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题型:简答题
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简答题

物质结构

第四周期元素的单质及化合物在工农业生产中应用广泛.

(1)第四周期元素中,基态原子的最外层只有1个电子的元素中,分别写出属于主族,副族元素各一种元素的核外电子排布式______

(2)无水硫酸铜呈白色,吸水后形成胆矾,呈蓝色.科学家通过X射线测定出胆矾的结构,其结构可用如图表示.

①胆矾晶体中除共价键、配位键,还存在的两种作用力是______

②SO42-离子呈正四面体结构,其中心原子的杂化轨道类型是______

③铜离子形成胆矾中配位离子的离子方程式为______

(3)Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数据如表.据表判断Mn2+和Fe2+再失去-个电子的难易,并从原子结构的角度简述其原因______

正确答案

解:(1)第四周期元素中,基态原子的最外层只有1个电子的元素中,主族是K,其核外电子排布式为[Ar]4s1

副族元素有Cu等.Cu的外电子排布式为[Ar]3d104s1

故答案为:K[Ar]4s1; Cu[Ar]3d104s1  

(2))①由图可知H与O之间存在氢键,铜离子与硫酸根之间存在离子键.

故答案为:氢键 离子键

②由图可知S成4个δ键,SO42-中S的化合价为+6价,最外层电子全部成键,无孤对电子,所以S采取sp3杂化方式

故答案为:sp3

③铜离子与水分子通过配位键形成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+,离子方程式为Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+

故答案为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+

(3)Mn的I3=3248 kJ•mo1-1大于Fe的I3=2957 kJ•mo1-1,所以Mn2+再失去电子比Fe2+更难,原因是Mn2+(3d5)属于较稳定的半充满结构.

故答案为:Mn2+再失去电子比Fe2+更难,原因是Mn2+(3d5)属于较稳定的半充满结构.

解析

解:(1)第四周期元素中,基态原子的最外层只有1个电子的元素中,主族是K,其核外电子排布式为[Ar]4s1

副族元素有Cu等.Cu的外电子排布式为[Ar]3d104s1

故答案为:K[Ar]4s1; Cu[Ar]3d104s1  

(2))①由图可知H与O之间存在氢键,铜离子与硫酸根之间存在离子键.

故答案为:氢键 离子键

②由图可知S成4个δ键,SO42-中S的化合价为+6价,最外层电子全部成键,无孤对电子,所以S采取sp3杂化方式

故答案为:sp3

③铜离子与水分子通过配位键形成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+,离子方程式为Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+

故答案为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+

(3)Mn的I3=3248 kJ•mo1-1大于Fe的I3=2957 kJ•mo1-1,所以Mn2+再失去电子比Fe2+更难,原因是Mn2+(3d5)属于较稳定的半充满结构.

故答案为:Mn2+再失去电子比Fe2+更难,原因是Mn2+(3d5)属于较稳定的半充满结构.

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题型: 单选题
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单选题

电子在原子核外排布时,必须遵循的原则是(  )

①电子排布在同一能级时,总是优先单独占据不同轨道,且自旋方向相同

②电子排布在不同能级时,总是优先占据能量低的轨道,然后再占据能量高的轨道

③电子排布在同一轨道时,最多只能排2个,且自旋方向必须相反

④电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”

A①②

B②④

C①③

D②③④

正确答案

C

解析

解:电子在原子核外排布时,必须遵循:能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例,

①电子排布在同一能级时,总是优先单独占据不同轨道,且自旋方向相同,为洪特规则内容,故正确;

②电子排布在不同能级时,若能级高的轨道处于半满或全满时,电子先占据能级高的轨道使其处于半满或全满的稳定状态,故错误;

③电子排布在同一轨道时,最多只能排2个,且自旋方向必须相反,为泡利原理内容,故正确;

④电子的排布要综合考虑“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”,并不一定每条都符合,故错误;

故选C.

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简答题

化学--选修物质结构与性质

已知:A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大,属周期表中前四周期的元素.其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满.请根据以上信息,回答下列问题:

(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为______.(用元素符号表示)

(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点______(填高或低),理由是______

(3)E的最高价氧化物分子的空间构型是______

(4)F的核外电子排布式是______,F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为______

(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为______;(黑色球表示F原子)

(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,其晶体中所含的化学键类型为______

正确答案

解:原子核外有三个未成对电子,其电子排布式为1S22S22P3,为N元素,E原子核外的M层中只有两对成对电子,电子排布式为1S22S22P63S23P4,应为S元素,C元素是地壳中含量最高的金属元素,为Al元素,化合物B2E的晶体为离子晶体,B应为第ⅠA族元素,且原子序数在N元素和Al之间,应为Na元素,D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的,应为Si元素,单质硅为原子晶体,熔点在第三周期中最高,F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满,且原子序数最大,电子排布式为1S22S22P63S23P63d104S1,应为Cu元素.

