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填空题

Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数据列于下表:

回答下列问题:

(1)Mn元素价电子的电子排布式为                       ,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fen再失去一个电子难。其原因是               

(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。

①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是            

②络离子[Fe(CN)6]4-的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是           ,写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子的电子式                          

(3)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为                

(4)金属铁晶体在不同的温度下有两种堆积方式,如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为             

正确答案

(1)3d54s2(1分) 由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少(2分)

(2)①具有孤对电子 ②sp (每空2分,共6分)

(3)分子晶体(1分)

(4)1:2(2分)

试题分析:(1)Mn元素为2号元素,价电子的排布式为:3d54s2;Mn2+的价电子为3d5,3d轨道半充满,较稳定,由较稳定的3d5半充满态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多;Fe2+的价电子为3d6,不稳定,由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少。

(2)①Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,所以与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是具有孤对电子。

②CN-中C与N形成碳氮三键,所以C原子杂化方式为sp;原子数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体,所以N2与CN-互为等电子体,电子式为:

(3)三氯化铁熔沸点较低,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂,说明三氯化铁为分子晶体。

(4)体心立方晶胞含Fe:8×1/8+1=2,面心立方晶胞含Fe:8×1/8+6×1/2=4,所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为1:2。

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填空题

氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥生产等方面有重要应用。请回答下列问题:

(1)砷原子的核外电子排布式为_____________________________________。

(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3与CN之间的键型为________,该化学键能够形成的原因是______________________________________________________。

(3)NH4中氮原子的杂化类型为________,NH4的空间构型为________。

(4)已知:

 

分析上表中四种物质的相关数据,请回答:

CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是___________________________________________________________________________。

CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是_________________________________________________________________________。

结合上述数据和规律判断,一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。

(5)电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质,下表给出8种元素的电负性数值:

 

请回答下列有关问题:

估计钙元素的电负性的取值范围:________3中形成的化学键的类型及其理由:__________________________。

正确答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3

(2)配位键 CN能提供孤对电子,Fe3能接受孤对电子(或Fe3有空轨道)

(3)sp3 正四面体形

(4)①组成和结构相似时,相对分子质量越大,分子间作用力越大,因此SiH4沸点高于CH4;NH3分子间还存在氢键作用,因此NH3的沸点高于PH3

②C—H键键能大于Si—H键,因此CH4的分解温度高于SiH4的;N—H键键能大于P—H键,因此NH3的分解温度高于PH3的 HF

(5)①0.8 1.2 ②共价键;因为Cl与Al的电负性差值为1.5,小于1.7

(1)砷为33号元素,位于第四周期ⅤA族,则可写出其原子核外电子排布式。(2)K3[Fe(CN)6]为配位化合物,其中Fe3与CN之间的化学键为配位键,Fe3有空轨道,而CN有孤对电子,所以二者可以形成配位键。(3)NH4中的N原子是中心原子,杂化方式是sp3;NH4的结构类似于CH4,为正四面体结构。(4)NH3分子间存在氢键,故其沸点比相对分子质量大的PH3高。(5)钙与钾同周期,故其电负性比钾大,与镁同主族,故其电负性比镁小;Al与Cl的电负性差为1.5<1.7,所以AlCl3中的化学键为共价键。

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填空题

铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。

(1) 已知铁是26号元素,写出Fe的价层电子电子排布式________。已知自然界丰度最大的铁的同位素是中子数为30的铁原子,则该种同位素符号________。

(2) Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,因此能与一些分子或离子形成配合物,则与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是________。Fe(CO)3一种配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂,其配体是CO分子。写出CO的一种常见等电子体分子的结构式________;两者相比较,沸点较髙的是________填分子式)。

(3) 1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示,1183K以上则转变为图2所示晶胞,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。

①图1和图2中,铁原子的配位数之比为________。

②空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中占有的体积百分比,则图1和图2中,铁原子的空间利用率之比为________。

正确答案

(1)3d64s2(2分);(2分) (2)具有孤电子对(2分);(2分);CO(2分)

(3)2︰3 (2分) ;(或0.92︰1)(3分)

