- 元素周期律
- 共62506题
选做题，本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容，请选择其中一题作答，并把所选题目对应字母后的方框涂黑．若两题都作答，将按A题评分．
A．可以由下列反应合成三聚氰胺：
CaO+3C
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：
______．CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O和______（填化学式），由此可以推知CN22-离子的空间构型为______．
（2）尿素分子中C原子采取______杂化．尿素分子的结构简式是______，其中碳氧原子之间的共价键是______（填字母）
A．2个σ键 B．2个π键 C．1个σ键、1个π键
（3）三聚氰胺（
）俗称“蛋白精”．动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸（
）后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过______结合，在肾脏内易形成结石．
（4）CaO晶胞如图A所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为______．CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol．导致两者晶格能差异的主要原因是______．
B．实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯．有关物质的物理性质如下表．请回答有关问题．
Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴浓硫酸．然后安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应．
（1）本实验过程中可能产生多种有机副产物，写出其中两种的结构简式：______、______．
（2）实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，采取的措施是：______、______．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗产品的制备
（1）将乙酸正丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗 ②蒸馏 ③用无水MgSO4干燥 ④用10%碳酸钠洗涤，正确的操作步骤是______（填字母）．
A．①②③④B．③①④②C．①④①③②D．④①③②③
（2）将酯层采用如图B所示装置蒸馏．
1．出图中仪器A的名称______．冷却水从______口进入（填字母）．
2．②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在______左右．
Ⅲ．计算产率
测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成的水体积为1.8mL，假设在制取乙酸正丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸正丁酯的产率______．
正确答案
A（1）与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理，基态的锌原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；与CN22-互为等电子体的分子有N2O和CO2；等电子体具有相同的价电子数、原子总数，结构相似，二氧化碳分子是直线型，所以CN22-离子的空间构型是直线型．
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；CO2；直线型．
（2）CO（NH2）2分子中中心原子C原子上含有三个σ键一个π键，所以空间构型是平面三角形的，碳原子采取sp2杂化，尿素分子的结构简式是
，其中碳氧原子之间的共价键是1个σ键、1个π键
，故选C．
故答案为：sp2，
，C．
（3）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键，所以是通过分子间氢键结合，在肾脏内易形成结石．
故答案为分子间氢键．
（4）以钙离子为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，结合图片知，钙离子的配位数是6；
晶格能大小与离子带电量成正比，CaO晶体中Ca 2+、O 2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量，导致氯化钠的晶格能大于氧化钙的晶格能．
故答案为：6，CaO晶体中Ca 2+、O 2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量．
BⅠ（1）醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成醚或烯烃，所以该条件下，正丁醇能发生分子间脱水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3，也能形成分子内脱水生成正丁烯CH2=CHCH2CH3．
故答案为：CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3；CH2=CHCH2CH3．
（2）实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，使反应向正反应方向移动，所以采取的措施是用分水器及时移走反应生成的水，减少生成物的浓度；使用过量醋酸，提高正丁醇的转化率．
故答案为：用分水器及时移走反应生成的水，减少生成物的浓度；使用过量醋酸，提高正丁醇的转化率．
Ⅱ．（1）因为正丁醇和乙酸都具有挥发性，所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸，第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸；
第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸；
第三步用水洗涤除去碳酸钠溶液；
第四步用无水硫酸镁干燥除去水；
第五步蒸馏，制得较纯净的酯．
故选C．
（2）1起冷凝作用的仪器名称是冷凝管，为防止炸裂冷凝管，水应从下口进上口出．
2根据酯的温度知，温度应控制在126.1℃．
故答案为：冷凝管；下；126.1℃．
Ⅲ．正丁醇的质量=0.810 g/mL×11.5mL=9.315g；冰醋酸的质量=1.049g/mL×9.4mL=9.86g；
先根据方程式判断哪种物质过量，以不足量的为标准进行计算．
理论上9.315g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg，生成1.8g水时同时生成酯的质量是yg．
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
60g 74g 116g 18g
9.315g xg
yg 1.8g
