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物质结构与性质(B卷)　
(满分:100分)
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共用电子使其价层电子数达到8,H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是 (　　)
A.NH3、BF3、B中只有BF3是缺电子化合物
B.BF3、B中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3
C.BF3与NH3反应时有配位键形成
D.B的键角小于NH3
2.已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.X的氢化物具有还原性
B.简单气态氢化物的热稳定性:Y>Z
C.简单离子半径:Z>Y>W>X
D.W无最高正价
3.20世纪末,科学家发现海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体,一种天然气水合物中平均46个H2O分子构成8个笼,每个笼可以装1个分子,假设其中6个笼中装CH4分子,2个笼中装N2分子,结构如图所示。
下列说法错误的是 (　　)
A.低温低压有助于形成天然气水合物
B.该天然气水合物的组成可表示为3CH4·N2·23H2O
C.该天然气水合物中,m(H2O)∶m(CH4)=69∶8
D.可燃冰可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的
阅读下列材料,完成4~6题:
元素周期表中第ⅥA族元素及其化合物应用广泛。H2S(燃烧热为562.2 kJ·mol-1)是一种易燃的有毒气体,可制取各种硫化物;硫酸、硫酸盐是重要化工原料;硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化工试剂,常作氯化剂或氯磺化剂。硒(34Se)和碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景,工业上以精炼铜的阳极泥(含CuSe)为原料回收Se,电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。
4.下列说法正确的是 (　　)
A.H2O2是非极性分子
B.SO3中的∠O—S—O与S中的相等
C.基态Se原子核外价层电子排布式为4s24p4
D.ⅥA族元素简单氢化物的沸点从上到下依次增大
5.下列化学反应表示正确的是 (　　)
A.Cu和浓硫酸反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
B.H2S完全燃烧:2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 124.4 kJ·mol-1
C.电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应:Te+4e-+6H+===Te+3H2O
D.SO2Cl2遇水强烈水解生成两种酸:SO2Cl2+2H2O===4H++S+2Cl-
6.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 (　　)
A.硫化钠具有还原性,可用作Hg2+沉淀剂
B.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥二氧化硫
C.硫黄为淡黄色固体,可用作制硫磺皂
D.二氧化硫具有氧化性,可用于漂白纸浆
7.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描述了BF3、NH3、H2S、O2、CH3COOH、SOCl2等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是 (　　)
A.NH3中心原子为sp3杂化,BF3中心原子为sp2杂化
B.BF3和NH3都属于非极性分子
C.所有分子都只存在σ键,不存在π键
D.H2S、O3分子的空间结构为直线形
8.化合物M是一种新型超分子晶体材料,由X、Y(18-冠-6)、HClO4以及CH3COCH3为溶剂反应制得(如图所示)。下列叙述正确的是 (　　)
A.组成M的元素均位于元素周期表p区
B.M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装
C.M的阴离子Cl的空间结构为正方形
D.M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为sp3