试题分析:(1)根据构造原理可知,Fe的价层电子电子排布式为3d64s2;在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数,左上角表示质量数,所以该微粒的符号是

(2)形成配位健的条件是配体具有孤对电子,中心原子或离子具有空轨道,所以与之形成配合物的分子的配位原子应具备的结构特征是具有孤电子对。原子数和价电子数分别都相等的都是等电子体,所以与CO的一种常见等电子体分子是氮气,其结构式是。氮气和CO形成的晶体都是分子晶体,其中氮气是非极性分子,CO是极性分子,所以CO的分子间作用力强于氮气的,因此沸点较高的是CO。

(3)①根据晶胞的结构可知,图1中配位数是8,图2中配位数是12,所以配位数之比是2︰3。

②设铁原子半径是r,立方体边长图1是a,图2是b,则根据图1可知a2+2a2=(4r)2,解得a=,所以图1中铁原子的空间利用率是。根据图2可知b2+b2=(4r)2,解得b=,所以图2中铁原子的空间利用率是,所以铁原子的空间利用率之比为:

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简答题

A、B、C是短周期非金属元素,核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素,其中E元素的核电荷数为29。D原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空:

(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为   

(2)分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为   ,1mol该分子中含有键的数目为   

(3)基态D原子的外围电子排布式为   。DO2Cl2熔点:-96 .5℃,沸点:117℃,则固态DO2Cl2属于   晶体。

(4)E的氢化物的晶胞结构如图所示,其化学式是   

 

正确答案

(12分)

A:(1)C<O<N(2分)

(2)N≡C-C≡N (2分)  4NA(或2.408×1024)(2分)

(3)3d54s1(2分) 分子(2分)

(4)CuH(2分)

试题分析:A为C、B为N,C为O,D是Cr,E为Cu,⑴同一周期第一电离能由小变大,其中N的2P轨道是半满状态,第一电离能变大,答案:C<O<N;CN与N2为等电子体,C与N之间形成叁键,结构式为N≡C-C≡N,其中每个分子键的数目为4个,答案:N≡C-C≡N 、 4NA(或2.408×1024);⑶注是要求写D原子的外围电子排布式3d54s1,DO2Cl2熔点、沸点低,符合分子晶体的性质,答案:3d54s1、 分子;⑷由图晶胞中Cu为8×1/8+6×1/2=4,H为4,是离子化合物,化学式为CuH,答案:CuH。

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填空题

Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知:

①Q为元素周期表中原子半径最小的元素;

②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;

③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;

④Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示):

(1)Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,化合物M的空间构型为             ,其中心原子采取       杂化;Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂,化合物N在固态时的晶体类型为              

(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为                      

(3)由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为         (写分子式)。

(4)由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应,生成X2、RY2等物

质,该反应的离子方程式为                                  

(5)Z原子基态时的外围电子排布式为                    ;已知Z的一种含氧酸钡盐的密度为ρ g.cm-3,其晶胞的结构如图所示,则晶  体中氧原子与钡原子的最近距离为          cm。(只要求列算式, 不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA

