发布时间 : 星期四 文章(新课标地区专用)2020年高中化学模块综合测评(含解析)新人教版选修3更新完毕开始阅读
杂化形式为________，LiAlH4中，存在________(填标号)。 A.离子键
B.σ键 C.π键 D.氢键
(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born－Haber循环计算得到。
(b)
可知，Li原子的第一电离能为________ kJ·mol，O＝O键键能为________ kJ·mol，Li2O晶格能为________ kJ·mol。
(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm(列出计算式)。
解析 (1)基态Li原子能量最低，而电子排布图中D图所示状态为基态。处于激发态的电子数越多，原子能量越高，A中只有1个1s电子跃迁到2s轨道；B中1s轨道中的两个电子一个跃迁到2s轨道，另一个跃迁到2p轨道；C中1s轨道的两个电子都跃迁到2p轨道，故C表示的原子能量最高。(2)Li核电荷数较大，对核外电子的吸引力大，导致其半径小于H。(3)根据价电子对互斥理论，LiAlH4中阴离子AlH4的空间构型是正四面体，中心原子Al采用sp
－
3
＋
－
－3
－1
－1
－1
杂化，LiAlH4中存在离子键和σ键，选择AB。(4)根据图像及第一电离能概念(气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量)，Li原子的第一电离能是520 kJ·mol。O＝O键的键能是249 kJ·mol×2＝498 kJ·mol。结合晶格能概念(气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量)和图中数据可得Li2O晶格能是2 908 kJ·mol。(5)晶胞中11m＋2－－73
Li个数是8、O个数＝8×＋6×＝4，晶胞体积＝(0.4665×10 cm)，晶胞密度＝＝
82V8×7＋4×16－3
－73 g·cm。
NA（0.466 5×10）
答案 (1)D C (2)Li核电荷数较大 (3)正四面体 sp AB (4)520 498 2 908 (5)
8×7＋4×16
NA（0.466 5×10－7）3
＋
3
－1
－1
－1
－1
19.(10分)A、B、C、D、E五种元素，位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大，
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有如下信息：
元素 A B C D E 信息 最外层电子数等于电子层数，常温下其单质为气体 基态原子的L层p轨道上有2个电子 基态原子核外有3个未成对电子 主族元素，原子与B原子的价电子数相同 基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，M层处于全充满状态 请回答下列问题：
(1)B与C相比，电负性较大的是________(填元素符号)，E的核外电子排布式为________。 (2)①B可与A形成B2A4化合物，其含有的π键和σ键的个数比为________； ②C可与A形成C2A4化合物，其中C原子的杂化轨道类型为________；
③B与C可以形成BC，五种元素形成的单质中，与BC互为等电子体的是________。 (3)B的最高价氧化物与D的最高价氧化物的沸点相差较大的原因是_______________________________________________________。
(4)向含有E的溶液中通入C的常见气态氢化物，先产生沉淀，继续通入该气体，沉淀溶解。请
用
物
质
结
构
解
释
沉
淀
溶
解
的
原
因
：
2＋
－
－
2＋
_______________________________________________________。
解析 A、B、C、D、E五种元素，均位于元素周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增大。前四周期元素原子最外层电子数等于电子层数的有H、Be、Al、Ge，而A的单质在常温下为气体，故A是H；B元素基态原子的L层p轨道上有2个电子，则其基态原子核外电子排布式为1s2s2p，则B为C(碳)；E元素基态原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，M层处于全充满状态，则E原子核外电子数＝2＋8＋18＋1＝29，故E为Cu；D为主族元素，D原子与B原子的价电子数相同，且原子序数小于29，则D为Si；C的基态原子核外有3个未成对电子，且原子序数小于14，则其核外电子排布式为1s2s2p，故C为N。(1)一般来说，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大，故电负性：N＞C；Cu
2
2
6
2
6
9
9
2＋
2
2
3
2
2
2
的核外电子排布式为
1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d。(2)①B可与A形成CH2===CH2，其含有的π键和σ键的个数比为1∶5；②C可与A形成NH2NH2，其中N原子的价层电子对数为3＋1＝4，杂化轨道类型为sp；③B与C可形成CN，为14电子离子，五种元素形成的单质中，与其互为等电子体的是N2。(3)碳元素的最高价氧化物为CO2，其为分子晶体；Si元素的最高价氧化物为SiO2，其为共价