9.高纯度的铁可以使用氢还原高纯度的氧化铁或直接用五羰基合铁[Fe(CO)5](熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃)热分解制得。实验室可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,K4[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+。下列有关说法正确的是 (　　)
A.Fe位于元素周期表的第ⅧB族
B.K3[Fe(CN)6]中铁元素核外有5个未成对电子
C.Fe(CO)5晶体是离子晶体
D.若K4[Fe(CN)6]受热分解的产物之一的晶胞结构如图所示,则其化学式为Fe4C3
10.短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大。W的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且前者离子半径稍大,X原子的核外电子总数等于Y原子的次外层电子数,探究Y单质的性质实验中常用刀切取Y单质以控制其加入量,X与Z同主族。下列说法错误的是 (　　)
A.原子半径:Y>R
B.含氧酸的酸性:R>Z
C.简单氢化物的沸点:X>Z
D.W、X、Z、R均可与Y形成离子化合物
11.处于相同短周期的主族元素原子W、X、Y、Z构成的一种阴离子的结构如图所示,X的基态原子核外3个能级上均有电子,且每个能级上的电子数相等,Y原子的最外层电子数等于内层电子数的3倍,四种原子的最外层电子数之和为20。下列说法正确的是 (　　)
A.第一电离能:Z>Y>X>W
B.X的氢化物的熔、沸点一定小于Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
D.WZ3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
12.某蓝色晶体的结构单元如图所示(处于部分立方体中心的K+未标出),若紧邻的Fe2+、Fe3+之间的距离为a pm,下列叙述错误的是 (　　)
A.该晶体的化学式为KFe2(CN)6
B.Fe2+或Fe3+处于CN-所形成的正六面体空隙
C.最邻近的CN-之间的距离是a×10-3 nm
D.晶胞中K+连接起来形成正四面体
13.钙钛矿是以俄罗斯地质学家Lev Perovski的名字命名的,最初单指钛酸钙,晶胞结构如图(a),此后,把结构与之类似的晶体(化学式与钛酸钙相似)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的晶胞结构如图(b)所示,其中A为CH3N,另外两种离子为I-和Pb2+。
下列说法错误的是 (　　)
A.图(a)晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有6个
B.图(b)中X为I-
C.CH3N中含有配位键
D.钛酸钙的化学式为CaTiO3
14.白磷(P4)是一种重要的单质,其分子结构及晶胞结构(晶胞棱长为a nm)如图所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。
下列说法错误的是 (　　)
A.白磷难溶于水,易溶于CS2
B.(0,0,0)和(,0,)是白磷晶胞中P的两个原子分数坐标
C.白磷晶体中1个P4分子紧邻12个P4分子
D.白磷晶体密度ρ= g·cm-3
15.石墨是层状结构,许多分子和离子可以渗入石墨层间形成插层化合物。Li+插入石墨层中间形成晶体的结构如图1,晶体投影图如图2。若该结构中C—C键长为a pm,碳层和锂层相距d pm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是 (　　)
A.石墨的二维结构中,每个碳原子的配位数为3
B.该插层化合物的化学式为LiC6
C.该插层化合物中同层Li+与Li+间最短距离为3a pm
D.该插层化合物的密度为×1030 g·cm-3
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)元素周期表中部分元素的相对位置如图所示,请根据所学知识回答下列问题:
(1)(3分)基态H原子价层电子排布式为　　　　　　;
基态A原子核外电子占据的能量最高的能级的电子云轮廓图为　　　　　　;图中位于ds区的元素的名称为　　　　　　。
(2)(4分)JB是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料,其熔点为1 700 ℃。在室温下,JB不溶于水、酸和碱,而在热的NaOH溶液中可以缓慢溶解并生成有刺激性气味的气体。
①JB的晶体类型是　　　　　　。
②写出JB与热的NaOH溶液反应的离子方程式:　　　　　 　　　　　　。
(3)(4分)A、B、C三种元素的最简单氢化物的热稳定性由强到弱的顺序是　　　　　　(用化学式表示)。F的单质遇过量B的最简单氢化物有白烟生成,发生反应的化学方程式为　　　　　　 　　　　　　。
(4)(2分)图中所列元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是　　　　　　(填化学式),含该元素的化合物的焰色试验的焰色为　　　　　　色。