正确答案

(1)平面三角形     sp     分子晶体

(2)C < O < N

(3)N2O

(4)2CNO+ 2H+ 3ClO= N2↑ + 2CO2↑ + 3C1+ H2O

(5)3d24s2    

试题分析:根据①可知Q为H元素;根据②可知R 的核外电子排布式为1S22S22P2; 则R为C元素;根据③可知Y的核外电子排布式为1S22S22P4; 则Y为O元素;因为原子序数X的大于6小于8 ,所以X为N元素。④氩为18号元素,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。则Z为22号Ti元素. (1)化合物M是甲醛HCHO,其空间构型为平面三角形,其中的C原子与2个H原子形成δ键,与O原子形成了1个δ键,1个Π键。所以C的杂化方式为sp2。化合物N由C、H按照1:1个数比组成的有机溶剂,则N为苯(C6H6).它是由分子构成的物质,在固态时是分子晶体。(2)C、N、O是同一周期的元素,因为N元素的原子最外层电子处于半充满的稳定状态,难失去电子,第一电离能比较大。原子序数越大,原子半径就越小,失去电子越来越难,所以电离能逐渐增大。但是由于N原子的核外电子电子处于半充满的稳定状态,所以电离能比O还大。O比C原子半径小,难失去电子。因此它们的第一电离能大小关系为C2为CO2,则由上述一种或多种元素组成的与CO2互为等电子体的分子N2O。(4)根据题意可知离子方程式为:2CNO-+2H++3ClO-=N2+2CO2+3Cl-+H2O。(5)Ti的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2. 所以其基态时的外围电子排布式为3d24s2。晶胞中含有的各元素的原子个数为:Ba :1;Ti:8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以晶体的化学式为BaTiO3.由晶胞的结构示意图可知:Ba原子与O的最近距离为面对角线的一半。假如晶胞的边长为acm,则;;所以;因此Ba原子与O的最近距离为

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简答题

钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题:

(1)钛有两种原子,它们互称为____。元素在元素周期表中的位置是第_____周期,第____族;基态原子的电子排布式为_____;按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于_____区元素。

(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示,它的化学式是______,

(3)氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金装饰的替代品。以TiCl4为原料,经过一系列反应,可以制Ti3N4和纳米TiO2

①Ti3N4中元素的化合价为_____。TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上,则TiCl4的空间构型为______。

②反应①为置换反应、该反应的化学方程式为______。

③纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如下:

化合物甲的分子中采取杂化的碳原子个数为_____,化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。

④有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该氮化钛晶胞中含有______个N原子,晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为______g. (NA为阿伏加德罗常数的数值,只列算式)。

正确答案

(1)同位素  四    IVB   1s22s22p63s23p63d24s2    d;

(2)BaTiO3

(3)①+4 正四面体;② 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 ③7  N>O>C ;④4 

试题分析:(1)钛的这两种原子质子数相同,而中子数不同,使用属于同位素。22元素Ti在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB。基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于d区元素。(2)在每个偏钛酸钡晶体中晶胞中含有Ba:1;Ti:8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以偏钛酸钡的化学式是BaTiO3. (3)①根据在任何化合物中正负化合价的代数和为0的原则。可知:在Ti3N4中元素的化合价为Ti:+4价,N:-3价。由于在TiCl4中四个Cl原子不在一个平面内。则TiCl4的空间构型为 正四面体型。②TiCl4与Mg发生的是为置换反应,该反应的化学方程式为Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。③在化合物中采用sp2杂化的碳原子有苯环上的6个C原子和羰基上的C原子,共有7个C原子。化合物乙中采取杂化的原子有C、N、O三个,当原子核外的电子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态,N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态。其余的则原子核外的电子数越多,原子越难失去电子。因此它们的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。④N原子在顶点和面心上,Ti在棱边上和体内。所以每个晶胞中含有的原子个数为:N:8×1/8+6×1/2=4;Ti:12×1/4+1=4.即每个晶胞内含有4个TiN。由晶胞图可知:晶胞的边长为2a×10-10cm.

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填空题

有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的内部各能层均排满,且有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:

(1)写出基态E原子的价电子排布式                         

(2)A的单质分子中键的个数为       

(3)A、B、C三种元素第一电离能由大到小的顺序为               (用元素符号表示)

(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是                    

(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为        ,其中A原子的杂化类型是       

(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图,已知晶体的密度为g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=          cm. (用、NA的计算式表示)

正确答案

(1)3d104s1(2分)

(2)2(2分)

(3)F>N>O (2分)

(4)H2O分子间存在氢键(2分)

(50三角锥形 (2分)   sp3(2分)

(6) (3分)

试题分析:有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30),A的基态原子2p能级有3个单电子,则A是N元素;C的基态原子2p能级有1个单电子,且C的原子序数大于A,所以C是F元素,则B是O元素;E原子核外有成单电子,其次外层有3个能级且均排满电子,且原子序数小于30,则E是Cu元素;D与E同周期,价电子数为2,则D是Ca元素,

