- 研究型实验
- 共4868题
下面是C60、金刚石和二氧化碳的分子模型。
请回答下列问题:
(1)硅与碳同主族,写出硅原子基态时的核外电子排布式:_________________
(2)从晶体类型来看,C60属于_________晶体。
(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似,即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构,分析二氧化硅的空间网状结构中,Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是__________________________;晶体硅中硅原子与共价键的个数比为
(4)图丙是二氧化碳的晶胞模型,图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有________个二氧化碳分子,二氧化碳分子中键与
键的个数比为 。
(5)有机化合物中碳原子的成键方式有多种,这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是_______,丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是_______,丙烯分子中最多有 个原子共平面。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p2 (2)分子 (3)6 ;1:2 (4)4 ;1:1(5)sp3 ;sp2 ;7
试题分析:(1)硅的原子数序为14,基态时的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2;(2)由题给结构模型知,C60有固定的组成,不属于空间网状结构,为分子晶体;(3)由题给结构模型知,金刚石中的最小环为六元环,二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6,二氧化硅晶体中,每个Si原子与4个O原子形成共价键,每一个共价键中Si的贡献为一半,则平均1个Si原子形成2个共价键,所以晶体硅中硅原子与共价键的个数比为1:2;(4)二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心位置,则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×1/8+6×1/2=4,二氧化碳的分子结构为O=C=C,每个分子中含有2个σ键和2个π键,所以σ键与π键的个数比为1:1;(5)根据丙烷和丙烯的结构分析,丙烷分子中2号碳原子形成4个σ键,所以杂化方式是sp3,丙烯分子中2号碳原子碳原子形成3个σ键,所以杂化方式是sp2,丙烯中含有乙烯的结构特点,和双键共平面的原子共有6个原子,甲基中含C-H键,原子围绕着σ键旋转,则最多有1个原子和其它6个原子共平面,即丙烯分子中最多有7个原子共平面。
2012年10月1日起,我国将逐步淘汰白炽灯而采用高效照明的电致发光产品,电致
发光材料有掺杂Mn2+和Cu2+的硫化锌、蒽单晶、8一羟基喹啉铝等。
(1)Mn2+在基态时,核外电子排布式为_________。
(2)硫化锌的晶胞结构如图1所示,则每个晶胞中含S2-的数目为________个。
(3)蒽(,平面结构)属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)8一羟基喹啉铝具有较高的发光效率。8一羟基喹啉铝的分子结构如图2所示,其分子中存在的相互作用力有_______(填字母)。
A.极性键 B.非极性键 C.金属键 D.氢键 E.配位键
(5)已知铜元素能形成多种化合物。
①CuSO4·5H2O也可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如图3所示。下列说法正确的是________(填字母)。
A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用SP3杂化
B.该晶体中电负性最大的元素是O
C.该晶体属于原子晶体
D.该晶体中的水在不同温度下会分步失去
②YBCO-12也是一种含Cu元素的化合物,化学式为YBa2Cu3O6.95。已知该化合物中各元素的化合价为:Y为+3价、Ba为+2价、O为—2价、Cu为+2价和+3价。则该化合物中+2价Cu和+3价Cu的原子个数之比为_______。
正确答案
(8分)
(1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar] 3d5)(2分)
(2)4(1分)
(3)非极性(1分)
(4)ABE (2分)
(5)①BD(2分)②7:3(1分)
试题分析:
(1)Mn2+在基态时,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
(2)硫化锌的晶胞结构如图1所示,则每个晶胞中8个顶点各有1/8,6个面各有1/2,共4个。
(3)分子是平面型,有高度的对称性,属于非极性分子。
(4)C-C的非极性键,C-O、C-N的极性键,N-Al的配位键(共用N的一对孤对电子)。
(5)①A.H2O中氧原子都采用SP3杂化,硫酸根中不是,错误;B.该晶体中电负性最大的元素是O,正确;C.该晶体属于离子晶体,错误;D.该晶体中的水是用不同的键结合的,所以在不同温度下会分步失去,正确。②根据化合价代数和为0,求得Cu平均价态为2.3价,进一步求得+2、+3价原子数目比为7:3
根据所学知识,回答以下问题:
