mg，Z为Si，则Y为Al，据此分析解题。
【详解】
A．根据上述分析可知，Y是Al，Y的离子即Al3+半径是第三周期元素中最小的，故A正确；
B．根据上述分析可知，Z为Si，Si的简单氢化物即SiH4，硅显正价，故B错误；
C．根据上述分析可知，W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质，故C正确；
D．同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为Z＞Y＞W，故D正确；
故答案：B。
8．（2021·江苏镇江·）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W基态原子的价电子排布为3d64s2。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X
C．X、Y最简单气态氢化物分子的键角：X＞Y
D．W2＋价电子轨道表示式：
【答案】C
【分析】
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，则X是C元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z核外电子排布是2、6，故Z是O元素，Y的原子序数介于6、8之间，所以Y是N元素；W基态原子的价电子排布为3d64s2，则W是26号Fe元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知X是C，Y是N，Z是O，W是Fe元素。
A．X是C，Y是N，Z是O，它们是同一周期元素。同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径大小关系为：X＞Y＞Z，A错误；
B．一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第IIA、第VA的全充满、半充满的温度状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以元素的第一电离能：Y＞Z＞X，B错误；
C．X是C，Y是N，它们形成的简单气态氢化物分别是CH4、NH3，CH4是正四面体结构，键角是109°28′，NH3是三角锥形，键角是107°18′，故键角：X＞Y，C正确；
D．Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的，其价电子轨道表示式为： ，D错误；
故合理选项是C。
9．（2021·北京·101中学）已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
键能E(kJ/mol)
436
157
568
432
298
A．键的极性大小顺序：H—I＞H—Cl＞H—F
B．表中最稳定的共价键是F—F键
C．432kJ/mol＞E(H—Br)＞298kJ/mol
D．上述键能可以说明热稳定性的顺序是：HF＜HCl＜HI
【答案】C
【详解】
A．电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电负性差值逐渐减小，因此键的极性大小顺序：H—I＜H—Cl＜H—F，故A错误；
B．键能越大，共价键稳定，因此表中最稳定的共价键是H—F键，故B错误；
C．根据表格中数据得到E(H—Br)介于H—I和H—Cl之间即432kJ/mol＞E(H—Br)＞298kJ/mol，故C正确；
D．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是：HF＞HCl＞HI，故D错误；
综上所述，答案为C。
10．(2021·北京高二检测)CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( )
A．—CH3与—NH2连接形成的化合物中，碳原子采取sp3杂化
B．CH与NH3、H3O＋的立体构型均为正四面体形
C．CH中的碳原子采取sp3杂化，所有原子不都共面
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
【答案】A
【解析】CH3—NH2碳原子采取sp3杂化，A正确；CH与NH3、H3O＋三者均为三角锥形，B错误；CH中C的价电子对数为3，为sp2杂化，平面三角形，C错误；CH3OH中不含离子键，D错误。
11．(2021·天津高二检测)用短线“—”表示共用电子对，用“”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为。则以下叙述错误的是( )
A．R为三角锥形 B．R可以是BF3
C．R是极性分子 D．键角小于109°28′
【答案】B
【解析】在中含有3个单键和1对孤电子对，价层电子对数为4，空间上为三角锥形，A正确；B原子最外层含有3个电子，BF3中B原子形成3个共价键，B原子没有孤电子对，所以R不是BF3，B错误；R分子的结构不对称，R是极性分子，C正确；三角锥形分子的键角为107°，键角小于109°28′，D正确。
12．（2021·全国·）下列“类比”结果不正确的是
A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备
B．的分子构型为V形，则的分子构型为V形
C．纯水的电离，则液氨的电离
D．通入溶液中无沉淀生成，则通入溶液中也没有沉淀生成
【答案】D
【详解】
A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备，均为不挥发性强酸制挥发性酸的反应，A不符合；
B．、的中心原子价层电子对数为2+2=4，孤电子对数均为2，因此分子构型都为V形， B不符合；
C． 水与氨分子内部均存在强极性键、所含氢原子都是活泼氢原子、水分子与氨分子均能结合氢离子，纯水的电离，则液氨的电离，C不符合；
D． 通入溶液中不发生复分解反应、无沉淀生成，二氧化硫水溶液具有明显酸性、此时硝酸根离子具有强氧化性，则通入溶液中发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀， D符合；
答案选D。
13．（2021·陕西·武功县普集高级中学）氯化亚硫()是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的空间结构和中心原子()采取何种杂化方式的说法正确的是
A．三角锥形、 B．平面三角形、
C．平面三角形、 D．三角锥形、
【答案】A
【详解】
根据VSEPR，的中心原子S原子的价层电子对数为，中心原子采用采用杂化，其中S原子含有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，故选A。
14．下列说法中正确的是( )
A.PCl3分子是三角锥形,这是因为磷原子是sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
【答案】C