(1)E是Cu元素,基态Cu原子的价电子排布式 3d104s1答案: 3d104s1;⑵A是N元素,氮气的结构式为:N≡N,所以氮气分子中含有一个σ键两个π键,故答案为:2;

(3)同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第VA族元素第一电离能大于第VIA族元素,所以A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,故答案为:F>N>O;

⑷ O元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,水分子间能形成氢键导致其沸点最高,答案:水分子间可以形成氢键;

⑸N元素的简单氢化物是氨气,NH3分子中氮原子价层电子对=3+1=4,且含有一个孤电子对,所以分子空间构型是三角锥型,采取sp3杂化,答案为:三角锥型;sp3

⑹C和D形成的离子化合物为CaF2,钙离子在晶胞中占据顶点和面心,含有的钙离子为8×+6×=4,则其质量为,离子化合物晶胞的边长为a cm,其体积为a3,由ρ=可知,ρV="m," =a3cm3×ρg·cm-3,a=

,故答案为:

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填空题

(12分)CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知:

①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得:

2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-

2CuCl+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4

②CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写):

请回答下列问题:

(1)配离子[Cu(En)2]2+的中心原子基态外围电子排布式为          

H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是            

(2)SO2分子的空间构型为               

(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为            ,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是                                                                     

(4)配离子[Cu(En)2]2+的配位数为       ,该微粒含有的微粒间的作用力类型有         (填字母);

E.氢键        F.金属键

(5)CuCl的晶胞结构如右图所示,其中Cl-的配位数(即与Cl-最近距离的Cu+的个数)为          

正确答案

(1)3d9(1分);O>N>H(1分)  (2)V型(1分);

(3)sp3杂化(1分);乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键(2分)

(4)4(2分); ABD(2分) (5)4(2分)

(1)根据构造原理可知,铜离子的基态外围电子排布式为3d9。非金属性越强,电负性越大,即电负性大小顺序是O>N>H。

(2)根据价层电子对互斥理论可知,SO2中S原子含有的孤对电子对数是(6-2×2)÷2=1,所以SO2是V型结构。

(3)乙二胺分子中氮原子形成的全部是单键,因此是sp3杂化。由于乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键,所以前者的沸点高于后者。

(4)根据结构式可知,配离子[Cu(En)2]2+的配位数为4,含有的作用力是ABD。

(5)根据晶胞结构可知,与Cl-最近距离的Cu+的个数是4个,恰好构成正四面体。

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简答题

有A、B、C、D四种元素,它们均为主族元素,最外层电子数分别为1、4、6、7,原子序数大小为D<B<A<C.又知C元素的一种同位素原子核中有46个中子,它的最高价氧化物的式量与气态氢化物的式量之比值为1.56.

(1)A、B、C、D的元素符号分别是:______

(2)写出A单质与水反应的离子方程式:______

(3)写出D单质与水反应的化学方程式:______

(4)写出A、B的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:______.

正确答案

(1)A、B、C、D四种元素,它们均为主族元素,最外层电子数分别为1、4、6、7,则应分别为与周期表第ⅠA、ⅣA、ⅥA、ⅦA族,C元素的一种同位素原子核中有46个中子,它的最高价氧化物的式量与气态氢化物的式量之比值为1.56,则C的最高价氧化物CO3,氢化物为H2C,设C元素的质子数为x,则有:=1.56,解之得x=34,则C为Se元素,又原子序数大小为D<B<A<C,则A为K元素,B为Si元素,D为F元素,

故答案为:K、Si、Se、F;

(2)A为K元素,对应的单质K为活泼金属,与水发生剧烈反应生成KOH和H2,反应的离子方程式为2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑,

故答案为:2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑;

(3)D为F元素,对应的单质与水反应生成HF和O2,反应的化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2↑,

故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2↑;

(4)A、B的最高价氧化物对应水化物分别为KOH和H2SiO3,H2SiO3为弱酸,与KOH发生中和反应,反应的离子方程式为2OH-+H2SiO3=SiO32-+2H2O,

故答案为:2OH-+H2SiO3=SiO32-+2H2O.