所以x=14.6
y=11.6
乙酸正丁酯的产率=
故答案为79.4%．
下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
试回答下列问题：
(1)以上10种元素中第一电离能最小的是：__________（填编号）。
(2)写出下列有关反应的化学方程式：
①E的单质与1元素的最高价氧化物对应的水化物反应：_____________________；
②H2C2与EC2反应：__________________。
(3)上述E、F、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的是
___________（写分子式）。比元素B原子序数大5的元素基态原子电子排布式是______________。
(4)元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子。其分子中E元素原子以______和
_______杂化成键，分子中共形成_______个σ键，_______个π键。
(5)C和I相比较，非金属性较弱的是____（填元素名称），可以验证你的结论的是下列中的_______（填编号）。
a．气态氢化物的稳定性和挥发性
b．单质分子中的键能
c．两元素的电负性
d．含氧酸的酸性
e．氢化物中X-H键的键长（X代表C和I两元素）
f．两单质在自然界的存在
正确答案
(1)B
(2)①C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O；②2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)PCl3或CCl4；1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d64s1
(4)sp3；sp2；7；1
(5)氮；ce
（三选一）【选修3：物质结构与性质】
碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素。
(1)碳、氮、氧三种元素中，原子核外电子未成对电子数最多的是____________（用元素符号表示）。
(2)尿素[CO(NH2)2]和乙酸(CH3COOH)的相对分子质量均为60，但状态却不同，常温下尿素为稳定的固体，乙酸为易挥发的液体。出现这种现象的原因是______________________________________。
(3)CH4、NH3、H2O三种氢化物分子中的中心原子碳原子、氮原子、氧原子的杂化状态是否相同__________，三种分子中的键角大小顺序是__________（用化学式表示）。
(4)MgO与NaCl晶胞同为面心立方结构，MgO晶胞体积为7.62×10-23cm3，NA=6.02×1023mol-1，那么MgO的晶胞密度为____________g/cm3(保留两位小数，密度=品胞中MgO的质量／晶胞体积)。
正确答案
(1)N
(2)尿素分子形成了大量的分子间氢键，而乙酸中只有极少的分子间氢键
(3)相同；CH4>NH3>H2O
(4)3.49
氧是底壳中含量最多的元素。
（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为______个 。
（2）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为__________________________。
（3）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用________杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为_________。
（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3，NA表示阿伏加罗常数，则CaO晶胞体积为_________cm3
正确答案
（1）2
（2）O-H键、氢键、范德华力；
（3）sp3；H2O中O原子有2对孤对电子，而H3O+中O原子有1对孤对电子，排斥力小。
（4）
决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
(1)已知A和B为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示
A的化合价____（填“>”“<”或“=”）B的化合价。
(2)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似（如左下图所示），其中3种离子晶体的晶格能数据如下表：
则该4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的顺序是：________。 其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有____个。
(3)金属阳离子含未成对电子越多，则磁性越大，磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中，适合作录音带磁粉原料的是____________。
(4)某配合物的分子结构如上图（右）所示，则N原子的杂化方式为__________；基态Ni原子的电子排布式___________。
正确答案
(1)>
(2)TiN>MgO>CaO>KCl；12
(3)CrO2
(4)sp2；[Ar]3d84s2
人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将 被广泛应用的金属被科学家预测是钛(Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。
试回答下列问题：
(1)Ti元素在元素周期表中的位置是第____周期，第____族；其基态原子的价电子层排布为____。
(2)在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定。
①偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图，它的化学式是____；
②已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为 色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为____，绿色晶体中含有的化学键类型是____。
正确答案
(1)四 ；ⅣB ；3d24s2
(2)①BaTiO3 ；②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O ；共价键 、配位键 、离子键
[化学-选修物质结构与性质]
纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域．
单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料．已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
（1）某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如右图所示，