【解析】PCl3分子的价层电子对数为4,因此PCl3分子中磷原子为sp3杂化,A项错误;sp3杂化轨道是由原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道重新形成的能量相等、成分相同的4个轨道,B项错误;sp3杂化所得到的VSEPR模型为四面体形,C项正确;PCl3分子中1对孤电子对占据了一个杂化轨道,因此PCl3分子是三角锥形,D项错误。
15．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或者离子的空间结构的相关描述正确的是 ( )
选项
分子式
中心原子
杂化方式
价层电子
对互斥模型
分子或离子
的空间结构
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
NF3
sp2
四面体形
平面三角形
D
N
sp3
正四面体形
正四面体形
【答案】D
【解析】SO2分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,分子的空间结构为V形,A项错误;HCHO分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,分子的空间结构为平面三角形,B项错误;NF3分子中的中心原子杂化方式为sp3杂化,价层电子对互斥模型呈四面体形,分子的空间结构为三角锥形,C项错误。
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题3分,共15分)
16．已知M元素原子的价层电子排布式为3s23p1,短周期元素L的原子最外层p轨道为半充满状态,下列叙述错误的是( )
A.M为金属元素,L为非金属元素
B.M与L为同周期元素
C.L的电负性大于M
D.M的第一电离能大于L
【答案】BD
【解析】由已知信息可得M为铝元素,L为氮元素或磷元素,故A、C项均正确,B错误。第一电离能:N>P>Al,故D项错误。
17．图中三条曲线表示C、Si、P元素四级电离能的变化趋势。下列说法正确的是( )
A.电负性:c>b>a
B.最简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.第五电离能:a>c>b
D.最简单氢化物的沸点:a>b>c
【答案】C
【解析】根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律,结合电离能变化规律可知,a、c为同一主族元素,则a是碳元素,b是磷元素,c是硅元素。元素的非金属性越强,其电负性就越大,由于元素的非金属性:C>Si,所以元素的电负性:C>Si,A错误;元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性:C>Si,所以最简单氢化物的稳定性:C>Si,B错误;C、Si失去4个电子后达到稳定状态,能量更低,再失去1个电子消耗能量大,故第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后最外层为3s1状态,第四电离能与第五电离能相差不大,所以元素的第五电离能:C>Si>P,C正确;对于组成与结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点就越高,由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4且PH3是极性分子,所以最简单气态氢化物的沸点:PH3>SiH4>CH4,D错误。
18．如表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.最简单氢化物的熔、沸点:WH3
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,X为N元素、W为P元素、Y为S元素、R为Ar元素、Z为Br元素。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;NH3分子间存在氢键,C正确;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能W—H
表1
分子
熔点/℃
沸点/℃
常温时在水中的溶解度
CO
-205.05
-191.49
2.3 mL
N2
-210.00
-195.81
1.6 mL
表2
化学键
C—O
CO
C≡O
键能/(kJ·mol-1)
351
745
1 071.9
化学键
N—N
NN
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
193
418
946
A.CO与N2的价层电子总数相等
B.由表2可知,CO的活泼性不及N2
C.由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,这是因为CO分子间作用力小于N2
D.由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性
【答案】BC
【解析】CO与N2的价层电子总数均为14,A正确;CO与N2分子结构相似,一个CO分子中含有2个π键,根据表中键能知,CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·mol-1-745 kJ·mol-1=326.9 kJ·mol-1,N2中第一个π键的键能约为946 kJ·mol-1-418 kJ·mol-1=528 kJ·mol-1,CO中第一个π键的键能较小,所以CO的第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂,所以一氧化碳比氮气活泼,B错误;由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,说明CO分子间作用力大于N2,C错误;水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性,D正确。
20．如表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.最简单氢化物的熔、沸点:WH3
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,X为N元素、W为P元素、Y为S元素、R为Ar元素、Z为Br元素。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;NH3分子间存在氢键,C正确;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能W—H
三、非选择题(本题包括5个小题,共55分)
21．(11分)(2021·山东章丘四中高二月考)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝__________，原子中能量最高的是__________电子。