17.(14分)开发新型储氢材料是氢能源利用的重要研究方向之一。请回答下列问题:
(1)(6分)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti3+的电子排布式为　　　　　　;Li和B的原子半径大小关系为Li　　　　　　(填“>”“<”或“=”)B。
②另有一种含钛元素的新型材料,其理论结构模型如图1所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型为　　　　　　。
(2)(4分)氨硼烷(NH3BH3)是优良的储氢材料,少量氨硼烷可由硼烷(B2H6)和NH3合成。
①NH3BH3中　　　　　　(填“存在”或“不存在”)配位键。
②B、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　。
(3)(4分)金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。某储氢材料是短周期金属元素R的氢化物。R的部分电离能(用I1、I2……表示)如表所示:
元 素 电离能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 I5
R 738 1 451 7 733 10 540 13 630
①该金属元素是　　　　　　(填元素符号)。
②若该氢化物的晶胞结构如图2所示(有4个H位于晶胞的面上,其余H位于晶胞内),已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的体积为　　　　　　　cm3 (用含ρ、NA的代数式表示,其中NA为阿伏加德罗常数的值)。
18.(14分)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为[Ni(CN)x(NH3)y]·zC6H6的笼形包合物四方晶胞部分结构如图所示(H原子未画出)。晶胞参数为a=b≠c,α=β=γ=90°。回答下列问题:
(1)(2分)基态Ni2+的价电子排布式为　　　　　　。
(2)(3分)晶体中有　　　　　　种化学环境的镍离子;x∶y=　　　　　　;当z=0.5时,1 mol晶胞可以俘获　　　　　　 mol苯分子。
(3)(5分)NH3、H2O、C6H6的键角由大到小的顺序为　　　　　　(1分)(填化学式);常温常压下BiH3为无色气体,其固体的晶体类型为　　　　　　(1分);沸点:NH3　　　　　　(1分)(填“>”“<”或“=”)PH3;BiH3的沸点高于NH3,原因是　　　　　　 　　　　　　(2分)。
(4)(4分)吡咯()替代苯也可形成类似的笼形包合物。吡咯分子所有原子处于同一平面,则吡咯中N原子的价层孤电子对占据　　　　　　(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
吡咯与NH3相比,结合质子的能力较　　　　　　(填“强”或“弱”)。
19.(14分)物质的光学性质在科研中有重要的用途。回答下列问题:
Ⅰ .一种比率光声探针M与Cu2+配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如下所示:
(1)(4分)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为　　　　　　(1分),M中键角F—B—F　　　　　　(1分)BF3中键角F—B—F(填“>”“<”或“=”);基态Cu2+的价层电子中,两种自旋状态的电子数之比为　　　　　　(2分)。
(2)(4分)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较大的为　　　　　　,原因是　　　　　　 　　　　　　。
Ⅱ .铪(Hf)的卤化物八面体离子是构建卤化物钙钛矿的基本发光单元,其构建的某晶胞结构如图所示。
(3)(4分)该晶胞中K+的配位数为　　　　　　,阴离子形成的八面体空隙有　　　　　　个。
(4)(2分)该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Hf-Hf最近距离为　　　　　　 nm。
物质结构与性质(B卷)
1.答案　D
解析　NH3的电子式为H︰︰H,符合路易斯结构,BF3的电子式为,B原子价层电子数为6,不符合路易斯结构,B的电子式为,符合路易斯结构,只有BF3是缺电子化合物,故A项正确;BF3的中心原子B的价层电子对数为3+×(3-1×3)=3,则B原子的杂化方式为sp2;B×(3+1-4×1)=4,则B原子的杂化方式为sp3,故B项正确;BF3与NH3反应时,NH3中N原子上有孤电子对,BF3中B有空轨道,可形成配位键,故C项正确;B和NH3的中心原子均为sp3杂化,B的中心原子上无孤电子对,NH3的中心原子上有一个孤电子对,根据价层电子对互斥理论,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则B的键角大于NH3,故D项错误。