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能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。

(1)目前,利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展,下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。

① Ni原子的价电子排布式是              

② 该合金储氢后,含1mol La的合金可吸附H2的数目为      

(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明,加热至94℃时该晶体能失去结晶水,由黄色变成鲜亮的红色,在空气中温度降低又变为黄色,具有可逆热色性;同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。

①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是              

②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是       

(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是      ,其中心原子N的杂化方式是    

(4)在金刚石晶体的一个晶胞(如图1)中,含有       个碳原子。在二氧化硅晶体的一个晶胞中,含有     个化学键。原子晶体能否形成最密堆积结构,原因是                          

(5)铁晶体的晶胞结构(如图2):若铁原子的半径是r cm,则铁的密度是    

正确答案

(1)①Ni是28号元素,其核外有28个电子,镍原子3d、4s能级上电子为其价电子,根据构造原理知Ni原子的价电子排布式为3d84s2

②该晶胞中氢气分子个数=8×1/4+2×1/2=3,La原子个数是8×1/8=1,故该物质中氢分子和La原子个数比是3:1,则含1mol La的合金可吸附H2的数目为3NA。(2)①元素的非金属性越强其电负性越强,O、N、C、H的非金属性逐渐减弱,所以O、N、C、H的电负性逐渐减弱,则O、N、C、H的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H。

②对硝基苯酚水合物之间氧原子和氢原子间存在氢键,所以对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是氢键,故答案为:氢键;

(3)原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体,且等电子体结构相似,阴离子与SO42-互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构,则该离子是NO43-,其电子式为:,该离子中价层电子对=4+1/2(5+3-4×2)=4,所以N原子采用sp3杂化。

(4)在金刚石晶胞中含有碳原子数为 8×1/8+6×1/2+4=8;在二氧化硅晶胞中,它的结构与金刚石相似,一个Si结合4个氧,所以共有32个化学键。原子晶体是原子之间是以共价键结合的,共价键有饱和性和方向性,一个原子不能形成12条共价键,所以原子晶体就不能形成配位数是12的最密堆积结构。

(5)图2中为铁的体心立方结构,晶胞中含有Fe原子数目是2,其晶胞质量是,2×56/NA,铁原子半径为r,边长为a,则3a2=(4r)2,a=,晶胞的体积是V=(cm)3,故其密度是 g/cm3

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题型: 单选题
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单选题 · 20 分

开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍

①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的

②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能

③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间

④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用

A①③

B①④

C②③

D②④

正确答案

C

解析

①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。

知识点

生产决定消费
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题型:填空题
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填空题

现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,B、C、E、G的单质均有多种同素异形体,请回答下列问题:

Ⅰ.(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为____________。(用相应的元素符号表示)

(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为    ____________________。(用化学式表示)

(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。

Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其与金刚石结构相似,右图为其结构中的最小重复单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为___________;G的三溴化物分子的结构为_________型。

(2)写出合成BG的化学反应方程式为_______________________________。

(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为__________g/cm3。(不需化简)

正确答案

Ⅰ.(1)N>O>C      (2分)

(2)N2H4>P2H4>C2H4  (2分)

(3)          (2分)

Ⅱ.(1)sP2  (2分);三角锥  (1分)。

(2)BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr (3分)

(3) (3分)

试题分析:由a+b=c,a+c=d,a+d=e,知b、c、d、e间相差a,在短周期内,猜想a=1,且B、C、E、G的单质均有多种同素异形体,则b、c、d、e分别等于5、6、7、8,g=15,对应元素分别是H、B、C、N、O、P,B、C、O、P均有同素异形体。

Ⅰ.(1)N的最外层为半充满状态,第一电离能最大,C、O则按照同周期元素第一电离能的比较即可,则C、N、O的第一电离能由大到小的关系为N>O>C

(2)C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的化学式为C2H4、N2H4、P2H4,它们均属于分子晶体,但N2H4分子间存在氢键,所以沸点最高,其他两种符合相对分子量越大,分子间作用力越大,沸点越高,所以沸点的高低顺序是N2H4>P2H4>C2H4

(3)分子式为C4D4E8的物质的最简式为CNO2, 该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键,所以每个碳原子与其他3个碳原子相连,同时与一个硝基相连,其结构简式为