(2)B元素的－1价离子和C元素的＋1价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为__________，C的元素符号为__________。
(3)D元素的＋3价离子的3d轨道为半充满状态，D的元素符号为__________，其基态原子的核外电子排布式为__________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为__________，其基态原子的核外电子排布式为__________________________________________________________。
【答案】 (1)2 2p (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
【解析】(1)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以A元素的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知A是N；根据构造原理可知氮原子核外电子中2p电子能量最高。
(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，D为26号元素Fe。
(4)由题可知基态E原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
22．(10分)下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式: 。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 。
(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是 (填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是 (填元素符号)。
(Ⅱ)
【答案】(每空2分)(1)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
(2)电子从能量较高的原子轨道跃迁到能量较低的原子轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d能级为半充满状态,比较稳定
(4)2 (5)Al
【解析】(1)由元素在元素周期表中的位置可知n为钾元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量。
(4)第三周期元素中电负性最大的元素是Cl,第三周期元素形成的单质只有Cl2和Ar在常温下是气态,Cl2的相对分子质量大于Ar,故Cl2的熔点高于Ar。
23．(12分)X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素,原子序数依次增大,其相关结构或性质信息如下表所示。
元素
结构或性质信息
X
其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
Y
基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1
Z
非金属元素,其单质为固体,在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
M
单质在常温、常压下是气体,基态原子的M层上有1个未成对的p电子
Q
其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料
(1)Q元素基态原子的电子排布式是 。
(2)比较Y元素与氧元素的第一电离能: > (填元素符号);X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂,其分子中的σ键和π键数目之比为 ,该化合物 溶于水(填“易”或“难”)。
(3)Y的最简单氢化物分子中含有 共价键(填“极性”或“非极性”,下同),是 分子,该氢化物易液化,其原因是 。
(4)M的气态氢化物和氟化氢相比(填写化学式,并从微粒间作用力的角度分析原因),稳定性强的是 ,其原因是 ;沸点高的是 ,其原因是 。
【答案】(除有标注的外,每空1分)(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)
(2)N O(两空共1分) 1∶1(2分) 难
(3)极性 极性 氨分子间可以形成氢键
(4)HF H—F的键能大于H—Cl HF HF分子间可以形成氢键
【解析】根据题意推知X、Y、Z、M、Q分别是C、N、S、Cl、Fe元素。
(1)铁原子核外有26个电子,基态原子的电子排布式是[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)N原子的2p能级是半充满状态,较稳定,因此第一电离能:N>O。X和Z形成的化合物XZ2为CS2,根据结构式SCS可知,分子中σ键和π键数目之比为1∶1,且为非极性分子;根据“相似相溶”规律可判断CS2难溶于水。
(3)Y的最简单氢化物为NH3,N—H是极性共价键,分子结构呈三角锥形,结构不对称,为极性分子;氨气易液化的原因是氨分子间可以形成氢键。
(4)由于H—F的键能大于H—Cl,故氢化物的稳定性:HF>HCl;由于HF分子间可以形成氢键,故其沸点比HCl的高。
24．(11分)卤族元素形成的单质和化合物有很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
(1)卤族元素位于元素周期表的 区;溴的价层电子排布式为 。
(2)在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的,使氢氟酸分子缔合的作用力是 。
(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断,还原性最强的卤素原子是 (写出名称)。
元 素
氟
氯
溴
碘
第一电离能/(kJ·mol-1)
1 681
1 251
1 140
1 008
(4)已知下列5种羧酸:
①CF3COOH ②CH3COOH ③CH2FCOOH
④CH2ClCOOH ⑤CH3CH2COOH
其酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
(5)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。则1 mol H3BO3形成的晶体中有 mol氢键。
硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸
B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4]-和H+,则[B(OH)4]-的空间结构为 ,其中B原子的杂化方式是 。
【答案】[(1)(2)(3)每空1分,(4)(5)每空2分]
(1)p 4s24p5 (2)氢键 (3)碘 (4)①>③>④>②>⑤ (5)3 正四面体形 sp3
