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[解析]A、D项,小黑点只表示概率分布;B项,电子在球体内出现机会多,在球体外也出现,但机会较少。
[解析]A和B两个选项都是电子排布式,C和D两个选项都是电子排布图,其中C选项违背了洪特规则。
[解析]由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状光谱中的亮线要少一些,B项错误;气体发光时,若是高压气体发光形成连续光谱,若是稀薄气体发光形成线状光谱,C项错误;甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后,看到的是乙物质的吸收光谱,D项错误。
[解析]同一周期元素从左到右第一电离能呈现增大趋势,但由于p轨道处于全空、半充满或全充满时相对稳定,这使得第ⅡA族、第ⅤA族反常,故第一电离能N>O,Mg>Al,A、B项错误;F的电负性最大,没有正化合价,C项错误。
[解析]A项中电子层上全部为s电子的有H(1s1)、He(1s2)、Li(1s22s1)、Be(1s22s2),不一定在同一周期;B项中3p能级只有一个空轨道的为1s22s22p63s23p2,只有一个未成对电子的为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,一定在同一周期;C项中最外层为2s22p6的原子为Ne,离子可能为阳离子也可能为阴离子,若为阳离子不在同一周期,若为阴离子在同一周期;D项电子排布可能为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2,不一定在同一周期。
[解析]由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p1为Al,②1s22s22p63s23p3为P,③1s22s22p5为F。同周期自左而右,第一电离能增大
,但P原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>Al;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,故第一电离能F>P>Al,即③>②>①,故A正确;同周期自左而右,原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径Al>P>F,即①>②>③,故B错误;同周期自左而右,电负性增大,同主族自上而下电负性降低,故电负性③>②>①,故C错误;Al最高正化合价为+3,P最高正化合价为+5,F没有正化合价,故最高正化合价②>①,故D错误。
[解析]C中,由于p能级有三个轨道,若有一个未成对电子,意味着p轨道有两种电子排布情况,即np5或np1,所以A、B两种元素不一定属于同一族元素。
[解析]X、Y、Z为短周期元素,X原子最外层只有一个电子,则X为H、Li或Na;Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4,则Y有3个电子层,最外层有6个电子,则Y为硫元素;Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍,则Z有2个电子层,最外层电子数为6,则Z为氧元素。Y为硫元素,Y的价层电子排布式为3s23p4,故A错误;Y为硫元素,Z为氧元素,非金属性O>S,非金属性越强,氢化物越稳定,氢化物稳定性Z>Y,故B错误;Y为硫元素,Z为氧元素,第一电离能Y<Z,故C正确;X为H、Li或Na,Y为硫元素,H、Li或Na与硫元素形成的硫化氢属于共价化合物,硫化钠和硫化锂属于离子化合物,故D错误。
[解析]①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,A项正确;①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,B项正确;同一主族元素,电负性从上到下逐渐减小;同一周期,电负性从左到右呈增大趋势
,C项正确;根据电离能变化趋势,最外层应有2个电子,所以与Cl2反应后应呈+2价,D项错误。
[解析]同一能层中p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,错误;基态铁原子外围电子排布式为3d64s2,根据洪特规则电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同,则外围电子排布图为,正确;N原子的2p轨道处于半满,第一电离能大于氧原子,错误;Fe的外围电子排布式为3d64s2,位于元素周期表的d区,错误。
[解析]由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或者Mg元素,因此①不正确,②正确,④不确定;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因p轨道处于全空状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素,③正确。
[解析]除放射性元素外,周期表中元素电负性差别最大的两种主族元素分别为Cs和F,CsF为离子化合物。
13.(1)C<O<N (2)[Ar]3d54s1(3)sp 3∶2
(4)SCN-或N3-(其他合理答案也可)(5)[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
[解析]依题意得X为氢元素,Y的电子排布式为1s22s22p2,为碳元素,W结构示意图为,为氧元素,Z的原子序数介于碳和氧之间,为氮元素,J是铬元素。(1)氮原子2p能级呈半满状态,所以第一电离能反常;(3)乙炔分子为直线形结构,C原子为sp杂化,其中有1个碳碳三键和2个碳氢键,1
个碳碳三键由1个σ键和2个π键构成,碳氢键属于σ键,所以σ键3个,π键2个;(4)该等电子体为阴离子,则1个氮原子得到1个电子与1个氧原子电子数相同,所以与N2O互为等电子体的有N3-;(5)Z、W的氢化物分别为NH3、H2O,按照要求可以顺利写出该化学式。