(1)Ni(CO)4是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4是____________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①N2H4的结构式为 ;NH4+的空间构型是 。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7 kJ·mol-1若该反应中有259.7kJ能量释放时,则形成的π键有______mol。
(3)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:则Xm-的化学式为 ,硼原子轨道的杂化类型有 杂化,原子3的轨道杂化类型为 杂化,Na+与Xm-之间的作用力是 。
(4)BN晶体,具有熔沸点高,耐磨擦和较高的硬度等性质。则BN的晶体类型是 ,N的价层电子的电子排布图为 。
正确答案
(1)非极性(1分) (2)① (2分) 正四面体 (1分)② 1.5mol(2分)
(3)[B4O5(OH)4]2-(2分),Sp2和Sp3,Sp3(3分),离子键(1分)
(4)原子晶体(1分),(2分)。
试题分析:(1)Ni(CO)4是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂,这些性质说明该化合物应该是分子晶体。根据相似相溶原理可知,Ni(CO)4是非极性分子。
(2)①肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物,则根据氨气的金刚石可知,N2H4的结构式为。由于在NH4+中氮原子的4个价电子全部参与成键,不存在孤对电子,所以NH4+的空间构型是正四面体结构。
②根据热化学方程式可知,如果该反应中有259.7kJ能量释放时,则参加反应的肼的物质的量是259.7kJ÷1038.7 kJ/mol=0.25mol,则生成0.75mol氮气。又因为三键是由2个π键和1个α键构成的,则形成的π键有0.75mol×2=1.5mol。
(3)①1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子。3号氧原子形成2个单键,所以氧原子是sp3杂化。2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化; B一般是形成3个键,4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,配位键存在4号与5号之间。观察模型可知Xm-是(H4B4O9)m-,依据化合价H为+1,B为+3,O为-2,可得m=2,则化学式为[B4O5(OH)4]2-。该微粒和钠离子形成的应该是离子键。
(4)BN晶体,具有熔沸点高,耐磨擦和较高的硬度等性质,这些性质说明,BN的晶体类型是原子晶体,根据构造原理、泡利原理和洪特规则可知,N的价层电子的电子排布图为。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
(13分)A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素,其原子序数依次增大。已知:
(1)写出A元素基态原子的价电子排布图 。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时,该原电池的负极的电极反应式为:
(2)常温下,某气态单质甲分子与AB分子核外电子数相等,则一个甲分子中包含 个π键,在A—H、B—H两种共价键中,键的极性较强的是 (用元素符号表示)。D元素原子核内中子数比质子数多1,则D原子可以表示为 ,其原子核外有 种运动状态不同的电子。
(3)B的氢化物的熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高,原因是
。
(4)通常情况下,A的燃烧热为a kJ ·mol-1,C的燃烧热为b kJ ·mol-1,则C与AO2反应生成A的热化学方程式为 。
正确答案
((1)、方程式、电极反应式,每空2分,其余每空1分)
(1)Al + 4OH- -3e- =AlO2- +2H2O
(2) 2 O—H 1327Al 13
(3)高 水分子之间存在氢键
(4)2Mg(s)+CO2(g) =" 2MgO(s)" + C(s) ΔH = -(2b—a) kJ•mol-1
根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E分别是C、O、Mg、Al、Fe。
(1)根据构造原理可知,C元素基态原子的价电子排布图是
;由于镁和氢氧化钠溶液不反应,铝能和氢氧化钠溶液反应,所以在该原电池中镁是正极,铝是负极,负极反应式是Al + 4OH- -3e- =AlO2- +2H2O。
(2)气态单质甲分子与CO分子核外电子数相等,所以甲是氮气。氮气中含有三键,而三键是由2个π键和1个α键形成的;由于氧元素的非金属性其余碳元素的,所以键的极性较强的是O-H键;由于质子数和中子数之和是质量数,所以根据题意可知,该原子的符号是1327Al;核外电子数是13个,则就有13种运动状态不同的电子。
(3)由于水分子之间存在氢键,所以其熔沸点高于硫化氢的。
(4)根据燃烧热可知,热化学方程式是① c(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-a kJ ·mol-1,② Mg(s)+1/2O2(g)=2MgO(s) △H=-bkJ ·mol-1。所以根据盖斯定律可知,②×2-①即得到2Mg(s)+CO2(g) =" 2MgO(s)" + C(s),所以反应热ΔH = -(2b—a) kJ•mol-1。
前四周期原子序数依次增大的元素A,B,C,D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,且A-和B+的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:
(1)D2+的价层电子排布图为_______。