【解析】(3)由表中数据可知,碘的第一电离能最小,即碘失去电子能力最强,其还原性最强。
(4)F原子吸电子能力大于Cl,烃基是推电子基团,烃基中碳原子数越多,其推电子能力越弱,故5种羧酸酸性由强到弱的顺序为①>③>④>②>⑤。
(5)由硼酸片层结构图可以看出,每个硼酸分子可以形成6个氢键,由于氢键存在于分子之间,故1 mol硼酸形成的晶体中有3 mol氢键。在[B(OH)4]-中,B原子价层电子对数为4,无孤电子对,故[B(OH)4]-是正四面体结构,B原子采取sp3杂化。
25．(11分)(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间结构是 ;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是
N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1
若该反应中有4 mol N—H断裂,则形成的π键有 mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4与硫酸铵化合物类型相同,则N2H6SO4晶体内不存在 (填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.范德华力
(2)第ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
①H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的空间结构为 ,SO32-的空间结构为 。
②H2SeO3的分别为2.7×10-3和2.5×10-7,H2SeO4第一步几乎完全电离,为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因 。
【答案】(除有标注的外,每空1分)(1)①三角锥形 sp3 ②3 ③c(2分)
(2)①强 平面三角形 三角锥形 ②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+(3分)
【解析】 (1)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化，其分子的空间构型为Ⅴ形。N2H4的结构为H2N—NH2，相当于2个氨基，所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。
②1个N2H4分子含有4个N—H键，即4 mol N—H键断裂同时生成1.5 mol N2，N2的结构式为N≡N，含1个σ键和2个π键，所以会形成3 mol π键。
③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体，N2H62+和SO42-之间存在离子键，N2H62+中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，N和N之间形成共价键，SO42-中S和O之间形成共价键，不含范德华力。
(2)①Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H＋，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO32-中S原子采取sp3杂化且有3个配位原子，故其立体构型为三角锥形。②H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，Se的正电性更高，导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。
期中模拟卷1
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 Si 28 P 31 Cl 35.5
一、选择题(本题包括15个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共30分)
1．(2021·济南高二检测)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是( )
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D．C2H2分子中不含非极性键
【答案】C
【解析】1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B错误；单键中有1个σ键，三键中有1个σ键和2个π键，因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键，C正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。
2．（2021·辽宁卷）下列化学用语正确的是
A．过氧化钙的电子式：
B．基态铬原子的价层电子排布式：
C．2-丁烯的结构简式：
D．硫离子的结构示意图：
【答案】A
【详解】
A．过氧化钙是离子化合物，由过氧根离子和钙离子构成，其电子式为，A项正确：
B．由洪特规则知，基态铬原子的价层电子排布式应为，B项错误；
C．碳碳双键应该表示出来，2-丁烯的结构简式：，C项错误；
D．的质子数是16而不是18，D项错误；
选A。
3．（2021·浙江·杭州市余杭高级中学）下列各组原子中彼此化学性质一定相似的是
A．原子核外电子排布式为的X原子与原子核外电子排布式为的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有一个未成对电子的X原子和3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子
D．L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
【答案】D
【详解】
A．原子核外电子排布式为1s2结构的原子为He，1s22s2结构为Be，两者性质不相似，A不符合题意；
B．X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似，B不符合题意；
C．2p轨道上有一个未成对电子的X原子可能是B或F，3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子可能是Al或Cl，彼此化学性质不一定相似，C不符合题意；
D．L层上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p1，是B，M层的p轨道上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p63s23p1，是Al，两者位于同一主族，彼此化学性质性质一定相似，D符合题意；
故答案选D。
4．（2021·辽宁实验中学）下列各组元素性质递变情况错误的是
A．Li、Be、B原子的半径依次减小
B．P、S、Cl的第一电离能依次升高
C．N、O、F的电负性依次增大