14.(1)⑨ (2)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(3)1 (4)Si 2
[解析](2)⑨号元素是Fe,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(3)由nsnnpn+1可知n=2,则该元素是N,其最外层成对电子只有1对。(4)第三周期单质熔点最高的元素应是Si;电负性最大的是Cl即图中的2。
课时作业(四十一)
[解析]氨基苯甲酸、羟基***等是含有π键的物质,能够有效地吸收紫外线,故可使人免受伤害。
[解析]向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,生成氢氧化铜蓝色沉淀;继续添加氨水,氢氧化铜与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+配离子,得到深蓝色的透明溶液。反应后溶液中存在大量的[Cu(NH3)4]2+,则[Cu(H2O)4]2+数目减小,错误;B正确;[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,则向反应后的深蓝色溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,错误;在[Cu(NH3)4]2+中,NH3是配体,提供孤对电子,Cu2+是中心离子,提供空轨道,错误。
[解析]乙炔分子中C原子之间存在非极性共价键、C原子和H原子之间存在极性共价键,为共价化合物,A错误;KOH中钾离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在极性共价键,为离子化合物,B
错误;过氧化钠中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、O原子和O原子之间存在非极性共价键,C正确;CaCl2中钙离子和***离子之间只存在离子键,为离子化合物,D错误。
[解析]CO2分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对,为直线形分子,SO2分子中S原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对,为V形分子,NH3分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形,A错误;CO2是直线形分子、NH3分子为三角锥形分子且含有1个孤电子对、硫化氢为V形分子且含有2个孤电子对,且孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力,所以CO2、NH3、H2S的键角依次减小,B正确;H2O2分子中O原子价层电子对个数是4、N2H4分子中N原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论知,O、N原子都采用sp3杂化,C正确;同一周期元素,元素电负性随着原子序数增大而增大,所以C、N、F的电负性依次增大,D正确。
[解析]NF3分子中N原子的价层电子对数为3+12×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,所以分子空间构型为三角锥形,A正确;原子数和价电子数都相同的微粒互为等电子体,N2O与N3-互为等电子体,B正确;叠氮化物与Co3+等形成配合物,如[Co(N3)(NH3)5]SO4,配体为N3-和NH3,所以钴的配位数为6,C错误;离子半径越大,晶格能越小,钾离子半径大于钠离子,所以NaN3的晶格能大,即NaN3的晶格能大于KN3的晶格能,D正确。
[解析]CCl4中4个共价键完全相同,为正四面体结构,CHCl3分子的4个共价键不完全相同,所以不是正四面体,A错误;COCl2分子的结构式为
,中心C原子形成2个单键和1个双键,共3个价层电子对,所以为sp2杂化,B正确;COCl2分子的结构式为,C原子最外层有4个电子,形成4个共用电子对,所以4+4=8,分子中C原子满足8电子结构;Cl原子最外层7个电子,形成1个共用电子对,所以7+1=8,分子中Cl原子满足8电子结构;O原子最外层6个电子,形成2个共用电子对,所以6+2=8,分子中O原子满足8电子结构,C正确;***仿变质,有***化氢生成,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,所以使用前可用AgNO3稀溶液检验***仿是否变质,D正确。
[解析]根据元素在周期表中的位置可知,A是氢元素、B是碳元素、C是氮元素、D是氧元素、X是硫元素、Y是***元素。元素非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,非金属性O>S,所以稳定性H2O>H2S,故A错。CA3分子为NH3,NH3分子中N原子有3个σ键,一个孤电子对,所以NH3分子的立体结构为三角锥形,故B错。N形成的单质为N2,一个氮气分子中含有一个三键,所以氮气分子中σ键与π键个数之比为1∶2,故C正确。B、C、D形成的气态氢化物CH4、NH3和H2O不是等电子体,故D错。
9.(1)> 水分子间存在氢键
(2)
[解析]五种短周期元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大,而A、B同周期,且A、B原子核外均有两个未成对电子,则A、B外围电子排布式分别为2s22p2、2s22p4,故A为C、B为O,B、E同主族,可推知E为S;A、D同主族,故D为Si;C的最外层电子比E的最外层电子少5个,C最外层电子数为1,
原子序数大于氧,故C为Na。
(1)B、E的气态氢化物分别为H2O、H2S,水分子之间存在氢键,而硫化氢分子间无氢键,故水的沸点高于硫化氢的。(2)①含有非极性键的离子化合物为Na2O2等,电子式为,②含有极性键的非极性分子为CO2等,电子式为。
10.(1)⑩ [Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)
