第二章《微粒间相互作用与物质性质》检测题
一、单选题(共20题)
1.下列分子的中心原子的杂化轨道类型相同的是
A.CO2与SO2 B.SO3与NH3 C.PH3与BF3 D.C2H4与HCHO
2.下列物质中,酸性最强的是
A. B. C. D.
3.DNA中四种碱基间的配对方式如图(~代表糖苷键,“”代表氢键),下列说法错误的是
A.基态原子的第一电离能:N>O B.与通过配位键形成
C.鸟嘌吟中1号N的杂化类型为 D.鸟嘌吟中N—H键的平均键长大于0.29nm
4.酯在碱性条件下发生水解反应的历程如图,下列说法正确的是
A.反应②为该反应的决速步
B.若用18 OH 进行标记,反应结束后醇和羧酸钠中均存在18 O
C.该反应历程中碳原子杂化方式没有发生改变
D.反应①中OH 攻击的位置由碳和氧电负性大小决定
5.周期表中V1A族元素及其化合物应用广泛。O2是常见的氧化剂和助燃剂。SO2催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一,。Se(硒)是重要的工业原材料与动物体必须营养素,提取Se的主要原材料为电解铜产生的阳极泥。可通过阳极泥硫酸化焙烧提取Se.硫酸化焙烧提取Se的步骤主要分为两步:第一步焙烧,硫酸将单质Se氧化为SeO2,第二步还原吸收,在水中SO2将SeO2转化为单质Se。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.二氧化硫具有还原性,可用作漂白剂
B.硒在光照下导电性显著提高,可用作光敏材料
C.臭氧分子结构为V型,臭氧具有强氧化性
D.硫酸具有强酸性,可用作干燥剂
6.由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了、、、、等众多“分子共和国”中的明星。下列说法错误的是
A.第一电离能大小:C<O<N
B.分子的极性:
C.键能N—N>P—P、N—H>P—H,因此的沸点大于的沸点
D.酸性:
7.下列说法错误的是
A.沸点:邻羟基苯甲酸()<对羟基苯甲酸()
B.根据对角线规则,锂与镁性质相似,锂燃烧生成氧化锂而不是过氧化锂
C.钠的焰色试验呈黄色是原子核外电子跃迁释放能量的结果
D.甲烷分子失去一个,形成甲基阳离子,变化过程中微粒的键角发生了改变,但碳原子的杂化类型没有改变
8.乙炔(HC≡CH)能在Hg(II)催化下与水反应生成CH3CHO,反应历程及相对能垒如图所示。下列说法正确的是
A.过程①中,水分子中的氧原子向Hg2+的空轨道提供孤对电子
B.本反应历程涉及的物质中,CH2=CHOH的稳定性最强
C.本反应历程中,第⑤步反应为吸热反应
D.其他条件不变时,更换其他催化剂可改变由乙炔和水制备乙醛的焓变
9.紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是
A.分子式为C14H14O4 B.能够发生消去反应生成碳碳双键
C.该物质中存在手性碳原子 D.1 mol该物质最多能与 3mol NaOH反应
10.硫化羰(OCS)存在于许多种植物中,杀虫效果显著。它与CO2、CS2互为等电子体,已知C=O键的键能为745 kJ·mol-1,有关硫化羰的说法正确的是
A.分子中有2个σ键和1个π键
B.可推测C=S键的键能大于745 kJ·mol-1
C.OCS中碳原子是采用sp2杂化方式成键的
D.分解温度CS2、OCS、CO2依次由低到高
11.法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物,结构简式如图,下列说法不正确的是
A.该分子中N、O、F的电负性由大到小的顺序为:F>O>N
B.该分子中σ键与π键数目之比为15∶4
C.该分子中所有原子可能在同一平面
D.该分子中C=C键的键能大于C-C键的键能
12.化合物A是一种重要的中间体,也用于医药,其结构如图所示。已知:W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z的某种单质是生命活动中不能缺少的物质,下列说法正确的是
A.元素的第一电离能:Z>Y>X
B.化合物A中Y原子有2种杂化方式
C.最简单氢化物热稳定性:Y