D．O2-、Na+、Al3+的半径依次减小
【答案】B
【详解】
A．Li、Be、B位于同周期，从左到右，原子半径依次减小，故A正确；
B．P原子的3p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于相邻同周期元素，则S、P、Cl的第一电离能依次升高，故B错误；
C．同周期自左向右电负性逐渐增大，则N、O、F的电负性依次增大，故C正确；
D．O2-、Na+、Al3+的核外电子排布相同，离子半径随原子序数的增大而减小，则其离子半径依次减小，故D正确。
故选B。
5．（2021·全国·）根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol-1)，判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A．元素的电负性最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
【答案】B
【详解】
A．由表中数据可知，Q元素的第一电离能最大，非金属性强，所以元素的电负性最大，A项正确；
B．根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，故B错误；
C．U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，故C正确；
D．T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是ns2np1，故D正确；
选B。
6．（2021·四川省绵阳第一中学）下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．某基态原子的价电子排布式为4s24p1，该元素位于周期表第四周期IIIA族
C．2s 轨道在空间呈哑铃形
D．原子核外可能有两个电子的运动状态是相同的
【答案】B
【详解】
A．电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；
B．某基态原子的价电子排布式为4s24p1，为Ga元素，位于周期表中的第四周期第IIIA族，故B正确；
C．s电子云是球形对称的，在核外半径相同处任一方向上电子出现的几率相同，P轨道电子云图为哑铃型，故C错误；
D．根据泡利原理和洪特规则，原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的，故D错误；
故选：B。
7．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学）著名的观赏石-崂山璐石主要成分可表示为，其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0.下列说法错误的是
A．Y的离子半径在同周期元素中最小
B．Z在它的简单氢化物中显负价
C．W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于弱电解质
D．三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W
【答案】B
【分析】
由题干信息可知，W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0，故W为Mg，Z为Si，则Y为Al，据此分析解题。
【详解】
A．根据上述分析可知，Y是Al，Y的离子即Al3+半径是第三周期元素中最小的，故A正确；
B．根据上述分析可知，Z为Si，Si的简单氢化物即SiH4，硅显正价，故B错误；
C．根据上述分析可知，W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质，故C正确；
D．同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为Z＞Y＞W，故D正确；
故答案：B。
8．（2021·江苏镇江·）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W基态原子的价电子排布为3d64s2。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X
C．X、Y最简单气态氢化物分子的键角：X＞Y
D．W2＋价电子轨道表示式：
【答案】C
【分析】
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，则X是C元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z核外电子排布是2、6，故Z是O元素，Y的原子序数介于6、8之间，所以Y是N元素；W基态原子的价电子排布为3d64s2，则W是26号Fe元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知X是C，Y是N，Z是O，W是Fe元素。
A．X是C，Y是N，Z是O，它们是同一周期元素。同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径大小关系为：X＞Y＞Z，A错误；
B．一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第IIA、第VA的全充满、半充满的温度状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以元素的第一电离能：Y＞Z＞X，B错误；
C．X是C，Y是N，它们形成的简单气态氢化物分别是CH4、NH3，CH4是正四面体结构，键角是109°28′，NH3是三角锥形，键角是107°18′，故键角：X＞Y，C正确；
D．Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的，其价电子轨道表示式为： ，D错误；
故合理选项是C。
9．（2021·北京·101中学）已知各共价键的键能如表所示，下列说法正确的是
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
键能E(kJ/mol)
436
157
568
432
298
A．键的极性大小顺序：H—I＞H—Cl＞H—F
B．表中最稳定的共价键是F—F键
C．432kJ/mol＞E(H—Br)＞298kJ/mol
D．上述键能可以说明热稳定性的顺序是：HF＜HCl＜HI
【答案】C
【详解】
A．电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电负性差值逐渐减小，因此键的极性大小顺序：H—I＜H—Cl＜H—F，故A错误；
B．键能越大，共价键稳定，因此表中最稳定的共价键是H—F键，故B错误；
C．根据表格中数据得到E(H—Br)介于H—I和H—Cl之间即432kJ/mol＞E(H—Br)＞298kJ/mol，故C正确；
D．键能越大，分子越稳定，因此上述键能可以说明热稳定性的顺序是：HF＞HCl＞HI，故D错误；
