- 原子结构
- 共1652题
氮、磷属于同主族元素,广泛存在于生产生活的各种物质中.
(1)N原子价电子轨道表示式______;
(2)PCl5晶体中只有PCl4+和PCl6-微粒,其晶体结构与氯化铯相同.PCl5晶体类型是______;PCl4+的空间构型是______;
(3)PCl6-呈正八面体的结构(如图),该离子中______(填“是”或“否”)存在配位键,原因是______;
(4)NCl3分子中,N原子杂化方式是______;NCl3不稳定,易发生分解:2NCl3(l)═N2(g)+3Cl2(g),分解过程中形成σ键和π键数目之比为______;
(5)C、N、O三种元素的第五电离能(I5)由大到小顺序是______.
正确答案
解:(1)氮原子价电子层上有5个电子,2s轨道上有2个电子,2p有3个电子,分别在不同的轨道上且自旋方向相同,其价电子的轨道表示式为,故答案为:
;
(2)由题中信息可知,PCl5在固态时由PCl4+和PCl6-两种离子构成,属于离子晶体,PCl4+的含有4个σ键且不含孤电子对,所以其采用sp3杂化,空间构型是正四面体,
故答案为:离子晶体;正四面体;
(3)P原子的原子序数为15,基态氮原子的价电子排布式是1s22s22p63s23p3,只有5个价电子,但在该离子中P原子形成了6个共价键,必有一个配位键,
故答案为:是;P原子只有5个价电子,但在该离子中P原子形成了6个共价键,必有一个配位键;
(4)NCl3中N原子成3个N-Cl键,孤电子对个数==1,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+1=4,所以原子杂化方式是sp3,N原子的原子序数为6,基态氮原子的价电子排布式是1s22s22p3,氮气的结构式为N≡N,分子中含有1个σ键和2个π键,3Cl2分子中含有3个σ键,所以分解过程中形成σ键和π键数目之比为2:1,
故答案为:sp3;2:1;
(5)电离能和粒子半径以及是不是稳定状态有关,C原子价电子层上有4个电子,失去第四个电子时达到全满,电离第五个电子最不容易要破坏稳定状态,第五电离能(I5)最大,N失去五个电子刚好达到稳定状态,第五电离能(I5)最小,O原子价电子层上有6个电子,O失去5个电子时达到半满,相对要容易,所以C、N、O三种元素的第五电离能(I5)由大到小顺序是:C>O>N,
故答案为:C>O>N.
解析
解:(1)氮原子价电子层上有5个电子,2s轨道上有2个电子,2p有3个电子,分别在不同的轨道上且自旋方向相同,其价电子的轨道表示式为,故答案为:
;
(2)由题中信息可知,PCl5在固态时由PCl4+和PCl6-两种离子构成,属于离子晶体,PCl4+的含有4个σ键且不含孤电子对,所以其采用sp3杂化,空间构型是正四面体,
故答案为:离子晶体;正四面体;
(3)P原子的原子序数为15,基态氮原子的价电子排布式是1s22s22p63s23p3,只有5个价电子,但在该离子中P原子形成了6个共价键,必有一个配位键,
故答案为:是;P原子只有5个价电子,但在该离子中P原子形成了6个共价键,必有一个配位键;
(4)NCl3中N原子成3个N-Cl键,孤电子对个数==1,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+1=4,所以原子杂化方式是sp3,N原子的原子序数为6,基态氮原子的价电子排布式是1s22s22p3,氮气的结构式为N≡N,分子中含有1个σ键和2个π键,3Cl2分子中含有3个σ键,所以分解过程中形成σ键和π键数目之比为2:1,
故答案为:sp3;2:1;
(5)电离能和粒子半径以及是不是稳定状态有关,C原子价电子层上有4个电子,失去第四个电子时达到全满,电离第五个电子最不容易要破坏稳定状态,第五电离能(I5)最大,N失去五个电子刚好达到稳定状态,第五电离能(I5)最小,O原子价电子层上有6个电子,O失去5个电子时达到半满,相对要容易,所以C、N、O三种元素的第五电离能(I5)由大到小顺序是:C>O>N,
故答案为:C>O>N.