13.利用甲烷催化氧化偶联生成乙烯或乙烷是最重要的催化技术之一,以为光催化剂,光催化甲烷氧化偶联的工作原理图:下列说法不正确的是
A.和属于同系物,中心碳原子VSEPR模型相同
B.VB相当于负极,其电极反应为
C.CB上每消耗,催化剂内必有2mol电子从CB移向VB
D.在反应过程中光催化剂活化了键
14.M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。这五种元素可形成化合物甲,其结构式如图所示,1mol甲含58mol电子。下列说法正确的是
A.Q是五种元素中原子半径最大的 B.水中溶解性:MQ<YZ2
C.XQ3中所有原子均达到8e-稳定结构 D.甲中X、Y、Z均为sp3杂化
15.浏阳花炮闻名中外,其以土硝(主要成分是)、硫黄、炭末为主要原料,采用传统手工技艺制成。下列说法正确的是
A.32g (分子结构为)中含有0.5mol 键
B.钾的焰色试验呈紫色与电子由较低能级跃迁到较高能级有关
C.碳有、、等多种同素异形体
D.的空间结构为平面三角形
16.研究磷的卤化物发现:、固态,和结构分别为和。下列说法错误的是
A.化合物中含有配位键
B.和的VSEPR模型是四面体形
C.和中磷原子的杂化方式相同
D.和结构的差异是因为半径较大,无法形成
17.下列离子方程式符合题意且正确的是
A.在溶液中滴加少量NaClO溶液: HSO+ClO-=SO+H++Cl-
B.在磁性氧化铁粉末中加入足量的稀硝酸:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
C.向含双氧水和氨气的混合液中加入铜粉,得到深蓝色溶液:H2O2+Cu+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
D.在溶液中加入过量NaOH溶液:NH+Al3++4OH-=Al(OH)3↓+ NH3·H2O
18.从化学键的观点看,化学反应的实质是“旧键的断裂,新键的形成”,据此你认为下列变化属于化学变化的是
①对空气进行降温加压
②金刚石变成石墨
③NaCl熔化
④碘溶于CCl4中
⑤HCl溶于水电离出H+和Cl-
⑥电解熔融的Al2O3制取Al
A.②③⑤ B.②⑤⑥ C.②⑥ D.②③⑤⑥
19.下列有关NH3、N、N的说法正确的是
A.NH3能形成分子间氢键 B.N的空间构型为三角锥形
C.硝酸铵中有极性共价键和非极性键 D.NH3中氮原子的杂化方式sp2杂化
20.水分子中存在氢键,氢键的形成赋予物质一些特殊的性质。
水分子中的氢键 冰晶体中的孔穴示意图
下列说法不正确的是
A.水分子间形成氢键,可彼此结合形成,氢键可表示为O—H…O
B.冰中的水分子之间最大限度地形成氢键,每个水分子的两个孤电子对和两个氢原子沿着杂化轨道的方向彼此形成氢键,每1mol冰含有2mol氢键
C.根据冰的升华热为51kJ/mol,冰晶体中范德华力作用能为11 kJ/mol,可推知氢键的作用能为40 kJ/mol
D.羊毛纤维(含蛋白质)水洗后会变形,与氢键有关
二、非选择题(共5题)
21.20世纪初,科学家们才发现原子其实具有复杂的内部结构。而丰富的原子种类也造就了自然界中丰富的物质。
(1)下列化学用语表达正确的是___________(单选)。
A.的球棍模型为
B.乙烯分子中形成键所用的轨道如右图所示
C.基态的简化电子排布式为
D.氯离子的结构示意图为
(2)硫的化合物很多,如、、、等,其中三聚的的结构如图所示(白球为O,黑球为S,黑线表示单键)。下列说法正确的是___________。
A.分子中含有2.5mol键
B.中中心原子S的杂化方式是
C.、分子的VSEPR模型不一样
D.和的电负性大小比较:
(3)乙炔分子中键和键数目之比为 。
(4)下列说法正确的是___________(不定项)。
A.中的键角大于中的键角
B.、、、的第一电离能逐渐减小
C.N原子的最外层电子轨道表示式如图
D.的球棍模型如图
(5)、、的第一电离能由大到小的顺序为 。
(6)与元素同主族的基态原子的最外层电子排布式为 。
22.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识,请你回答下列问题:
(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置: 。