2.答案　A
解析　由题给图像和信息可知,X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,W、Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,结合原子序数和原子半径大小关系可知,X为Na W为N,Y为S,Z为Cl。NaH中H为-1价,具有还原性,A项正确;元素非金属性越强,其简单气态氢化物的热稳定性越强,Cl的非金属性强于S,则简单气态氢化物的热稳定性:HCl>H2S,B项错误;电子层数不同的离子,电子层数越多,离子半径越大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,原子核对核外电子吸引力越强,离子半径越小,则离子半径:S2->Cl->N3->Na+,C项错误;W的最高正价为+5,D项错误。
3.答案　A
解析　由题干信息“海底和大陆冰川或永久冻土底部存在大量天然气水合物晶体”可知,高压、低温有助于形成天然气水合物,A错误;由题意可知,可燃冰中若有46个H2O分子,则同时有6个CH4分子和2个N2分子,三种分子的个数比为46∶6∶2=23∶3∶1,则其组成可表示为3CH4·N2·23H2O,B正确;由该天然气水合物的组成可知,m(H2O)∶m(CH4)=(18×23) g∶(16×3) g=69∶8,C正确;可燃冰可看作由水和甲烷等分子通过分子间作用力形成的,分子间作用力不是共价键,D正确。
4.答案　C
解析　H2O2分子中,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;由价层电子对互斥模型可知,SO3的中心原子S的孤电子对数为=0、价层电子对数为3+0=3,S为sp2杂化,SO3的空间结构为平面正三角形,∠O—S—O为120°;S=1、价层电子对数为3+1=4,S为sp3杂化,S的空间构型为三角锥形,所以SO3中的∠O—S—O与S中的不相等,B错误;Se是第34号元素,基态Se原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,价层电子排布式为4s24p4,C正确;H2O分子间能形成氢键,导致其沸点高于H2S,D错误。
5.答案　A
解析　Cu和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,A正确;燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,因此表示H2S完全燃烧的热化学方程式为H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(l)　ΔH=-562.2 kJ·mol-1,B错误;电解强碱性电解质溶液的电极反应式中不能出现H+,电解时,阴极发生还原反应,因此电解强碱性Na2TeO3溶液的阴极反应为Te+4e-+3H2O===Te+6OH-,C错误;SO2Cl2中S元素为+6价,因此SO2Cl2遇水强烈水解生成硫酸和盐酸,反应的离子方程式为SO2Cl2+2H2O===4H++S+2Cl-,D错误。
6.答案　B
解析　S2-和Hg2+可结合生成硫化汞沉淀,因此硫化钠可用作Hg2+沉淀剂,与硫化钠是否具有还原性无关,A错误;浓硫酸具有吸水性,可用于干燥二氧化硫,B正确;硫黄可以制硫磺皂,与硫黄的颜色无关,C错误;二氧化硫具有漂白性,可用于漂白纸浆,D错误。
7.答案　A
解析　氨分子中氮原子的价层电子对数为4,氮原子的杂化方式为sp3,三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3,硼原子的杂化方式为sp2,A正确;氨分子属于极性分子,B错误;乙酸分子中存在σ键和π键,C错误;硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2,分子的空间结构为V形,D错误。
8.答案　B
解析　组成M的元素有H、C、N、O、Cl、Br,元素周期表里的第13~18列,即第ⅢA族~ⅦA族和零族元素位于p区(C、N、O、Cl、Br),H位于s区,A错误;根据M的结构可知,M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合而成,体现了超分子的自组装,B正确;M的阴离子Cl(7+1-2×4)=4,Cl的空间结构为正四面体形,C错误;M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为sp2,D错误。
9.答案　B
解析　Fe位于元素周期表的第Ⅷ族,A错误;K3[Fe(CN)6]中Fe为+3价,Fe3+的价层电子排布式为3d5,则核外有5个未成对电子,B正确;由题给信息五羰基合铁[Fe(CO)5]的熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃可知,Fe(CO)5的熔沸点低,是分子晶体,C错误;该晶胞中C原子个数为4×=2,Fe原子个数为8×=1,则该物质的化学式为FeC2,D错误。