(2)sp 分子晶体 (3)③
(4)氨分子与水分子之间可形成氢键且能发生化学反应
[解析]由元素在周期表中的位置可知,①为Be,②为C,③为N,④为O,⑤为Mg,⑥为Al,⑦为S,⑧为Cl,⑨为Fe,⑩为Cu。(1)位于ds区的元素只有⑩,且根据能量最低原理和洪特规则可知Cu基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1。(2)①和⑧形成的化合物为BeCl2,其中铍原子连有两个共价单键,不含孤电子对,所以价层电子对数是2,中心原子以sp杂化成键;⑥和⑧形成的化合物为AlCl3,Al与Cl利用共用电子对形成共价键,所以AlCl3是共价化合物,其晶体类型为分子晶体。(3)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但由于N的2p能级有3个电子,属于半充满状态,较稳定,所以其第一电离能略大于相邻的两种元素,因此第一电离能最大的是③。(4)元素③的简单气态氢化物为NH3,氨气能与水反应,且能与水分子之间形成氢键,所以溶解度比同族其他元素的氢化物大得多。
11.(1)3d64s2 (2)三角锥形 sp3氨分子之间容易形成氢键,分子间的作用力增强离子键、共价键、配位键
(3)ClO3- SO32-(或PO33-)
(4)面心立方堆积 2∶3b3∶2a3
[解析]由题给信息推知,Q为H,X为N,Y为O,Z为Cl,W为Fe。(1)Fe的原子序数为26,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故其基态价层电子排布式为3d64s2。(2)Q、X组成的最简单化合物为NH3,中心原子N的价层电子对数为4,则N为sp3杂化,因含有未成键的孤对电子,故NH3的空间构型为三角锥形;氨分子之间容易形成氢键,分子间的作用力增强,故极易液化;NH5为铵根离子与氢负离子组成的离子化合物NH4H,含有离子键,NH4+的4个N—H键中有一个为配位键,故NH5的化学键类型有离子键、共价键、配位键。(3)Y为O,Z为Cl,两种元素形成三角锥形结构的阴离子,证明该阴离子中心原子为sp3杂化,则阴离子为AB3x-,故Y、Z形成的阴离子化学式为ClO3-;ClO3-原子数为4,总价电子数为26,为三角锥形结构;符合条件的等电子体的化学式为SO32-或PO33-。(4)W为Fe,在图A中为体心立方堆积,其原子配位数为8,在图B中为面心立方堆积,其原子配位数为12,故A、B原子的配位数之比为8∶12=2∶3;A晶胞的密度为(1+8×18NA×56÷a3)g/cm3,B晶胞的密度为(6×12+8×18NA×56÷b3)g/cm3。故A、B两种晶体的密度之比为b3∶2a3。
12.(1)①能量最低原理(或构造原理) s ②sp杂化直线形
(2)①2 ②ACD③非极性
(3)>
[解析](1)①由图中电子轨道排布可知,3s能级未填满就填充3p能级,所以违背能量最低原理
;由表中电离能可知,二者都是第三电离能剧增,化合价均为+2价,都为短周期元素,则A为铍,B为Mg,Mg的价层电子排布为3s2,处于周期表中s区。②BeCl2分子中Be形成2个σ键,杂化轨道数为2,采取sp杂化,没有孤电子对,为直线形。(2)①钛是22号元素,Ti2+核外有20个电子,根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,所以Ti2+基态的外围电子排布式可表示为3d2;BH4-中B原子价层电子对数为4+12(3+1-4×1)=4,且没有孤电子对,所以是正四面体形结构;②NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对,所以其价层电子对数是4,采用sp3杂化,A项正确;相同压强时,氨气分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,所以NH3沸点比PH3高,B项错误;[Cu(NH3)4]2+中,N原子提供孤电子对,所以N原子是配位原子,C项正确;CN-的电子式为,D项正确。③苯、CS2都是非极性分子,根据相似相溶原理知,C60是非极性分子。(3)根据同种元素形成的含氧酸的酸性判断依据,将酸写成(HO)mROn,n值越大,酸性越强。根据结构可知,硫酸(H2SO4)为(OH)2SO2,高碘酸(H5IO6)为(OH)5IO,则酸性H2SO4>H5IO6。
13.(1)
(2)①ad②三角锥形 sp3
(3)< 能形成分子内氢键,使其更难电离出H+
[解析](1)B~F五种元素中,因N价电子排布为2s22p3,2p能级为半充满状态
,较稳定,故N第一电离能异常,第一电离能由小到大顺序为B<C<O<N<F。
(2)①从Q晶体结构可知,无离子键和金属键。
②[H3O]+与NH3是等电子体,空间构型为三角锥形。阴离子中B为sp3杂化。
(3)由于能形成分子内氢键,酚羟基上的氢更难电离,故Ka2(水杨酸)<Ka(苯酚)。
课时作业(四十二)
[解析]离子晶体的性质:一般熔点较高,固体不导电,一般易溶于水,其水溶液或熔融态能导电,A正确;熔点℃,低熔点,液态不导电是共价化合物,是分子晶体,B错误;熔点低,能溶于CS2,是分子晶体,C错误;固态能导电,一般为金属晶体,D错误。
[解析]由于范德华力没有方向性和饱和性,所以分子在堆积成晶体时如果只有范德华力将采取分子密堆积,A项正确;分子晶体的晶格结点是分子而非原子,B项错误;分子晶体的堆积受分子间作用力的影响,与分子内的共价键无关,C项错误。
[解析]在离子晶体中,离子之间的离子键越强,断裂消耗的能量就越高,离子的晶格能就越大,A项正确;在离子晶体中,阳离子的半径越大则周围的空间就越大,所以就可同时吸引更多的阴离子,B项正确;通常情况下,阴、阳离子的半径越小、电荷越多,则离子之间的作用力就越强,该阴、阳离子组成的离子化合物的晶格能越大,C项正确;气态离子形成1mol的离子晶体时所释放的能量叫该离子晶体的晶格能,D项错误。
[解析]硫酸铵晶体中铵根离子和硫酸根离子之间存在离子键,铵根离子内部N和H之间存在共价键,硫酸铵晶体属于离子晶体,不存在分子间作用力