(2)四种元素中第一电离最小的是________,电负性最大的是________。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_________;D的配位数为_______;
②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。
(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有_____;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_______,配位体是____。
正确答案
(1)
(2)K;F
(3)①K2NiF4;6;②3.4
(4)离子键和配位键;[FeF6]3-;F-
前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有一个,并且A-和B+的电子数相差为8,A属于第VIIA族元素,B属于第IA族元素,且A的原子序数小于B,则A是F元素,B是K元素;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2,且C和D的原子序数大于B,C的原子序数小于D,则C是Fe元素,D是Ni元素
(1)D2+的价层电子为3d电子,根据能量最低原理、保里不相容原理及洪特规则知,其价电子排布图为;
(2)元素的金属性越强其第一电离能越小,元素的非金属性越强,其电负性越大,这四种元素中金属性最强的是K元素,非金属性最强的元素是F,所以第一电离能最小的是K,电负性最大的是F;
(3)①该晶胞中A原子个数=16×1/4+4×1/2+2=8,B原子个数=8×1/4+2=4,D原子的个数=8×1/8+1=2,故该化合物的化学式为K2NiF4;由晶体的结构,D的配位数是6;
②该晶胞的体积=(400×10-10cm)2(1308×10-10cm)
(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物的K3FeF6,该物质中阴阳离子间存在离子键,铁原子和氟原子间存在配位键,该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为[FeF6]3-,配位体是F-。
四种短周期元素的性质或结构信息如下表,请根据信息回答下列问题.
(1)B元素在周期表中的位置______,写出A原子的电子排布式______.
(2)写出C单质与水反应的化学的化学方程式______.A与C形成的化合物溶于水后,溶液的pH______7(填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)写出D元素的最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式______.
(4)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号)______.写出证明这一结论的一个实验事实______.
正确答案
A、B、C、D是短周期四种元素,A单质室温下单质是粉末状固体,加热易熔化.单质在空气中燃烧生成的气体是形成酸雨的主要污染物之一,则A为S元素;
B单质常温、常压下是黄绿色气体,能溶于水,则B为Cl元素;
C单质质软、银白色固体、导电性强.单质在空气中燃烧发出黄色的火焰.则C为Na元素;
D原子最外层电子层上s电子数等于p电子数.单质是一种常见的半导体材料.则D为Si元素,即A为S元素,B为Cl元素,C为Na元素,D为Si元素.
(1)B为Cl元素,处于第三周期第ⅦA族;A为S元素,原子核外有16个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,
故答案为:第三周期第ⅦA族;1s22s22p63s23p4;
(2)C为Na元素,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;
A为S元素,A与C形成的化合物为硫化钠,为强碱弱酸盐,溶于水后硫离子发生水解,溶液呈碱性,溶液的pH大于7,
故答案为:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;大于;
(3)D为Si元素,最高价氧化物为SiO2,SiO2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,
故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(4)A为S元素,B为Cl元素,同周期自左而右,非金属性减弱,所以非金属性Cl>S;
高氯酸的酸性强于硫酸的酸性,氯化氢的稳定性强于硫化氢,氯气氧化硫化氢为硫单质,都说明非金属性Cl>S,
故答案为:Cl;高氯酸的酸性强于硫酸的酸性或氯化氢的稳定性强于硫化氢或氯气氧化硫化氢为硫单质.
短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等,请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为______
(2)元素的原子的得电子能力为:Q______W(填“>”或“<”).
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是具有漂白性的气体,反应的化学方程式为:______
(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物在二氧化锰催化作用下易分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是______
(5)将12gQ单质在足量的氧气中燃烧,所得气体通入1L1.5mol•L-1NaOH溶液中,完全吸收后,溶液中大量存在的离子有______.