Ⅱ.(1)B的三溴化物的化学式为BBr3,中心原子的价层电子对数是3,所以是sp2杂化,G的三溴化物的化学式为PBr3,中心原子的价层电子对数是4,有1对孤对电子,所以空间构型为三角锥型

(2)根据题目中提供的合成BG的条件,则合成BG的化学反应方程式为BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr

(3)B原子位于P的正四面体的中心,所以B与P的最近距离是正四面体的中心到顶点的距离,设立方体的棱长为b,则=a,b=a,该晶胞中实际拥有4个BP,所以该晶胞的密度为4×42/NA/(a×10-10)3=

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题型:填空题
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填空题

氯化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂(Na2B4O7)和尿素反应可以得到氮化硼:Na2B4O7+ 2CO(NH2)2=4BN+Na2O +4H2O+2CO2↑,根据要求回答下列问题:

(1)组成反应物的所有元素中,第一电离能最大的是___________________。

(2)尿素分子()中键与键数目之比为__________;尿素分子中处于同一平面的原子最多有_______个。

(3)尿素分子一定条件下形成六角形“超分子”(结构如图)。“超分子”中尿素分子间主要通过什么作用力结合。答:________________(填1种)。

(4)图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进人通道,并形成“超分子”的包台物;支链烷烃因含有测链,空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离。

①直链烷烃分子能进人通道时,通过什么作用力与“超分子”结合,从而形成 “超分子”包合物?答:___________________。

②下列物质可以通过尿素“超分子”进行分离的是____________。

A.乙烷和丁烷    B.丁烷和异丁烷    C.异戊烷和新戊烷    D氯化钠和氯化钾

(5)BN晶体有a、B两种类型,且a—BN结构与石墨相似、B—BN结构与金刚石相似。

①a一BN晶体中N原子杂化方式是____________________;

②B—BN晶体中,每个硼原予形成________个共价键。这些共价键中,有________个为配位键。

正确答案

(1)N(2分)

(2)1︰7(2分)   6(2分)

(3)氢键(2分)

(4)①范德华力(1分) ②B(1分)

(5)①sp2(1分)   ②4    1(各1分,共2分)

试题分析:(1)组成反应物的所有元素Na、B、O、C、N、H,非金属性越强第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,即组成反应物的所有元素中,第一电离能最大的是N。

(2)单键都是键,双键是由1个键和1个键构成的,所以根据尿素分子的结构简式可知,分子中键与键数目之比为1︰7;由于碳氧双键是平面形结构,2个氮原子位于这个平面上。由于氨气是三角锥形结构,因此氨基中的2个氢原子最多有1个位于这个平面上,因此尿素分子中处于同一平面的原子最多有6个。

(3)尿素形成的晶体是分子晶体,而氧元素与氮元素均能形成氢键,所以“超分子”中尿素分子间主要通过氢键作用力结合。

(4)①烷烃形成的晶体类型是分子晶体,因此通过分子间作用力即范德华力与“超分子”结合,从而形成 “超分子”包合物。

②关节炎题意可知,可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离,而乙烷和丁烷都不带支链,异戊烷和新戊烷均带支链,氯化钠和氯化钾不是烷烃,因此不能实现分离,丁烷和异丁烷分别是直链烷烃和支链烷烃,可以实现分离,答案选B。

(5)①a—BN结构与石墨相似,而石墨是层状结构,碳原子是sp2杂化,所以a一BN晶体中N原子杂化方式是sp2杂化。

②B—BN结构与金刚石相似,金刚石中每个碳原子形成4个共价键,所以B—BN晶体中,每个硼原予也形成4个共价键。由于B原子的最外层电子数是3个,只能形成3个共价键,因此这些共价键中,有1个为配位键。

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题型:填空题
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填空题

有A、B、C、D、E、F 6种元素,A是周期表中原子半径最小的元素,B是电负性最大的元素,C的2p轨道中有3个未成对的单电子,F原子核外电子数是B与C核外电子数之和,D是主族元素且与E同周期,E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,D与B可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。