综上所述，答案为C。
10．(2021·北京高二检测)CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( )
A．—CH3与—NH2连接形成的化合物中，碳原子采取sp3杂化
B．CH与NH3、H3O＋的立体构型均为正四面体形
C．CH中的碳原子采取sp3杂化，所有原子不都共面
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
【答案】A
【解析】CH3—NH2碳原子采取sp3杂化，A正确；CH与NH3、H3O＋三者均为三角锥形，B错误；CH中C的价电子对数为3，为sp2杂化，平面三角形，C错误；CH3OH中不含离子键，D错误。
11．(2021·天津高二检测)用短线“—”表示共用电子对，用“”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为。则以下叙述错误的是( )
A．R为三角锥形 B．R可以是BF3
C．R是极性分子 D．键角小于109°28′
【答案】B
【解析】在中含有3个单键和1对孤电子对，价层电子对数为4，空间上为三角锥形，A正确；B原子最外层含有3个电子，BF3中B原子形成3个共价键，B原子没有孤电子对，所以R不是BF3，B错误；R分子的结构不对称，R是极性分子，C正确；三角锥形分子的键角为107°，键角小于109°28′，D正确。
12．（2021·全国·）下列“类比”结果不正确的是
A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备
B．的分子构型为V形，则的分子构型为V形
C．纯水的电离，则液氨的电离
D．通入溶液中无沉淀生成，则通入溶液中也没有沉淀生成
【答案】D
【详解】
A．浓硫酸与NaCl微热制备HCl，则浓硫酸与微热可制备，均为不挥发性强酸制挥发性酸的反应，A不符合；
B．、的中心原子价层电子对数为2+2=4，孤电子对数均为2，因此分子构型都为V形， B不符合；
C． 水与氨分子内部均存在强极性键、所含氢原子都是活泼氢原子、水分子与氨分子均能结合氢离子，纯水的电离，则液氨的电离，C不符合；
D． 通入溶液中不发生复分解反应、无沉淀生成，二氧化硫水溶液具有明显酸性、此时硝酸根离子具有强氧化性，则通入溶液中发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀， D符合；
答案选D。
13．（2021·陕西·武功县普集高级中学）氯化亚硫()是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的空间结构和中心原子()采取何种杂化方式的说法正确的是
A．三角锥形、 B．平面三角形、
C．平面三角形、 D．三角锥形、
【答案】A
【详解】
根据VSEPR，的中心原子S原子的价层电子对数为，中心原子采用采用杂化，其中S原子含有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，故选A。
14．下列说法中正确的是( )
A.PCl3分子是三角锥形,这是因为磷原子是sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
【答案】C
【解析】PCl3分子的价层电子对数为4,因此PCl3分子中磷原子为sp3杂化,A项错误;sp3杂化轨道是由原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道重新形成的能量相等、成分相同的4个轨道,B项错误;sp3杂化所得到的VSEPR模型为四面体形,C项正确;PCl3分子中1对孤电子对占据了一个杂化轨道,因此PCl3分子是三角锥形,D项错误。
15．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或者离子的空间结构的相关描述正确的是 ( )
选项
分子式
中心原子
杂化方式
价层电子
对互斥模型
分子或离子
的空间结构
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
NF3
sp2
四面体形
平面三角形
D
N
sp3
正四面体形
正四面体形
【答案】D
【解析】SO2分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,分子的空间结构为V形,A项错误;HCHO分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,分子的空间结构为平面三角形,B项错误;NF3分子中的中心原子杂化方式为sp3杂化,价层电子对互斥模型呈四面体形,分子的空间结构为三角锥形,C项错误。
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题3分,共15分)
16．已知M元素原子的价层电子排布式为3s23p1,短周期元素L的原子最外层p轨道为半充满状态,下列叙述错误的是( )
A.M为金属元素,L为非金属元素
B.M与L为同周期元素
C.L的电负性大于M
D.M的第一电离能大于L
【答案】BD
【解析】由已知信息可得M为铝元素,L为氮元素或磷元素,故A、C项均正确,B错误。第一电离能:N>P>Al,故D项错误。
17．图中三条曲线表示C、Si、P元素四级电离能的变化趋势。下列说法正确的是( )
A.电负性:c>b>a
B.最简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.第五电离能:a>c>b
D.最简单氢化物的沸点:a>b>c
【答案】C
【解析】根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律,结合电离能变化规律可知,a、c为同一主族元素,则a是碳元素,b是磷元素,c是硅元素。元素的非金属性越强,其电负性就越大,由于元素的非金属性:C>Si,所以元素的电负性:C>Si,A错误;元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性:C>Si,所以最简单氢化物的稳定性:C>Si,B错误;C、Si失去4个电子后达到稳定状态,能量更低,再失去1个电子消耗能量大,故第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后最外层为3s1状态,第四电离能与第五电离能相差不大,所以元素的第五电离能:C>Si>P,C正确;对于组成与结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点就越高,由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4且PH3是极性分子,所以最简单气态氢化物的沸点:PH3>SiH4>CH4,D错误。
18．如表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.最简单氢化物的熔、沸点:WH3