10.答案　B
解析　W的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且前者离子半径稍大,则该离子为H-,W为H。Y为短周期主族元素,探究Y单质的性质实验中常用刀切取Y单质以控制其加入量,则Y为Na。Y原子的次外层电子数为8,又X原子的核外电子总数等于Y原子的次外层电子数,则X原子的核外电子总数为8,X为O。Z为短周期主族元素,X与Z同主族,则Z为S。短周期主族元素R的原子序数大于Z的,则R为Cl。原子半径:Na>Cl,A正确;酸性:HClOH2S,C正确;H、O、S、Cl均可与Na形成离子化合物,D正确。
11.答案　A
解析　由题图可知,X形成4个共价键,为第ⅣA族元素;Y形成2个共价键,为第ⅥA族元素;Z形成1个共价键,为H或第ⅦA族元素;W形成4个共价键,且题给阴离子带一个单位负电荷,则W为第ⅢA族元素。X的基态原子核外3个能级上均有电子,且每个能级上的电子数相等,则其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2,X是C(碳元素);Y原子的最外层电子数等于内层电子数的3倍,则Y为O;四种原子的最外层电子数之和为20,则Z、W两种原子的最外层电子数之和为10,又W、X、Y、Z处于相同短周期,则Z为F,W为B。同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第一电离能:F>O>C>B,A正确;碳的氢化物有多种,相对分子质量越大,物质的熔、沸点越高,所以其氢化物的熔、沸点不一定比水的低,B错误;元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性:H2CO3>H3BO3,C错误;BF3分子中,B原子最外层不满足8电子稳定结构,D错误。
12.答案　B
解析　Fe2+、Fe3+占据立方体互不相邻的顶点,则每个立方体上有4个Fe2+、4个Fe3+,根据晶体的空间结构特点,每个顶角上的粒子有属于该立方体,则该立方体中有个Fe3+,CN-位于立方体的棱上,棱上的微粒有属于该立方体,则该立方体中有3个CN-,所以该晶体的阴离子为[Fe2(CN)6]-,由于物质呈电中性,结合题意知有一个K+与之结合,所以该晶体的化学式为KFe2(CN)6,A项不符合题意;CN-处于棱心,由图示知Fe2+或Fe3+处于CN-所形成的正八面体空隙,B项符合题意;最邻近的CN-之间的距离是面对角线长的一半,故最邻近的CN-之间的距离是a×10-3 nm,C项不符合题意;图示结构是晶胞的,即由图示8个立方体构成1个晶胞,结合化学式知晶胞中有4个K+,再根据晶胞可平移的特点和题干信息判断4个K+应处于互不相邻的4个立方体体心,故K+连接起来形成正四面体,D项不符合题意。
13.答案　A
解析　题图(a)的晶胞中,Ca2+位于顶角,其与邻近的3个面的面心上的O2-紧邻,每个顶角参与形成8个晶胞,每个面参与形成2个晶胞,故与每个Ca2+紧邻的O2-有12个,A错误;根据“均摊法”可知题图(b)中有1个A,1个B和3个X,根据晶体呈电中性及A为CH3N可知,B为Pb2+,X为I-,B正确;CH3N中H+提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键,C正确;根据“均摊法”可知题图(a)中Ca2+、O2-、Ti4+的数目分别为1、3、1,故钛酸钙的化学式为CaTiO3,D正确。
14.答案　B
解析　由白磷分子的结构可知P4是非极性分子,H2O是极性分子,CS2为非极性分子,根据“相似相溶”的规律,白磷难溶于水,易溶于CS2,A正确;由晶胞可知,白磷分子位于立方晶胞的顶角、面心位置,故白磷分子正四面体的中心分数坐标为(0,0,0)、(,0,)等,不是P的原子分数坐标,B错误;把白磷分子作为整体进行分析,与一个处于顶角的白磷分子紧邻的白磷分子有12个,C正确;一个白磷晶胞的质量m= g,一个白磷晶胞的体积V=a3×10-21 cm3,故白磷晶体密度ρ= g·cm-3,D正确。
15.答案　D
解析　石墨的二维结构中,距离每个碳原子最近的碳原子数目为3,即每个碳原子的配位数为3,A正确;根据“均摊法”可知,1个晶胞中Li+(位于晶胞棱上)数目为4×=1,C原子(位于晶胞棱上和面上)数目为16×=6,所以该化合物的化学式为LiC6,B正确;同层Li+与Li+间最短距离为晶胞底面棱长,结合题图2及C—C键长为a pm可得,同层Li+与Li+间最短距离为3a pm,C正确;1个晶胞的质量为 g,1个晶胞的体积为3a·3a××2d×10-30 cm3,则该插层化合物的密度为×1030 g·cm-3,D错误。
16.答案　(1)3d54s2　哑铃状　铜　(2)①共价晶体
②GaN+H2O+OH-NH3↑+Ga
(3)HF>NH3>CH4　3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
(4)KOH　紫