下列微粒中,最外层未成对电子数最多的是( )
正确答案
解析
解:A.O的电子排布式为1s22s22p4,未成对电子数为2;
B.P的电子排布式为1s22s22p63s23p3,未成对电子数为3;
C.Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,未成对电子数为5;
D.Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,未成对电子数为5;
比较可知Mn、Fe3+的未成对电子数为5,最多,
故选CD.
下列化学用语的理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据洪特规则特例,29Cu的价电子排布式为3d104s1为,故A错误;
B.根据稳定结构,O原子与H原子、Cl原子之间分别形成1对共用电子对,HClO的结构式为H-O-Cl,故B错误;
C.C原子半径比Cl原子半径小,比例模型 不能表示CCl4分子,故C错误;
D.1s22s22p3 和 1s22s22p4分别表示N、O元素,二者可以形成共价化合物NO2,故D正确,
故选D.
沸石是一大类天然结晶硅铝酸盐的统称.自然界中已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石NaAlSi2O6•H2O、钠沸石Na2Al2Si3O10•2H2O和钙沸石CaAl2Si3O10•3H2O等.完成下列填空:
(1)钠原子核外共有______种不同能量的电子,这些电子分占______种不同的轨道.
(2)常温下,下列5种钠盐浓度均为0.1mol•L-1的溶液,对应的pH如下:
上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力由强到弱的顺序是______.
(3)NaOH在实验室中常用来进行洗气和提纯,当300mL 1mol•L-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48L CO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______.
(4)金属铝与一般的金属比较,在化学性质上表现出的三大特性为:______、______、______.
(5)晶体硅、金刚石和金刚砂(SiC)硬度由大到小的顺序是______.
(6)钙沸石CaAl2Si3O10•3H2O改写成氧化物的形式为______.
正确答案
4
6
CO32->CN->ClO->HCO3->CH3COO-
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
高温下能与一些金属氧化物发生铝热反应
常温下遇浓硫酸或浓硝酸产生钝化现象
能与强碱溶液反应生成盐并放出氢气
金刚石>金刚砂>晶体硅
CaO•Al2O3•3SiO2•3H2O
解析
解:(1)钠原子核外有1s、2s、2p、3s四种能级,所以钠原子核外有4种不同能量的轨道,每个轨道最多排列两个电子,所以该原子核外分占6种不同的轨道,
故答案为:4;6;
(2)酸根离子越容易水解,则酸根离子越容易结合氢离子,相同浓度的钠盐溶液,pH越大则酸根离子水解程度越大,根据表中数据知,这几种离子水解程度大小顺序是CO32->CN->ClO->HCO3->CH3COO-,所以其结合氢离子能力强弱顺序是CO32->CN->ClO->HCO3->CH3COO-,故答案为:CO32->CN->ClO->HCO3->CH3COO-;
(3)300mL 1mol•L-1n(NaOH)=1mol/L×0.3L=0.3mol,n(CO2)==0.2mol,
设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y,根据钠原子、C原子守恒,则,解得x=y=0.1mol,碳酸根离子和碳酸氢根离子都水解,导致溶液呈碱性,碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子水解程度,则c(HCO3-)>c(CO32-),钠离子不水解,碳酸氢根离子和碳酸根离子水解程度都较小,所以溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
(4)高温下,铝和一些金属氧化物发生铝热反应;常温下,铝和浓硝酸或浓硫酸发生钝化现象;铝能和强碱溶液反应生成可溶性盐和氢气,故答案为:高温下能与一些金属氧化物发生铝热反应;常温下遇浓硫酸或浓硝酸产生钝化现象;能与强碱溶液反应生成盐并放出氢气;
(5)原子晶体中,原子半径越小,其共价键键能越大,硬度越大,键长C-C键<C-Si键<Si-Si键,所以硬度金刚石>金刚砂>晶体硅,
故答案为:金刚石>金刚砂>晶体硅;
(6)该硅酸盐的氧化物形式为:CaO•Al2O3•3SiO2•3H2O,故答案为:CaO•Al2O3•3SiO2•3H2O.