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,X为N元素、W为P元素、Y为S元素、R为Ar元素、Z为Br元素。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;NH3分子间存在氢键,C正确;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能W—H
表1
分子
熔点/℃
沸点/℃
常温时在水中的溶解度
CO
-205.05
-191.49
2.3 mL
N2
-210.00
-195.81
1.6 mL
表2
化学键
C—O
CO
C≡O
键能/(kJ·mol-1)
351
745
1 071.9
化学键
N—N
NN
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
193
418
946
A.CO与N2的价层电子总数相等
B.由表2可知,CO的活泼性不及N2
C.由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,这是因为CO分子间作用力小于N2
D.由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性
【答案】BC
【解析】CO与N2的价层电子总数均为14,A正确;CO与N2分子结构相似,一个CO分子中含有2个π键,根据表中键能知,CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·mol-1-745 kJ·mol-1=326.9 kJ·mol-1,N2中第一个π键的键能约为946 kJ·mol-1-418 kJ·mol-1=528 kJ·mol-1,CO中第一个π键的键能较小,所以CO的第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂,所以一氧化碳比氮气活泼,B错误;由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,说明CO分子间作用力大于N2,C错误;水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性,D正确。
20．如表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.最简单氢化物的熔、沸点:WH3
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,X为N元素、W为P元素、Y为S元素、R为Ar元素、Z为Br元素。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;NH3分子间存在氢键,C正确;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能W—H
三、非选择题(本题包括5个小题,共55分)
21．(11分)(2021·山东章丘四中高二月考)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝__________，原子中能量最高的是__________电子。
(2)B元素的－1价离子和C元素的＋1价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为__________，C的元素符号为__________。
(3)D元素的＋3价离子的3d轨道为半充满状态，D的元素符号为__________，其基态原子的核外电子排布式为__________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为__________，其基态原子的核外电子排布式为__________________________________________________________。
【答案】 (1)2 2p (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
【解析】(1)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以A元素的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知A是N；根据构造原理可知氮原子核外电子中2p电子能量最高。
(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，D为26号元素Fe。
(4)由题可知基态E原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
22．(10分)下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式: 。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 。
(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是 (填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是 (填元素符号)。
(Ⅱ)
【答案】(每空2分)(1)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
(2)电子从能量较高的原子轨道跃迁到能量较低的原子轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d能级为半充满状态,比较稳定
(4)2 (5)Al
【解析】(1)由元素在元素周期表中的位置可知n为钾元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量。
(4)第三周期元素中电负性最大的元素是Cl,第三周期元素形成的单质只有Cl2和Ar在常温下是气态,Cl2的相对分子质量大于Ar,故Cl2的熔点高于Ar。
23．(12分)X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素,原子序数依次增大,其相关结构或性质信息如下表所示。
元素
结构或性质信息
X
其原子最外层电子数是内层电子数的2倍
Y
基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1
Z
非金属元素,其单质为固体,在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰
M
单质在常温、常压下是气体,基态原子的M层上有1个未成对的p电子
Q
其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料
(1)Q元素基态原子的电子排布式是 。
(2)比较Y元素与氧元素的第一电离能: > (填元素符号);X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂,其分子中的σ键和π键数目之比为 ,该化合物 溶于水(填“易”或“难”)。
