24.高温下,超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。
如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。
则下列有关说法正确的是( )
A.KO2中只存在离子键
B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有1个K+和1个O2-
C.晶体中与每个K+距离最近的O2-有6个
D.晶体中,所有原子之间都以离子键相结合
25.按F、Cl、Br、I顺序递增的是( )
A.最外层电子数B.第一电离能
C.非金属性D.原子半径
分卷II
二、填空题(共5小题,每小题10分,共50分)
26.在核电荷数1~18的元素中,其单质属于金属晶体的有______________;金属中,密度最小的是________,地壳中含量最多的金属元素是________,熔点最低的是________,既能与酸反应又能碱反应的是________,单质的还原性最强的是________。
27.
(1)某元素的原子序数为33,则:
①此元素原子的电子总数是________;
②有________个能层,________个能级;
③它的电子排布式为_____________________________。
(2)写出下列基态原子或离子的电子排布式:
①S________;②Ca2+________;③Cl-________;④Ni2+________;⑤Ge________;
⑥Mn2+________。
28.单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据:
(1)晶体硼的晶体类型属于________晶体,理由是
________________________________________________________________________。
(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有1个B原子。
通过观察图形及推算,此晶体结构单元由________个B原子组成。
29.A、B都是短周期元素,原子最外层电子排布分别为(n+1)sx、nsx+1npx+3。
A与B可形成化合物C和D。
D溶于水时有气体E逸出,E能使带火星的木条复燃。
请回答下列问题:
(1)比较电离能:
①I1(A)与I2(A)________;②I1(A)与I1(B)________;③I1(B)与I1(He)________。
(2)通常A元素的化合价是________。
对A元素呈现这种价态进行解释。
①用原子结构的观点进行解释:
___________________________________________________
_________________________________________________________________;
②用电离能的观点进行解释:
____________________________________________。
(3)写出D跟水反应的离子方程式:
______________________________。
30.纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等,铜能形成+1和+2价的化合物.回答下列问题:
(1)写出基态Cu+的核外电子排布式:
;C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图,该氧化物的化学式为.
【参考答案】
1.【答案】D
【解析】此配离子的中心原子采取sp3杂化,配位数为4,故空间构型为正四面体型
2.【答案】B
【解析】A,离子晶体的晶格能与离子半径成反比,与电荷成正比,晶格能越大,晶体越先晶出,镁离子和钙离子所带电荷相等,镁离子半径小于钙离子,所以氧化镁的晶格能大于氧化钙,则氧化镁先晶出,故A错误;B,氟化氢水溶液里,氟化氢分子之间、水分子之间、氟化氢分子中的氢原子和水分子中的氧原子之间、水分子中的氢原子和氟化氢分子中的氟原子之间都能形成氢键,所以该溶液中能形成4种氢键,故B正确;
C,中心原子含有4个价层电子对的原子采用sp3杂化,N2H4、H3O+的中心原子含有4个价层电子对,为sp3杂化,CO32﹣中含有3个价层电子对,为sp2杂化,故C错误;
D,白磷分子是正四面体结构,其键角为60°,甲烷分子中键角是109°28′,故D错误;
故选B
3.【答案】B
【解析】根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式:
1s22s22p63s23p63d14s2,由此可知该元素N能层上的电子数为2。
4.【答案】D
【解析】配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道而形成的共价键,可见成键双方都不存在未成对电子,故A,B对,D错;NH4NO3、H2SO4中的NH、SO含有配位键,故C对。
5.【答案】A
【解析】晶体具有固定的熔点,而非晶体不具有固定的熔点。
由图象可知,吸收热量,温度不断升高,则b为非晶体,而a曲线中吸收热量,温度升高,到达熔点,不断吸收热量,温度保持不变,完成熔化过程,晶体全部熔化之后,吸收热量,温度不断升高,则a为晶体,故选A.
6.【答案】A
【解析】因为原子半径C>N>O>F,H原子半径相同,键长由大到小依次为H—C>H—N>H—O>H—F,键长越大键能越小,所以键能由大到小依次EH—F>EH—O>EH—N>EH—C。
7.【答案】C
【解析】A项,晶体类型不同;B项,化学键晶体类型均不同,D项,化学键和晶体类型均不同。
8.【答案】B
【解析】从A项中常温为液体、B项中熔点分别为73.5℃、2.8℃可知,二者均为共价化合物,而不是离子化合物,而共价化合物的溶液也可能导电,也可能与AgNO3反应。
9.【答案】C
【解析】CH≡CH、CO2和BeCl2中的中心原子C和Be都采取sp杂化,分子的空间构型均为直线形,CH≡CH分子中有2个σ键,1个π键;CO2分子中有2个σ键,2个π键;BeCl2分子中有2个σ键,无π键,所以,A,B选项错误,C选项正确;BF3中心原子B采取sp2杂化,分子的空间构型为平面三角形,分子中有3个σ键,无π键,D选项错误。
10.【答案】B
【解析】He原子轨道处于全充满状态,而H处于半充满状态,①错误;Fe2+的价电子构型为3d6,而Fe3+的价电子构型为3d5,3d5属于半充满状态,较稳定,故Fe2+易失电子变为稳定的Fe3+,②正确;[Ar]3d104s1显然符合d轨道全充满状态,为稳定结构,③正确;基态原子获得能量,2s轨道上一个电子跃迁到2p轨道上,而激发态不稳定,易转变为基态,放出能量,④错误。
11.【答案】D