(2)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的核外的价电子排布图: 。其正三价离子的未成对电子数为
(3)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号: 。
(4)日常生活中广泛使用的不锈钢,在其生产过程中添加了某种元素,该元素的价电子排布式为3d54s1,该元素的名称为 。
(5)基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有 种
(6)元素基态原子的M层全充满,N层有且只有一个未成对电子,其基态原子的电子排布式为 ,属于 区元素;[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有 ,,[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为 。
23.N、 P在元素周期表中属于同一族,回答下列问题:
(1)NCl3的VSEPR模型的名称是 ,中心原子的杂化轨道类型是 。
(2)沸点比较:PH3 NH3(填“>”“=” 或“<”),理由是 。
(3)已知: H- H键的键能为436kJ· mol-1, N- H键的键能为391 kJ· mol-1, N≡N键的键能为945.6kJ·mol-1则反应N2+3H2 2NH3生成2 molNH3时,共放热 kJ。
24.sp3杂化与CH4分子的空间构型
(1)杂化轨道的形成
碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道, 个2s轨道和 个2p轨道“混合”,形成 相等、 相同的 个sp3杂化轨道。
4个sp3杂化轨道在空间呈 ,轨道之间的夹角为 ,每个轨道上都有一个未成对电子。
(2)共价键的形成
碳原子的4个 轨道分别与4个氢原子的 轨道重叠,形成4个相同的 键。
(3)CH4分子的空间构型
CH4分子为空间 结构,分子中C—H键之间的夹角都是 。
(4)正四面体结构的分子或离子的中心原子,一般采用sp3杂化轨道形成共价键,如CCl4、NH等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子也是采用 杂化轨道形成共价键的。
25.磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,它的单质和化合物在工农业生产中应用广泛。白磷可通过反应2Ca3(PO4)2+10C→6CaO+P4+10CO获得。完成下列填空:
(1)磷原子的最外层电子排布式是 ,氧原子核外有 种不同运动状态的电子。白磷在空气中露置时间长了会因温度达到着火点而自燃,使白磷升温的热量主要来自 。
(2)N和P在周期表中位于 族,PH3分子的空间构型为 ,是 分子(填“极性”或“非极性”)。下列能说明N和P非金属性相对强弱的是 (填编号)。
a.NH3的稳定性比PH3强 b.NH3的沸点比PH3高
c.硝酸酸性比磷酸强 d.N原子半径比P原子小
铜既能与浓硝酸反应,也能与稀硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将化学方程式表示为:Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O(未配平,不考虑2NO2N2O4)。完成下列填空:
(3)3Cu+10HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O。配平上述化学方程式,用单线桥法标出电子转移方向和数目。
(4)0.3molCu被硝酸完全溶解后,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是 。
参考答案:
1.D
根据价层电子对互斥理论,价层电子对为4对的为sp3杂化,为3对的是sp2杂化,为2对的是sp杂化,价层电子对包括成σ键电子对和孤电子对,成键电子对看中心原子周围结合几个原子,结合几个原子就成几个σ键,孤电子对计算公式为,a是中心原子价电子数目,x是中心原子结合的原子数目,b是成键原子形成稳定结构需要的电子数。