(3)Y的最简单氢化物分子中含有 共价键(填“极性”或“非极性”,下同),是 分子,该氢化物易液化,其原因是 。
(4)M的气态氢化物和氟化氢相比(填写化学式,并从微粒间作用力的角度分析原因),稳定性强的是 ,其原因是 ;沸点高的是 ,其原因是 。
【答案】(除有标注的外,每空1分)(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)
(2)N O(两空共1分) 1∶1(2分) 难
(3)极性 极性 氨分子间可以形成氢键
(4)HF H—F的键能大于H—Cl HF HF分子间可以形成氢键
【解析】根据题意推知X、Y、Z、M、Q分别是C、N、S、Cl、Fe元素。
(1)铁原子核外有26个电子,基态原子的电子排布式是[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)N原子的2p能级是半充满状态,较稳定,因此第一电离能:N>O。X和Z形成的化合物XZ2为CS2,根据结构式SCS可知,分子中σ键和π键数目之比为1∶1,且为非极性分子;根据“相似相溶”规律可判断CS2难溶于水。
(3)Y的最简单氢化物为NH3,N—H是极性共价键,分子结构呈三角锥形,结构不对称,为极性分子;氨气易液化的原因是氨分子间可以形成氢键。
(4)由于H—F的键能大于H—Cl,故氢化物的稳定性:HF>HCl;由于HF分子间可以形成氢键,故其沸点比HCl的高。
24．(11分)卤族元素形成的单质和化合物有很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
(1)卤族元素位于元素周期表的 区;溴的价层电子排布式为 。
(2)在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的,使氢氟酸分子缔合的作用力是 。
(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断,还原性最强的卤素原子是 (写出名称)。
元 素
氟
氯
溴
碘
第一电离能/(kJ·mol-1)
1 681
1 251
1 140
1 008
(4)已知下列5种羧酸:
①CF3COOH ②CH3COOH ③CH2FCOOH
④CH2ClCOOH ⑤CH3CH2COOH
其酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
(5)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。则1 mol H3BO3形成的晶体中有 mol氢键。
硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸
B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4]-和H+,则[B(OH)4]-的空间结构为 ,其中B原子的杂化方式是 。
【答案】[(1)(2)(3)每空1分,(4)(5)每空2分]
(1)p 4s24p5 (2)氢键 (3)碘 (4)①>③>④>②>⑤ (5)3 正四面体形 sp3
【解析】(3)由表中数据可知,碘的第一电离能最小,即碘失去电子能力最强,其还原性最强。
(4)F原子吸电子能力大于Cl,烃基是推电子基团,烃基中碳原子数越多,其推电子能力越弱,故5种羧酸酸性由强到弱的顺序为①>③>④>②>⑤。
(5)由硼酸片层结构图可以看出,每个硼酸分子可以形成6个氢键,由于氢键存在于分子之间,故1 mol硼酸形成的晶体中有3 mol氢键。在[B(OH)4]-中,B原子价层电子对数为4,无孤电子对,故[B(OH)4]-是正四面体结构,B原子采取sp3杂化。
25．(11分)(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间结构是 ;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是
N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1
若该反应中有4 mol N—H断裂,则形成的π键有 mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4与硫酸铵化合物类型相同,则N2H6SO4晶体内不存在 (填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.范德华力
(2)第ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
①H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的空间结构为 ,SO32-的空间结构为 。
②H2SeO3的分别为2.7×10-3和2.5×10-7,H2SeO4第一步几乎完全电离,为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因 。
【答案】(除有标注的外,每空1分)(1)①三角锥形 sp3 ②3 ③c(2分)
(2)①强 平面三角形 三角锥形 ②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+(3分)
【解析】 (1)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化，其分子的空间构型为Ⅴ形。N2H4的结构为H2N—NH2，相当于2个氨基，所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。
②1个N2H4分子含有4个N—H键，即4 mol N—H键断裂同时生成1.5 mol N2，N2的结构式为N≡N，含1个σ键和2个π键，所以会形成3 mol π键。
③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体，N2H62+和SO42-之间存在离子键，N2H62+中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，N和N之间形成共价键，SO42-中S和O之间形成共价键，不含范德华力。
(2)①Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H＋，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO32-中S原子采取sp3杂化且有3个配位原子，故其立体构型为三角锥形。②H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，Se的正电性更高，导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。
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