(1)在元素周期表中,同一周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大,同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,据此可判断四种元素的第一电离能的顺序为:Na<Al<Si<N,故答案:Na<Al<Si<N;

(2)因NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体,原子晶体的熔沸点远大于分子晶体的熔沸点,故答案为:高;NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体;

(3)S03中含有3个δ键,孤电子对数为=0,所以分子的空间构型是平面正三角形,故答案为:平面正三角形;

(4)根据能量最低原理书写电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1),铜离子与氨气可以配位键形成配合物,其化学式为,[Cu(NH34]2+

故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1);[Cu(NH34]2+

(5)根据晶胞中微粒个数的分配方法计算,晶胞中含有N原子的数目为8×=1,Cu原子的数目为:12×=3,故化学式为Cu3 N,故答案为:Cu3 N;

(6)根据化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,可判断晶体类型为原子晶体,化学键类型为共价键,故答案为:共价键.

解析

解:原子核外有三个未成对电子,其电子排布式为1S22S22P3,为N元素,E原子核外的M层中只有两对成对电子,电子排布式为1S22S22P63S23P4,应为S元素,C元素是地壳中含量最高的金属元素,为Al元素,化合物B2E的晶体为离子晶体,B应为第ⅠA族元素,且原子序数在N元素和Al之间,应为Na元素,D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的,应为Si元素,单质硅为原子晶体,熔点在第三周期中最高,F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满,且原子序数最大,电子排布式为1S22S22P63S23P63d104S1,应为Cu元素.

(1)在元素周期表中,同一周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大,同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,据此可判断四种元素的第一电离能的顺序为:Na<Al<Si<N,故答案:Na<Al<Si<N;

(2)因NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体,原子晶体的熔沸点远大于分子晶体的熔沸点,故答案为:高;NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体;

(3)S03中含有3个δ键,孤电子对数为=0,所以分子的空间构型是平面正三角形,故答案为:平面正三角形;

(4)根据能量最低原理书写电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1),铜离子与氨气可以配位键形成配合物,其化学式为,[Cu(NH34]2+

故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1);[Cu(NH34]2+

(5)根据晶胞中微粒个数的分配方法计算,晶胞中含有N原子的数目为8×=1,Cu原子的数目为:12×=3,故化学式为Cu3 N,故答案为:Cu3 N;

(6)根据化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,可判断晶体类型为原子晶体,化学键类型为共价键,故答案为:共价键.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

ABeCl2分子中各原子最外层均已满足8电子稳定结构

B第ⅡA族的某元素原子序数为x,则原子序数为x+1的元素不一定在第ⅢA族

C构成单质分子的粒子间一定存在化学键

D含有离子键的化合物不一定是离子化合物

正确答案

B

解析

解:A、BeCl2分子中BeL层的2个电子分别于Cl的一个电子形成共用电子对,因此Cl达到了8电子稳定结构,Be为2+2=4个电子达不到8电子稳定结构,故A错误;

B、由于在第ⅡA族和第ⅢA族之间有过渡元素的存在,原子序数为x+1的元素也可能为第ⅢB族元素,故B正确;

C、化学键指原子间强烈的作用力,故单原子分子不存在化学键,例如稀有气体,故C错误;

D、阴、阳离子之间的静电作用力成为离子键,含有离子键的化合物一定是离子化合物,因此离子化合物一定含有离子键,有些还含有共价键,如氯化铵,故D错误.

故选:B.

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简答题

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子.X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子.室温下元素W的单质是淡黄色粉末状固体,在空气中燃烧生成的气体是形成酸雨的主要污染物之一.元素R的单质在常温常压下是黄绿色气体,能溶于水.请回答下列问题:

(1)X元素原子基态时的电子排布式为______,该元素的符号是______

(2)Y元素原子的价电子的轨道表示式为______,该元素的名称是______

(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为______

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是______

(5)W、R 两元素非金属性较强的是______(写元素符号).写出能够证明这一结论的一个实验事实______

正确答案

解:(1)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,核外电子数=原子序数=33,即为As,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;

(2)Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4,为氧原子,其价电子的轨道表示式为,故答案为:;氧;     

(3)X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,X原子序数为33,Y为8,则Z为H原子,X与Z可形成化合物AsH3,该化合物的空间构型和氨气相似,为三角锥型,故答案为:三角锥;

(4)已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3,产物还有ZnSO4和H2O,

则反应方程式为:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案为:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,

(5)根据元素W的单质是淡黄色粉末状固体,在空气中燃烧生成的气体是形成酸雨的主要污染物之一,可以确定W是S,元素R的单质在常温常压下是黄绿色气体,能溶于水,可以确定R是Cl,Cl的非金属性强于S,因为氢化物越稳定,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,则元素非金属性越强,

故答案为:Cl;高氯酸的酸性强于硫酸(或氯化氢的稳定性强于硫化氢).