请回答下列问题:

(1)E元素原子基态时的电子排布式为________________________________________________________________________。

(2)F的氧化物FO3分子的空间构型为________。

(3)CA3极易溶于水,其原因主要是________________________________________________________________________。

与其最简单分子互为等电子体的阳离子为________。

(4)下列分子结构图中的“”表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“”表示氢原子,小黑点“”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。

则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是________(填写序号);在②的分子中有________个σ键和________个π键。

(5)从图中可以看出,D与B形成的离子化合物的化学式为________。

(6)图中,若D与B的离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是________________________________________________________________________(写出表达式即可)。

正确答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(2)平面正三角形

(3)与水分子间形成氢键 H3O

(4)①③④ 3 2

(5)CaF2

(6)

由题意可知,A为氢元素,B为氟元素,C为氮元素,F为硫元素;E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,为铜元素;D是主族元素且与铜元素同周期,并且D与氟元素形成的离子化合物的晶胞中含有8个F原子和8×+6×=4个D原子,可知其化学式为DF2,D的化合价为+2价,为钙元素。(1)当d轨道全充满或半充满时能量较低,状态较稳定。(2)SO3分子中硫原子形成三个σ键,不含孤电子对,则杂化轨道数为 3,空间构型为平面正三角形。(3)NH3分子和H2O分子可以形成分子间氢键,所以NH3易溶于水;等电子体是原子数相同,价电子数相同的微粒。NH3分子中含有10个电子,与其互为等电子体的阳离子为H3O。(4)中心原子杂化轨道数=σ键个数+孤电子对数,单键为σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,三键中含有一个σ键和两个π键。由图可知,①所示分子的中心原子中含有3个σ 键和1个孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,②所示分子的中心原子中含有2个σ 键和0个孤电子对,杂化轨道数为2,采取sp杂化;③所示分子的中心原子中含有4个σ 键和0个孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化;④所示分子的中心原子中含有2个σ 键和2个孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化。(6)根据晶胞结构可以知道一个CaF2晶胞中有4个Ca2和8个F,CaF2的摩尔质量为78 g·mol-1,一个晶胞的质量为,则晶胞的体积为

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题型:简答题
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简答题

现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:

(1)元素X的一种单质在生活中常用作饮水机的消毒剂,该单质的化学式是______,元素Z的离子结构示意图为______.

(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+,请写出检验溶液中存在该离子的实验操作、现象和结论______.

(3)写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为______.

(4)元素X与元素Y相比,非金属性较强的是______(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是______.

a.Y的氢化物可在纯X2中燃烧生成X的氢化物和Y2

b. X的单质比Y的单质更容易与H2 化合

c.X与Y形成的化合物中Y元素呈正价态.

正确答案

短周期元素中,最外层电子数是次外层电子数的3倍,即第一层电子数为2,第二层电子数为6,则X为氧元素;常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性,即氢化物为氨气,则Y为氮元素;第三周期元素的简单离子中半径最小,阴离子的半径大于阳离子的半径,金属离子中原子序数越大的半径最小,则Z为铝元素;

(1)因氧元素的单质臭氧具有强氧化性,则可在生活中常用作饮水机的消毒剂,铝离子的质子数为13,核外电子数为10,其结构示意图为

故答案为:O3

(2)因铵根离子能与碱反应生成氨气,且氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故答案为:取少量溶液(或待测液)于试管中,滴加适量浓NaOH溶液后加热,将湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒上靠近试管口部,若试纸变蓝,说明溶液中存在该离子,反之,不存在该离子;

(3)Z元素最高价氧化物对应的水化物,Al(OH)3与NaOH的反应为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,离子反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,

故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;     

(4)因N、O元素处于同周期,同周期随原子序数的增大,非金属在增强,故O元素的非金属强,a中的氧化还原反应可判断氧气的氧化性大于氮气的氧化性,则氧的非金属性大于氮元素的非金属性,b中与氢气的化合的难易程度可知氧的非金属性强,c中氧比氮元素容易得到电子,则氧的非金属强,故答案为:O;a,b,c.

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