－
3
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晶体。(4)向含有Cu的溶液中通入NH3，先生成Cu(OH)2沉淀，通入过量NH3，Cu(OH)2中的Cu
＋
2＋2
提供空轨道，NH3提供孤对电子，形成配位键，生成[Cu(NH3)4]，Cu(OH)2沉淀溶解。
2
2
6
2
6
9
9
2＋
答案 (1)N 1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d
(2)①1∶5 ②sp ③N2 (3)碳元素的最高价氧化物为CO2，其为分子晶体；Si元素的最高价氧化物为SiO2，其为共价晶体 (4)Cu(OH)2中的Cu提供空轨道，NH3提供孤对电子，形成配位键，生成[Cu(NH3)4]，Cu(OH)2沉淀溶解
20.(14分)H、C、N、O、W、Fe、V都是生活与化学工业中常见元素，设NA代表阿伏加德罗常数的值。请回答下列问题：
(1)CH3的空间构型为________；根据等电子原理，NO的电子式为________。
(2)N、Na、Fe、Cu四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是________；Cu在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为________。
(3)钒可用于人工合成二价钒固氮酶(结构如图甲)。钒固氮酶中钒的配位原子有________(填元素符号)。
2＋
＋
3＋
2＋
－
＋
2＋
2＋
3
(4)烟酰胺(结构如图乙)可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1 mol该分子中含σ键的数目为________。
(5)下图为碳化钨晶体的一部分结构，碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙＋固溶体；也称为填隙化合物。在此结构中，其中钨原子有________个，1个钨原子周围距离最近的碳原子有________个，假设该部分晶体的体积为V cm，碳化钨的摩尔质量为M g·mol，密度为b g·cm，则阿伏加德罗常数的值NA可表示为________。
－1
－3
3
(6)12 g石墨烯(结构如图丙)中含有的正六边形的物质的量为________mol；请你预测硅是否容
易形成类似石墨烯的结构，并说明理由
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_______________________________________________________ _______________________________________________________。 解析 (1)CH3中碳原子的价层电子对数＝3＋
＋
－
4＋1－3×1
＝4，含有一对孤对电子，所以空间2
＋
＋
构型为三角锥形；NO与氮气互为等电子体，则根据等电子原理，NO的电子式为[∶N??O∶]。(2)N、Na、Fe、Cu四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数分别是3、0、5、1，所以未成对电子数最多的是Fe；Cu在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为[Cu(H2O)4]。(3)由图可知，钒固氮酶中，N、S均能提供孤电子对，钒的配位原子为S与N。(4)由烟酰胺结构可知，分子中氨基中的N原子形成3个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp杂化，而环中N原子形成2个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp杂化；1个分子中含有4个C—H键、2个N—H键、3个C—C键、2个C—N键、4个双键，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，故1个分子中含有σ键的数目为111
15，1 mol该分子中含σ键的数目为15NA。(5)在此结构中钨原子数目为1＋2×＋12×＋6×
263＝6，以体内钨原子可知，1个钨原子周围距离最近的碳原子有6个；结构中钨原子数目为6、
2
3
2＋
3＋
2＋
＋
3＋
2＋
M g·mol－1M g·mol－13－3
碳原子数目为6，则晶胞的质量为6×－1，则6×－1＝V cm×b g·cm，故
NA molNA mol
6MNA＝。(6)12 g石墨烯中碳原子的物质的量为12 g÷12 g·mol－1＝1 mol，由石墨烯的结构
bV1
图可知，每个碳原子被3个正六边形所共有，则一个正六边形含有6×＝2个碳原子，则含
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有的正六边形数目为1 mol××NA mol＝0.5 NA，物质的量是0.5 mol；Si原子半径比碳原
2子半径大，3p轨道不易重叠形成π键，因此硅不容易形成类似石墨的结构。
答案 (1)三角锥形 [∶N??O∶] (2)Fe [Cu(H2O)4] (3)N、S (4)sp、sp 15NA
＋
3＋
2＋
3
2
(5)6 6 键
(6)0.5 不容易，硅原子半径大于碳原子半径，3p轨道不易重叠形成π
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