解析　由题给周期表可知,A为C、B为N、C为F、D为Al、E为S、F为Cl、G为K、H为Mn、I为Cu、J为Ga,据此分析解题。(1)Mn为25号元素,其基态原子的价层电子排布式为3d54s2。A为C,故基态A原子核外电子占据的能量最高的能级为2p,p能级的电子云轮廓图为哑铃状。元素周期表中第ⅠB族、第ⅡB族为ds区,故图中位于ds区的元素的名称为铜。(2)①由分析可知,B为N,J为Ga,由题干信息可知,GaN的熔点很高,且不溶于水、酸和碱,故GaN的晶体类型是共价晶体。②由题干信息可知,GaN在热的NaOH溶液中可以缓慢溶解并生成有刺激性气味的气体,该气体为NH3,故GaN与热的NaOH溶液反应的离子方程式为GaN+H2O+OH-NH3↑+Ga。(3)由分析可知,A为C、B为N、C为F,且非金属性F>N>C,故A、B、C三种元素的最简单氢化物的热稳定性由强到弱的顺序是HF>NH3>CH4。F为Cl,Cl2遇过量NH3有白烟生成,该白烟为NH4Cl,故发生反应的化学方程式为3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl。(4)元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,同周期从左到右,元素金属性逐渐减弱,同主族从上到下,元素金属性逐渐增强,则图中所列元素中K的金属性最强,故K的最高价氧化物对应水化物(KOH)的碱性最强,K的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)。
17.答案　(1)①1s22s22p63s23p63d1　>　②sp3、sp2、sp　(2)①存在
②N>O>C>B　(3)①Mg　②
解析　(1)①钛的原子序数为22,基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,Ti先失去4s上的2个电子,再失去3d上1个电子形成Ti3+,则基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故r(Li)>r(B)。
(2)①B为缺电子原子,有空轨道,N有孤电子对,NH3BH3中存在配位键。②同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大整体呈增大趋势,N的2p能级为半充满稳定结构,它的第一电离能大于O的第一电离能,故第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B。(3)①R为短周期元素,且其第三电离能剧增,说明R元素原子最外层电子数为2,位于第ⅡA族,且存在第五电离能,则R为Mg。②由题图2知,Mg处于顶角与体心,晶胞中Mg的个数为1+8×=2,H的个数为2+4×=4,故晶胞质量m= g,晶胞体积V= cm3。
18.答案　(1)3d8　(2)2　2∶1　4　(3)C6H6>NH3>H2O　分子晶体　>　BiH3的相对分子质量大,范德华力对沸点的影响超过NH3的分子间氢键　(4)B　弱
解析　(1)Ni是28号元素,基态Ni2+的价电子排布式为3d8。(2)由晶胞结构可知,该晶体中部分Ni原子连着NH3,部分没有连接NH3,有2种化学环境的镍离子;由晶胞结构可知,CN的个数为8×=2,NH3的个数为4×=1,则x∶y=2∶1。当z=0.5时,1个Ni原子对应0.5个苯分子,而晶胞中含有8个Ni原子,则1 mol晶胞可以俘获8×0.5 mol=4 mol苯分子。(3)NH3、H2O中心原子杂化方式都为sp3,且NH3含有1个孤电子对,H2O含有2个孤电子对,则键角:NH3>H2O,C6H6中C原子杂化方式为sp2,键角为120°,NH3、H2O、C6H6的键角由大到小的顺序为C6H6>NH3>H2O;常温常压下BiH3为无色气体,说明其沸点较低,其固体的晶体类型为分子晶体,NH3分子间能形成氢键,则沸点:NH3>PH3,BiH3的沸点高于NH3,原因是BiH3的相对分子质量大,范德华力对沸点的影响超过NH3分子间氢键。(4)吡咯()替代苯也可形成类似的笼形包合物,吡咯分子所有原子处于同一平面,说明N原子和C原子都是sp2杂化,则N原子的价层孤电子对占据未杂化的2p轨道,故选B;NH3中N原子有1个孤电子对,可以结合H+形成配位键,吡咯与NH3相比,结合质子的能力较弱。
19.答案　(1)F>N>C>H　<　5∶4　(2)吡啶　吡啶中氮含有孤电子对,该孤电子对与氢离子形成配位键,导致溶解度增大
(3)4　4　(4)×107
解析　(1)根据规律同主族从上往下元素电负性依次减小,同周期从左往右元素的电负性依次增大可知,H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为F>N>C>H;由题干图示信息可知,M中B周围形成了4个共价键,即B采用sp3杂化,而BF3中B采用sp2杂化,故M中键角F—B—F

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