A.CO2是sp杂化,SO2是sp2杂化,故A错误;
B.SO3是sp3杂化,NH3是sp3杂化,故B错误;
C.PH3是sp3杂化,BF3是sp2杂化,故C错误;
D.C2H4与HCHO中的碳原子都是sp2杂化,杂化类型相同,故D正确;
答案选D。
2.C
电负性,羧酸中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子,其酸性最强,故答案选C。
3.D
A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则氮元素第一电离能大于氧元素,故A正确;
B.氨基中氮原子具有孤对电子,能与具有空轨道的氢离子形成配位键,所以能与通过配位键形成,故B正确;
C.由图可知,鸟嘌吟中1号氮原子为形成3个共价键的饱和氮原子,原子的的杂化类型为sp3杂化,故C正确;
D.由图可知,氨基中氢原子与氧原子形成的氢键的键长为0.29nm,氢键不是共价键,是分子间较强的作用力,所以氮氢键强于氢键, 鸟嘌吟中的氮氢键的键长小于0.29nm,故D错误;
故选D。
4.D
A.反应①为慢反应,为该反应的决速步,A错误;
B.从过程看,标记的氧原子最后形成碳氧双键,只能存在为羧酸钠中,B错误;
C.碳原子的杂化从sp2变成sp3,再变成sp2,C错误;
D.反应①中OH 攻击的位置由碳和氧电负性大小决定,攻击点独行较弱在成键后电子云密度较小的碳原子,D正确;
故选D。
5.B
A.二氧化硫能够与有色物质化合生成无色物质,具有漂白性能做漂白剂,与二氧化硫具有还原性无关,A不符合题意;
B.硒是典型的半导体,在光照下导电性显著提高,可用作光敏材料,性质与用途具有对应关系,B符合题意;
C.臭氧中心氧原子以sp2杂化轨道成键,分子结构为V型,但其与臭氧具有强氧化性无关,性质与用途不具有对应关系,C不符合题意;
D.浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,与浓硫酸具有强酸性无关,性质与用途不具有对应关系,D不符合题意;
故选B。
6.C
A.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,N的核外价层电子排布半满,第一电离能最大,故第一电离能大小:C<O<N,A正确;
B.同周期从左往右电负性增大,同主族从上往下电负性减小,结合电负性数值,H的电负性为2.1,B的电负性为2.0,N的电负性3.0,F的电负性4.0,故电负性B<H<N<F,原子电负性相差越大,形成的分子极性越强,故分子的极性:,B正确;
C.键能N—N>P—P、N—H>P—H,因此的稳定性大于的稳定性,与沸点不相关,C错误;
D.电负性F>H,-CF3为吸电子基团,CF3COOH中羧基上的氢原子更容易电离出来,故酸性,D正确;
故选C。
7.D
A.邻羟基苯甲酸()形成分子内氢键,对羟基苯甲酸()形成分子间氢键,沸点:邻羟基苯甲酸()<对羟基苯甲酸(),A正确;
B.根据对角线规则,锂与镁性质相似,锂的金属性比镁弱,锂燃烧生成氧化锂而不是过氧化锂,B正确;
C.钠的焰色试验呈黄色是原子核外电子从较高的轨道跃迁到较低轨道,以光的形式释放能量的结果,C正确;
D.甲烷分子失去一个,形成甲基阳离子,变化过程中微粒的键角发生了改变,碳原子的杂化类型由sp3转化为sp2,D错误;
故选D。
8.A
A.由图可知,过程①中H2O与Hg2+形成配合物,水分子的氧原子具有孤对电子,可向Hg2+的空轨道提供孤对电子形成配位键,A正确;
B.图中CH2=CHOH的能量最高,故其稳定性最弱,B错误;
C.由本反应历程图示知,第⑤步反应为放热反应,C错误;
D.催化剂不能改变反应的焓变,D错误;
故选A。
9.D
A.根据紫花前胡醇的结构简式可知,其分子式为C14H14O4,A正确;
B.紫花前胡醇中与羟基相连碳原子邻位的碳原子上有氢原子,可发生醇的消去反应生成碳碳双键,B正确;
C.该物质中存在手性碳原子,如与羟基相连的碳原子就是手性碳原子,C正确;
D.该物质中含有一个酯基,该酯基水解后生成一个酚羟基也能与NaOH反应,因此1mol该物质最多能与2molNaOH反应,D错误;
故答案选D。
10.D
A.羰基硫结构为S=C=O,分子中有2个σ键和2个π键,A错误;
B.硫的电负性比氧弱,C=S键的键能小于745kJ mol-1,B错误;