正确答案
T所处的周期序数与族序数相等,应为第三周期第ⅢA族元素Al,根据元素所在周期表中的位置可知Q为C,R为N,W为S元素,则
(1)T为Al,为周期表13号元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为3,原子结构示意图为
,
故答案为:
;
(2)根据S、C最高价氧化物对应的酸性硫酸强于碳酸,则可得非金属性S强于C,故答案为:<;
(3)S与浓H2SO4发生反应,从元素守恒看,肯定有水生成,另外为一气体,从化合价和性质看,只能是SO2,则反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,
故答案为:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O;
(4)比R质子数多1的元素为O,存在H2O2转化为H2O的反应,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,
故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
(5)12g碳是1mol,燃烧生成1molCO2,与1.5molNaOH反应的化学方程式为:2CO2+3NaOH=NaHCO3+Na2CO3,生成碳酸钠、碳酸氢钠各0.5mol,溶液中大量存在的离子有Na+、HCO3-、CO32-,故答案为:Na+、HCO3-、CO32-.
W、X、Y和Z都是周期表中前18号元素,已知:
①W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布,且能形成组成为W2Y离子化合物;
②Y和Z属同族元素,它们能形成两种气态化合物;
③X和Y属同一周期元素,它们能形成组成为XY2共价化合物,一个XY2分子中的电子总数为22;
(1)W元素是______;Z元素是______.
(2)化合物W2Y和XY2的电子式分别是______和______.
(3)Y和Z形成的两种气态化合物的分子式是______和______.
(4)写出化合物XY2与W的高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:______.
正确答案
W、X、Y和Z都是周期表中前18号元素,Y和Z属同族元素,它们能形成两种气态化合物,化合物为SO2、SO3,则Y、Z可能为O或S;若Y为O,由X和Y属同一周期元素,它们能形成组成为XY2共价化合物,一个XY2分子中的电子总数为22,X的质子数为22-8×2=6,则X为C;若Y为S,则X的质子数为22-16×2=-10,不符合事实,则Y为O,Z为S,X为C;W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布,且能形成组成为W2Y离子化合物,则W为Na,
(1)W为Na,Z为S,故答案为:Na;S;
(2)化合物W2Y为Na2O,为离子化合物,电子式为
,XY2为CO2,为共价化合物,电子式为
,
故答案为:
;
;
(3)Y为O,Z为S,形成两种气态化合物为SO2、SO3,故答案为:SO2;SO3;
(4)W的高价氧化物对应水化物为NaOH,与CO2反应生成碳酸钠和水,离子反应为CO2+2OH-═CO32--+H2O,故答案为:CO2+2OH-═CO32--+H2O.
第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
(1)下列叙述正确的是 。(填字母)
A.CH2O与水分子间能形成氢键
B.CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C.C6H6分子中含有6个键和1个大
键,C6H6是非极性分子
D.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
Mn元素价电子排布式为 ,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是 。
(3)根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域,其中Ti属于 区。
(4)Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如图所示,则X的化学式为 。
(5)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN-离子,可在X的催化下,先用NaClO将CN-氧化成CNO-,再在酸性条件下CNO-继续被NaClO氧化成N2和CO2。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
②与CNO-互为等电子体微粒的化学式为 (写出一种即可)。
③氰酸(HOCN)是一种链状分子,它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体,其分子内各原子最外层均已达到稳定结构,试写出氰酸的结构式 。
正确答案
(1) A D 2分 (2)3d54s2 2分 Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。) 2分 (3)d区 1分 (4) TiO2 2分
(5)① H<C<N<O 2分 ②CO2(N2O)、SCN-2分 ③ N≡C—O—H 2分
试题分析:(1)A、由于氧元素的电负性大,所以CH2O与水分子间能形成氢键,A正确;B、CH2O分子是平面型结构,中心原子碳原子是sp2杂化,CO2分子是直线型结构,中心原子碳原子采用sp杂化,B不正确;C、C6H6结构是正六边形结构,属于非极性分子。C6H6分子中碳原子是sp2杂化,其中每个碳原子与碳原子形成2个σ键,与氢原子形成1个σ键,所以共含有12个σ键和1个大π键,C不正确;D、CO2晶体是分子晶体,而二氧化硅晶体是原子晶体,所以CO2的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,D正确,答案选AD。