【解析】金属晶体中一定含有金属键;金属晶体中只含有阳离子而没有阴离子,但此选项说的是化合物,含有阳离子的化合物只能是离子化合物,必定含有阴离子;含有金属元素的离子不一定是阳离子,如MnO或[Al(OH)4]-等;金属晶体中也存在非最密堆积型式,如A2型密堆积,配位数只有八个。
12.【答案】D
【解析】ns能级有1个原子轨道,np能级有3个原子轨道,nd能级有5个原子轨道,nf能级有7个原子轨道。
13.【答案】B
【解析】CO2,CH4,CCl4,CS2均为含极性键的非极性分子,H2O为V形分子,HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。
14.【答案】B
【解析】ns2np3处在半充满状态,ns2np6处在全充满状态,均是能量较低的状态,不易失去电子,而ns2np4和ns2np5比较,ns2np4容易失去一个电子变成ns2np3半充满的较稳定状态,因此更容易失去电子,第一电离能最小,故B正确。
15.【答案】D
【解析】根据泡利原理:
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子,3p能级上最多容纳6个电子,3p7违背了泡利原理,则K的核外电子排布应为1s22s22p63s23p64s1。
16.【答案】C
【解析】Na2O2为离子化合物,HC≡CH分子中碳原子间为非极性键。
17.【答案】B
【解析】A项I2是非极性分子,在水中的溶解度小;C项氧族元素中的氧元素,卤素中的氟元素与同族的其他元素的化合价不完全相同;D项,P4O10溶于水后和水反应生成H3PO4,其溶液导电。
18.【答案】C
【解析】电子层结构相同的微粒,核电荷数越大,微粒半径越小,故离子半径:
Na+>Mg2+>Al3+,C项错误。
19.【答案】C
【解析】本题主要考查常见物质的结构和空间构型。
NH3是三角锥形的立体极性分子,A错;CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构,B错;CO2是C原子在2个O原子中央的直线形分子,D错;而水分子是O在两个H中间的“V”形分子,即
,所以,答案为C。
20.【答案】A
【解析】1s轨道和2p轨道的图像分别为
由图像可看出,呈球对称性的为1s原子轨道。
21.【答案】B
【解析】A项,Ar的原子结构示意图为
,第三层为8电子,并不是2n2=2×32=2×9=18电子;C项,Al的第三层为3电子,不是18电子;D项,Cl-和Ar原子的第三层,均为8电子,不是18电子。
22.【答案】C
【解析】A,从它的晶胞中可知,P原子数目8×0.125+6×0.5=4,B原子数目4,所以磷化硼晶体的化学式为BP,磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,所以它属于原子晶体,故A错误;
B,磷化硼晶体是原子晶体,熔点高,但熔融状态下不能导电,故B错误;
C,A和D形成的晶胞中,每个原子最外层均满足8电子稳定结构,原子间以共价键连接,该物质中不存在分子,所以磷化硼晶体是原子晶体,故C正确;
D,A与D组成的化合物晶体中,每个A原子周围连接4个P原子,故D错误.
23.【答案】A
【解析】同类型的分子的键能越大,分子越稳定,而键能的大小取决于键长,键长取决于原子半径。
24.【答案】C
【解析】根据题给信息,超氧化钾晶胞是面心立方晶胞,超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物,阴、阳离子分别为K+、O2-,晶体中K+与O2-间形成离子键,O2-中O—O键为共价键。
作为面心立方晶胞,每个晶胞中含有8×
+
×6=4个K+,1+
×12=4个O2-,晶胞中与每个K+距离最近的O2-有6个。
25.【答案】D
【解析】F、Cl、Br、I的最外层电子数相同,A项错误;F、Cl、Br、I的第一电离能依次减小,原子半径依次增大,非金属性依次减弱,B、C项错误,D项正确。
26.【答案】 Li、Be、Na、Mg、Al Li Al Na Be、Al Na
【解析】金属元素在元素周期表中的位置,一般可根据周期、族和主族序数来推断。
凡是周期序数(原子的电子层数)大于主族序数(原子的最外层电子数)的元素,均为金属元素;若两序数相等的元素一般为既能与酸反应又能与碱反应的金属元素(H例外),但其单质仍为金属晶体,如Be、Al;周期序数小于主族序数的元素一般为非金属元素。
27.【答案】
(1)①33 ②4 8 ③1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p6③1s22s22p63s23p6 ④1s22s22p63s23p63d8
⑤1s22s22p63s23p63d104s24p2 ⑥1s22s22p63s23p63d5
【解析】
(1)核电荷数=原子序数=核外电子数,故此原子的核外电子数为33个;依据构造原理,能量高低顺序为4s<3d<4p,则此元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
28.【答案】
(1)原子 晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为原子晶体,B与C相邻且与Si处于对角线位置,也应为原子晶体
(2)12
【解析】每个三角形的顶点被5个三角形所共有,所以,此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5,每个三角形中有3个这样的点,且晶体B中有20个这样的三角形,因此,晶体B中这样的顶点(B原子)有3/5×20=12个。
29.【答案】
(1)①I1(A)(2)+1 ①钠原子失去一个电子后形成1s22s22p6式的+1价阳离子,原子轨道为全充满状态,该结构体系能量低,极难再失去电子 ②钠原子的第一电离能相对较小,第二电离能比第一电离能大很多倍,所以,通常钠原子只能失去一个电子
(3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
【解析】由s能级最多能容纳2个电子和nsx+1可知,x=1。
由A、B都为短周期元素和(n+1)sx、nsx+1npx+3可知,n=2。
因此,A的电子排布式为1s22s22p63s1,A是钠(Na);B的电子排布式为1s22s22p4,B是氧(O)。
30.【答案】
(1)[Ar]3d10N>O>C
(2)CuO
【解析】
(1)Cu的原子序数为29,价电子排布为3d104s1;C、O、N元素都是第二周期非金属元素,同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,据此答题;
(2)由晶胞示意图可知,1个晶胞中有4个A,B为8×0.125+6×0.5=4个。