元素的化学性质主要决定于( )
正确答案
解析
解:元素的化学性质决定于原子的结构(内部的和外部的),与原子的最外层电子数关系非常密切,原子的最外层电子少于4个时,容易失去电子;多于4个少于8个时,容易获得电子;最外层为8个电子时,元素的化学性质最稳定.元素的原子的最外层电子数相同的具有相似的化学性质,故元素的化学性质主要决定于最外层电子数,但受质子数与原子大小等影响.
故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
P轨道电子云形状正确的是( )
正确答案
解析
解:不同亚层的电子云形状不同,s亚层(x=0)的电子云形状为球形对称;p亚层(x=1)的电子云为无柄哑铃形(纺锤形);d亚层(x=2)的电子云为十字花瓣形.
故选C.
某元素基态原子的外围电子排布为4d15s2,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据核外电子排布规律,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2.由此可见:该元素原子中共有39个电子,有5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子,
A.该元素最外层有2个电子,故A错误;
B.该元素原子核外有5个电子层,故B正确;
C.外围电子排布为4d15s2,处于d区,故C错误;
D.第M层的电子排布为3s23p63d10,有18个电子,故D错误;
故选B.
某主族元素的原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1),则该原子核内质子数是( )
正确答案
解析
解:最外层电子数不超过8,主族元素的原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1),则该元素原子有2个电子层,最外层电子数为2a,所以该元素原子核外电子数为2a+2,对于电中性原子,质子数=核外电子数,所以该原子核内质子数为2a+2.
故选:D.
水是生命之源,它与我们的生活密切相关.在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂.
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为______;
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒______(填1种).
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+).下列对上述过程的描述不合理的是______
A.氧原子的杂化类型发生了改变
B.微粒的形状发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变
D.微粒中的键角发生了改变
(4)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序).与冰的晶体类型相同的是______(请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ/mol;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子.
请写出生成此配合离子的离子方程式:______.
正确答案
1s22s22p4
H2S
A
BC
20
Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+
解析
解:(1)水分子中氧原子的核外电子数为8,1s能级上有2个电子,2s能级上有2个电子,2p能级上有4个电子,其电子排布式为1s22s22p4,
故答案为:1s22s22p4;
(2)H2O分子中的原子数为3,价电子数为8,H2S的原子数目为3,价电子数目均为8,则与水互为等电子体,故答案为:H2S;
(3)A.水中氧的杂化为sp3,H3O+中氧的杂化为sp3,则氧原子的杂化类型没有改变,故A错误;
B.水分子为V型,H3O+为三角锥型,则微粒的形状发生了改变,故B正确;
C.因结构不同,则性质不同,微粒的化学性质发生了改变,故C正确;
D.水分子为V型,H3O+为三角锥型,微粒中的键角发生了改变,故D正确;
故答案为:A;
(4)冰属于分子晶体,由晶胞图可知,B为二氧化碳的晶胞图,构成微粒为二氧化碳分子,C为碘的晶胞图,构成微粒为碘分子,则与冰的晶体类型相同的是BC,
故答案为:BC;
(5)冰的升华热是51kJ/mol,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),根据图象知,1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol,故答案为:20;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于H2O中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子,生成此配合离子的离子方程式为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+,
故答案为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+.
(2013春•成都校级月考)原子核外的M电子层和L电子层最多可容纳的电子数( )
正确答案
解析
解:当M为最外层最多可容纳的电子数为8,不能确定和L电子层最多可容纳的电子数的关系,
但原子核外M层最多容纳的电子数为18,L层最多容纳的电子数为8,则原子核外的M电子层最多可容纳的电子数大于L电子层最多可容纳的电子数,
故选A.
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