(2)Mn是25号元素,则根据核外电子排布规律可知,Mn元素价电子排布式为3d54s2;由于Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。),所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。
(3)区的名称来自于安装构造原理最后填入电子的轨道名称,Ti是22号元素,其价电子排布式为3d24s2,所以Ti元素位于d去。
(4)根据晶胞结构可知,氧原子位于面心处与晶胞内,Ti原子位于顶点处和体心处,所以根据均摊原理可知,结构中氧原子的个数=4×+2=4个,Ti原子个数=1+8×
=2,所以化学式为TiO2。
(5)①非金属性越强,电负性越小。因此同周期自左向右电负性逐渐增大,则H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N<O。
②价电子数与原子数分别都相等的互为等电子体,则与CNO-互为等电子体微粒的化学式为CO2(N2O)、SCN-等。
③氰酸(HOCN)是一种链状分子,它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体,其分子内各原子最外层均已达到稳定结构,因此分子中C与N形成三键,其余均是单键,所以氰酸的结构式N≡C—O—H。
(12分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是 (填编号)。写出号元素的核外电子排布式_______________________________________;
第一电离能的大小关系为________________(用元素符号表示)
(2)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如右图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为 (用对应的元素符号表示)。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是 。
(4)某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的价电子数为 ; 该元素与元素①形成的分子X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大,其主要原因是 。
正确答案
(12分) (1)⑨ (1分) 1s22s22p63s23p6 3d104s1
(2分) Mg>Al (2分) (2)MgCNi3或CMgNi3 (2分) (3)B D (2分)
(4)5(1分); X和Y都是极性分子(且能形成氢键),根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂中。(2分)
试题分析:(1)区的名称来自于按照构造原理最后填入电子的轨道名称,所以根据元素周期表的结构可知,表中属于d区的元素是⑨;⑩是铜,根据构造原理可知,核外电子排布是1s22s22p63s23p6 3d104s1;金属性越强,第一电离能越小。但由于Mg的3s轨道电子处于全充满状态,稳定性好,所以第一电离能是Mg>Al。
(2)②是碳元素,位于体心处,含有1个碳原子;④是镁位于顶点处,含有个镁原子;⑨是Ni,含有
个Ni原子,所以化学式是MgCNi3或CMgNi3。
(3)乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志,所以该化合物是乙烯。乙烯分子中含有碳碳双键,属于平面型结构,能发生加成反应,BD正确;由于双键都是由1个α键和1个π键构成的,所以乙烯分子含有6个σ键和1个π键,乙烯分子中不含有氢键,A和C不正确,答案选BD。
(4)由于s能级只能容纳2个电子,则n=2。所以根据元素的特征电子排布式为nsnnpn+1可知,该元素原子的价电子数为5个,该元素是氮元素。氨气和水都是极性分子(且能形成氢键),根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂中。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
决定物质性质的重要因素是物质的结构。请回答下列问题:
(1)N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 。
(2)甲醛(H2C=O)分子碳原子的杂化方式为 用价层电子对互斥理论推断甲醛中H—C—H的键角 120o(填“>”“<”或“=”)。
(3)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似(图a所示)。KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是 。
(4)设MgO晶胞的边长为acm,则MgO的密度是 g·cm-3(只要求列算式。阿伏加德罗常数为NA)。
(5)某配合物的分子结构如图b所示,其分子内不含有 (填字母)。
正确答案
(1)N>O>S;(2)sp2;<;(3)MgO>CaO>KCl;(4)160/a3NA;(5)AC。
试题分析:(1)根据同周期同主族元素性质递变规律判断,同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但氮原子2p轨道为半充满状态,第一电离能比相邻的元素都大;同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小,N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S;(2)甲醛(H2C=O)分子碳原子的杂化方式为sp2;甲醛(H2C=O)分子中氧原子上含有两对孤对电子,对成键电子对有排斥作用,甲醛中H—C—H的键角<120o;(3)对于结构相似的离子晶体,晶格能越大晶体的熔点越高;晶格能的高低取决于离子半径和离子所带的电荷,离子半径越小,所带电荷越多,晶格能越大,熔点越高;则KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是MgO>CaO>KCl;(4)根据MgO晶胞结构利用切割法分析知,1mol晶胞中含有4molMgO,质量为160g,晶胞的边长为acm,则1mol晶胞的体积为a3NAcm3则MgO的密度是160/a3NAg·cm-3;(5)根据配合物的分子结构判断,其分子内不含有离子键和金属键,选AC。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