C.OCS分子结构为S=C=O,中心原子碳原子的价层电子对数为2,无孤对电子,则中心原子采用sp杂化,C错误;
D.电负性越大,成键的键能越大越稳定,电负性:C<S<O,故分解温度:CS2、OCS、CO2依次由低到高,D正确;
答案选D。
11.C
A. 同周期元素从左到右元素的电负性增强,则该分子中N、O、F的电负性的大小顺序为F>O>N,故A正确;
B. 有机物含有1个C-H、1个C=C、1个C=N、2个C=O、3个N-H、4个C-N、1个C-F、2个C-C键,其中双键含有1个σ键、1个π键,则该分子中σ键与π键数目之比为15∶4,故B正确;
C. 该分子中有2个N原子采用sp3杂化,是四面体结构,所有原子不可能在同一平面,故C错误;
D. 该分子中C=C键的键能大于C-C键的键能,故D正确;
故选C。
12.C
W、X、Y、Z为四种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z的某种单质是生命活动中不能缺少的物质,Z是O元素;W能形成1个共价键,W是H元素;X形成4个共价键,X是C元素;Y能形成3个共价键,Y是N元素,据此分析解题。
A.由分析可知,X为C、Y为N、Z为O,故元素的第一电离能N>O>C即Y>Z>X,A错误;
B.由分析结合化合物A的结构式可知,化合物A是H2NCOONH4,故其中Y原子即N原子均采用sp31种杂化方式,B错误;
C.由分析可知,Y为N、Z为O,由于O的非金属性强于N,故最简单氢化物热稳定性H2O>NH3即Y
故答案为:C。
13.C
A.和都属于烷烃,互为同系物,中心碳原子都为杂化,VSEPR模型都为四面体形,A正确;
B.从图中可看出,VB极吸收光能,使,该过程失电子,故VB相当于负极,其电极反应为,B正确;
C.消耗未标明标准状况,其物质的量不一定为0.5mol,且CB上发生,相当于正极,故电子从VB移向CB,C错误;
D.从图中可看出,VB极吸收光能,使中键断裂,故说明光催化剂活化了键,D正确;
答案选C。
14.D
M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。M的原子序数最小,且在化合物甲中形成一个共价键,则M为H;X、Y、Z、Q为第二周期元素。根据它们在化合物甲中形成化学键的个数可知,X为B(形成了一个配位键),Y为C,Z为O(和B形成一个配位键),Q为F,符合1mol甲含58mol电子。
A.F位于第二周期第ⅦA族,是第二周期元素原子半径最小的(除了稀有气体),故A错误;
B.HF能和水形成氢键,而CO2不能和水形成氢键,所以HF在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度,故B错误;
C.BF3中B原子没有达到8电子稳定结构,B最外层只有6个电子,故C错误;
D.C和B的价层电子对数都是4,且没有孤电子对,均为sp3杂化;O形成了三个σ键,还有一孤电子对,价层电子对数也是4,也是sp3杂化,故D正确;
故选D。
15.D
A.分子为8个S原子以键相连的环状结构,32g 中含有1mol 键,A错误;
B.属元素在焰色试验中产生的颜色与电子由较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时以光的形式释放能量有关,B错误;
C.同素异形体指同种元素形成的结构不同的单质,、、是碳元素的同位素,C错误;
D.中N原子的价层电子对数为3,N原子采取sp2杂化轨道成键,的空间结构为平面三角形,D正确;
故选D。
16.C
A.PCl3中磷原子有1对孤对电子,中硼原子缺电子,中含有P→B配位键,A正确;
B.PCl3和的磷原子价层电子对数均为4,VSEPR模型是四面体形,B正确;
C.中磷原子价层电子对数为4,是杂化,中磷原子价层电子对数为6,不是杂化,C错误;
D.和结构的差异是因为半径较小,可形成,而半径较大,无法形成,D正确;
故答案为:C。
17.C
A.亚硫酸氢钠溶液与少量次氯酸钠溶液反应生成硫酸钠、氯化钠、二氧化硫和水,反应的离子方程式:,A错误;
B.四氧化三铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式:,B错误;