该同学所画的电子排布图违背了______．
（2）根据价层电子对互斥理论，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为______．
（3）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料．已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C60中C-C键长为145～140pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确______，并阐述理由______．
（4）科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体．写出基态钾原子的电子排布式______，该物质的K原子和C60分子的个数比为______．
（5）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______．Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为______．
正确答案
（1）表中A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，说明它们属于ⅡA族，又它们都是短周期元素，且A的第一电离能比B大，因此，A为Be元素，B为Mg元素，图1所示电子排布，根据能量最低原理，最外层两个电子应全排在s轨道上，
故答案：能量最低原理；
（2）A和氯元素形成的简单分子为BeCl2，根据价层电子对互斥理论 n=
故答案：直线形；
（3）尽管C60中C-C键的键能可能大于金刚石，但其熔化时并不破坏化学键，因此比较键能没有意义，
故答案：不正确，C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键；
（4）钾原子的原子序数为21，其电子排布式：1s22s22p63s23p64s1； 在晶胞中，K原子和C60分子的个数比为（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，
故答案：1s22s22p63s23p64s1 3：1；
（5）同一周期，从左到右，电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，因此，原子电负性由大到小的顺序是：N＞C＞Si，根据题意，每个硅形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构．显然，双键数应该是Si原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30．
故答案：N＞C＞Si；30．
根据下列叙述，回答以下问题：
（1）A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半的原子结构示意图．
（2）已知12753I-，它的质子数______、中子数______、质量数______、电子数______．
正确答案
（1）因A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半，说明A元素原子有三个电子层，从内到外每一个电子层上的电子数分别为2、8、4，所以A元素原子的原子序数为14，为硅元素，所以硅原子的原子结构示意图为：
，故答案为：
；
（2）12753I-的质子数53，质量数127，中子数=质量数-质子数=127-53=74，核外电子数=质子数+电荷数=53+1=54，故答案为：52；74；127；54．
氧气是化工生产的重要原料，很多金属和非金属都能和氧气直接作用．
（1）第二周期某种元素形成的氧化物分子中，既含有σ键又含有π键且二者数目相同的物质的结构式为______，其中心原子杂化方式为______．氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为______．氮元素的电负性______（填“＞”、“=”或“＜”）氧，主要原因是______．
（2）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如Cr2O3、Fe2O3、V2O5．基态铬原子外围电子排布式为______．核电荷数比Fe大1的元素在元素周期表中的位置为第______周期______族．
（3）四种同主族元素的氧化物晶体的晶格能数据如下表：
四种氧化物的共熔物冷却时，首先析出的是______．根据表中数据，说明影响上表中晶格能大小的主要因素______．
（4）某种由氧和钾元素形成的化合物，其晶胞结构如右图所示，该晶体的化学式为______．
正确答案
（1）第二周期元素形成的氧化物分子有：CO，CO2，NO、NO2、SO2、SO3等、满足要求的是：O=C=O，有2个σ键和2个π键，由于CO2 是直线型分子，故C原子采取sp 杂化；由于OF2的分子构型与H2O相似，H2O的分子构型为V形，所以OF2的分子构型V形，由于同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以氮的电负性＜氧的电负性，由于氧原子半径比氮原子小，吸S电子能力较强，故氧的电负性大；
故答案为：O=C=O；sp；V形＜氧原子半径比氮原子小，吸电子能力较强，
（2）24号元素铬的电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54s1，外围电子排布式：3d54s1；在元素周期表中第四周期，第Ⅷ族包括Fe、Co、Ni三种元素，故核电荷数比Fe大1的元素Co在元素周期表中仍处于第四周期，第Ⅷ族，
故答案为：3d54s1；四；Ⅷ，
（3）从共熔物冷却时，首先析出的为熔点高的氧化物，而离子晶体中晶格能越大，熔点越高，所以先首先析出的是
MgO，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的离子，从上到下，离子半径逐渐增大，对应氧化物的晶格能在逐渐减少，因此同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
故答案为：MgO；同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
（4）每个晶胞中：K+=8×
甲原子的L层的电子数是K层和M层电子数之和的两倍，甲元素符号为______，它的离子结构示意图为______；乙原子的-2价离子核外共有10个电子，乙离子符号为______．
正确答案
根据题意，甲有3个电子层，分别为K、L、M，根据电子排布规律，K、L层上分别排布了2、8个电子，由“L层的电子数是K层和M层电子数之和的两倍”知，其K、M两个电子层上的电子共有4个，即M层上有2个电子．因此，甲共有2+8+2=12个电子，甲是Mg．Mg易失去2个电子成为离子，即Mg2+共有2个电子层，分别排布的电子数为2、8，即Mg2+的结构示意图为：
；又乙原子的-2价离子核外共有10个电子，说明乙为原子时的电子数为10-2=8，根据核外电子排布规律，乙有2个电子层，分别排布的电子数为2、6，即乙是O，则氧的离子符号为O2-．故答案为：Mg；
；O2-．
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