解析

解:(1)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,核外电子数=原子序数=33,即为As,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;As;

(2)Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,则元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p4,为氧原子,其价电子的轨道表示式为,故答案为:;氧;     

(3)X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,X原子序数为33,Y为8,则Z为H原子,X与Z可形成化合物AsH3,该化合物的空间构型和氨气相似,为三角锥型,故答案为:三角锥;

(4)已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3,产物还有ZnSO4和H2O,

则反应方程式为:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,故答案为:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,

(5)根据元素W的单质是淡黄色粉末状固体,在空气中燃烧生成的气体是形成酸雨的主要污染物之一,可以确定W是S,元素R的单质在常温常压下是黄绿色气体,能溶于水,可以确定R是Cl,Cl的非金属性强于S,因为氢化物越稳定,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,则元素非金属性越强,

故答案为:Cl;高氯酸的酸性强于硫酸(或氯化氢的稳定性强于硫化氢).

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单选题

下列分子中所有原子都满足8电子稳定结构的是(  )

AHClO

BNa2O2

CBF3

DPCl5

正确答案

B

解析

解:A、次氯酸中,H原子的最外层满足2个电子,故A错误;

B、过氧化钠中,钠原子失去最外层的1个电子变为钠离子,最外层电子为8个,O的最外层电子数为6+2=8,故B正确;

C、三氟化硼中,B原子的原子核外最外层电子数为3,其在分子中的化合价为+3价,在分子中的原子最外层电子数为6,故C错误;

D、五氯化磷分子中最外层电子数与化合价的绝对值之和=5+5=10,所以五氯化磷不满足分子中所有原子最外层8电子结构,故D错误.

故选B.

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单选题

下列微粒中,与氩原子具有相同电子层结构的是(  )

ANa+

B

C

DNe

正确答案

B

解析

解:A.Na+离子结构示意图为:,钠离子核外有10个电子,与Ne原子电子层结构相同,故A错误;

B.氯离子结构示意图为:,核外有18个电子,与氩的电子层结构相同,故B正确;

C.Na+离子结构示意图为:,所以该示意图为钠离子,核外有10电子,与Ne原子电子层结构相同,故C错误;

D.Ne原子核外有10个电子,故D错误;

故选B.

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单选题

下列能级中轨道数为3的是(  )

A1s

B2p

C3d

D4f

正确答案

B

解析

解:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,无论是哪个能层数上的能级,只要是s能级就有1个原子轨道,p能级有3个原子轨道,d能级有5个原子轨道,f能级有7个原子轨道,故选B.

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单选题

下列有关说法正确的是(  )

ACFClBrI分子中,各原子最外层均为8个电子

B含氧酸中,中心原子的化合价越高,其酸性越弱

C含有共价键的晶体一定具有高的熔、沸点及硬度

D金属晶体的空间利用率:简单立方堆积>六方最密堆积>体心立方堆积

正确答案

A

解析

解:A. CFClBrI分子中,C元素化合价绝对值+其最外层电子数=4+4=8,满足8电子结构,F元素化合价绝对值+其最外层电子数=1+7=8,满足8电子结构,Cl元素化合价绝对值+其最外层电子数=1+7=8,满足8电子结构,Br元素化合价绝对值+其最外层电子数=1+7=8,满足8电子结构,I元素化合价绝对值+其最外层电子数=1+7=8,满足8电子结构,故A正确;

B.元素形成的含氧酸中该成酸元素的化合价越高,酸性越强,如:HClO4>HClO3>HClO2>HClO,故B错误;

C.含有共价键的晶体可能为分子晶体或原子晶体,如为分子晶体,则不一定含有较高的熔沸点和硬度,故C错误;

D.简单立方堆积(Po型)空间利用率为52%,体心立方堆积,属于钾、钠和铁型,空间利用率68%;六方最密堆积,属于镁、锌、钛型,空间利用率为74%,所以金属晶体的空间利用率:六方最密堆积>体心立方堆积>简单立方堆积,故D错误;

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

AS2-电子排布式  1s22s22p63s23p4

B在金属晶体中,自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递,可以用此来解释的金属的物理性质是导热性

C金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用,所以和共价键类似,也有饱和性和方向性

D

某物质的晶体中含A、B、C三种元素,其排列方式如图所示,晶胞中A、B、C的原子个数比为1:2:2.

正确答案

B

解析

解:A、S2-电子排布式  1s22s22p63s23p6,故A错误;

B、金属自由电子受热后运动速率增大,与金属离子碰撞频率增大,传递了能量,故金属有良好的导热性,故B正确;

C、金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用,自由电子为整个金属的所有阳离子所共有,所以金属键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性,故C错误;

D、根据图片知,该小正方体中A原子个数=8×=1,B原子个数=6×=3,C原子个数=1,所以晶体中A、B、C的原子个数比为1:3:1,故D错误;

故选:B.

下一知识点 : 原子结构与元素的性质
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