C.向含双氧水和氨气的混合液中加入铜粉,得到深蓝色溶液:H2O2+Cu+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,C正确;
D.硫酸铝铵溶液与过量氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠、偏铝酸钠、一水合氨和水,反应的离子方程式:,D错误;
答案选C。
18.C
对空气进行降温加压、NaCl熔化、碘溶于CCl4、HCl溶于水电离出H+和Cl-都没有新物质生成,没有化学键的破坏和生成,都是物理过程,只有金刚石变为石墨、电解熔融Al2O3有新物质生成,是化学变化。答案选C。
19.A
A.NH3中N的电负性强,能形成分子间氢键,A正确;
B.中N原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,空间构型为正三角形,B错误;
C.NH4NO3中存在极性共价键,但是没有非极性共价键,C错误;
D.NH3中N原子价层电子对数为3+=4,杂化方式为sp3杂化,D错误;
故答案选A。
20.C
A.水分子含有电负性较大的氧原子,水分子间形成氢键,可彼此结合形成(H2O)n,氢键可表示为O-H…O,A正确;
B.如图所示,冰中的水分子之间最大限度地形成氢键;水分子中氧原子呈sp3杂化,则每个水分子的两个孤电子对和两个氢原子沿着sp3杂化轨道的方向彼此形成氢键;根据冰的结构示意图可知,每个水分子通过氢键和4个水分子结合,平均每个水分子含有氢键数目为4=2,即每1mol冰含有2mol氢键;B正确;
C.根据冰的升华热为51kJ/mol,冰晶体中范德华力作用能为11kJ/mol,可推知冰晶体中氢键的总作用能为40kJ/mol,每1mol冰含有2mol氢键,由此推知氢键的作用能为20kJ/mol,C错误;
D.羊毛纤维(含蛋白质)含有大量氢键,水洗会破坏部分氢键,使得织品变形,D正确;
故选C。
21.(1)A
(2)B
(3)3:2
(4)B
(5)Mg>Na>K
(6)5s25p3
(1)A. 的分子构型为V形的球棍模型为,A正确;
B.右图所示肩并肩为π键不是σ键,B错误;
C. 基态的简化电子排布式为,C错误;
D. 是氯原子的结构示意图,D错误;
(2)A. 分子中含有键,A错误;
B. 中中心原子S形成4个σ键,孤电子对数为:,价层电子对数为4+0=4,杂化方式是,B正确
C. VSEPR模型为平面三角形、 VSEPR模型为平面三角形,一样,C错误;
D. 同主族元素随核电荷数增大,电负性减小,和的电负性大小比较:,D错误;
故选B。
(3)三键中有1个σ键,2个π键,因此乙炔分子中σ键和π键数目之比为3:2;
(4)四氯化碳是正四面体结构键角为109°28′,二氧化碳为直线型键角为180°,A错误;同主族元素随核电荷数增大,第一电离能逐渐减小,B正确;不符合洪特规则,C错误;是空间充填模型,不是球棍模型,D错误;
(5)同主族元素随核电荷数增大,第一电离能逐渐减小,同周期元素随核电荷数增大,第一电离能呈现增大趋势,则第一电离能Mg>Na>K;
(6)Sb位于第五周期、第ⅤA族,则其最外层电子排布式为5s25p3。
22. 第四周期第ⅢA族 5 Si或S Cr 3 1s22s22p63s23p63d104s1 ds 离子键、共价键和配位键 正四面体形
(1)Ga在元素周期表中的位置为第四周期第ⅢA族;
(2)原子序数最小的第Ⅷ族元素为Fe,其原子的核外的价电子排布式为3d64s2,电子排布图为,Fe3+的价电子排布为3d5,其中未成对的电子数为5;
(3)3p轨道上有2个未成对电子的元素,则可能是14号元素Si或16号元素S;
(4)该元素的价电子排布式为3d54s1,则该元素的原子序数为24,其元素符号为Cr;
(5)基态原子的4s能级中只有1个电子的元素有[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1,共3种;
(6)元素基态原子的M层全充满,N层有且只有一个未成对电子,则该元素为Cu元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,属于ds区金属;[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、共价键和配位键;[Cu(NH3)4]SO4的外界离子为硫酸根,其中心原子为S,根据VSEPR模型,其中心原子无孤电子对,有4个共价键,故硫酸根的空间构型为正四面体形。
23.(1) 四面体形 sp3
(2) < NH3分子间存在氢键
(3)92.4
(1)根据价层电子对互斥模型可知,NCl3中氮原子含有的孤电子对数是=1,N原子的价层电子对数为3+1=4,则NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形,中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,故答案为:四面体形;sp3;
(2)因NH3分子之间存在氢键,故其沸点比PH3的高,故答案为:<;NH3分子间存在氢键;
(3)反应N2+3H2 2NH3的反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=945.6kJ·mol-1+436kJ· mol-1×3-391 kJ· mol-1×6=-92.4 kJ·mol-1,则生成2 molNH3时,共放热92.4kJ,故答案为:92.4。
24.(1) 1 3 能量 成分 4 正四面体形 109°28'
(2) sp3杂化 1s σ
(3) 正四面体 109°28′
(4)sp3
(1)根据杂化轨道的定义可知,碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道,1个2s轨道和3个2p轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形,轨道之间的夹角为109°28',每个轨道上都有一个未成对电子;
(2)碳原子通过杂化轨道和氢原子形成共价键,碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠,形成4个相同的σ键;
(3)甲烷中C原子的价层电子对数为4,其空间构型为:正四面体形;分子中C—H键之间的夹角都是109°28';
(4)金刚石中的碳原子、晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子的价层电子对数都为4,其中心原子的杂化方式都为:sp3。
25.(1) 3s23p3 8 白磷缓慢氧化释放的热量
(2) VA 三角锥 极性 ac
(3)
(4)0.9mol
(1)磷是15号元素,P原子核外有15个电子,磷原子的最外层电子排布式是3s23p3;氧是8号元素,核外有8个电子,氧原子核外有8种不同运动状态的电子。白磷在空气中露置时间长了会因温度达到着火点而自燃,使白磷升温的热量主要来自白磷缓慢氧化释放的热量。
(2)N和P最外层都有5个电子,在周期表中位于VA族,PH3分子中P原子价电子对数为4,有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,空间结构不对称,是极性分子。
A.气态氢化物越稳定,元素非金属性越强,NH3的稳定性比PH3强,说明N的非金属性比P强,故选a;
B.分子晶体的沸点与分子间作用力有关,与元素非金属性无关,NH3的沸点比PH3高,不能说明N的非金属性比P强,故不选b;
C.元素非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,硝酸酸性比磷酸强,说明N的非金属性比P强,故选c;
D.原子半径与电子层数、最外层电子数有关,N原子半径比P原子小,不能说明N的非金属性比P强,故不选d;
选ac。
(3)铜和浓硝酸反应,铜元素化合价由0升高为+2、硝酸中N元素化合价由+5降低为+4、+2,根据得失电子守恒, NO2、NO的比为3:1,配平方程式为3Cu+10HNO3=3Cu(NO3)2+3NO↑+NO2↑+5H2O。用单线桥法标出电子转移方向和数目为
(4)0.3molCu被硝酸完全溶解后,转移电子0.6mol,表现酸性的硝酸为0.6mol,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则生成NO和NO2都是0.15mol,表现氧化性的硝酸为0.3mol,则参加反应的硝酸的物质的量是0.9mol。