(1)与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有 (填元素符号)。
(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有 。
(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图所示。
化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为 ,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该晶体中Ti原子周围与它距离最近且相等的N原子的个数______。
正确答案
(1)Ni、Ge、Se(2)A D(3)7;C
试题分析:(1)Ti是22号元素,核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2.位于第四周期,第四副族.其未成对电子数为2个。在第四周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有Ni核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2.,Ge核外电子排布式是:1s22s22p63s23p64s24p2、Se 核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s24p4. (2)在[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有σ键和配位键。选项为AD。(3)在化合物甲中的苯环上的6个C原子和羰基的C原子,一共7个。在化合物乙
中采取sp3杂化的原子有除了苯环的以外的C原子、N原子、O原子。其中N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,处于半充满的稳定状态,失去电子比较难。一般情况下,元素的原子序数越大,原子半径越小,原子的第一电离能就越大。所以这三种元素原子的第一电离能由小到大的顺序为C
(一)BaCl2·xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定:
①称取1.222g样品,置于小烧杯中,加入适量稀盐酸,加热溶解,边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全,静置;
②过滤并洗涤沉淀;
③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧;转入高温炉中,反复灼烧到恒重,称得沉淀质量为1.165g。
回答下列问题:
(1)在操作②中,需要先后用稀硫酸和 洗涤沉淀;
(2)计算BaCl2·xH2O中的x= (取整数值)。
(3)操作③中,如果空气不充足和温度过高,可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS,这使x的测定结果 (填“偏低”、“偏高”或“不变”)。
(二)、(5分)图A所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸,a的一种同素异形体的晶胞
如图B所示。且该物质为自然界最硬的物质。
回答下列问题:
(1)图B对应的物质名称是 ,(2)d中元素的原子核外电子排布式为 。
(3)图A中由二种元素组成的物质中,沸点最高的是 ,
(4)图A中的双原子分子中,极性最大的分子是 。
(5)k的分子式为 ,
正确答案
(一)(1)蒸馏水 取水洗液于试管中,加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,若无白色浑浊出现,则表明Cl-已经冼净。 (2) 2 (3)偏高。
(二)(1)金刚石 (2)1s22s22p63s23p5 (3)H2O (4)HCl (5)COCl2
试题分析:
(一)(1)洗涤必须用到蒸馏水
(2)样品中BaCl2的物质的量为
质量
(3)题中已经表明硫酸钡被还原为BaS,则沉淀质量减小,相对水的质量比提高,x数据将偏高。
(二)(1)每个a原子周围有4个键,则图B对应的物质为金刚石;该晶胞中的原子数为:8×+6×
=4=8。
(2)a为C,则b为H2、c为O2,因i是常见的酸,只由b、d形成可判断为盐酸,则d为Cl2。Cl原子核外有17个电子,其排布式为:1s22s22p63s23p5。
(3)除a、b、c、d外,f为CO,g为CO2,i为HCl,而k与水反应生成CO2与盐酸,判断K为COCl2。所有两元素形成的物质中,只有水是液态,其它都是气体;H2O中,中心原子O形成2条共价键、2对孤对电子,故O采取sp3杂化,形成V形分子。
(4)所有双原子分子中,只有H、Cl电负性差值最大,因而极性最大。(5)COCl2中C原子含有3个σ键,1个π键,故C原子采取sp2杂化。
已知A、D、E、G、L、M是核电荷数依次增大的6种短周期主族元素,其中A的原子序数与周期序数相等,D、G、L、M基态原子的最外能层均有2个未成对电子。R+核外有28个电子。请回答下列问题:(答题时,A、D、E、G、L、M、R用所对应的元素符号表示)
(1)E、G、M的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构,其中R为+2价,G为-2价。基态R2+的核外电子排布式为 ;Q的化合价为 价。
(3)1 mol晶体L中含有δ键的数目为 。
(4)G与M可形成MG3与MG2,MG3分子的空间构型是 ,MG2中M原子的杂化方式是 。
(5)在(EA4)2R(MG4)2中存在的化学键除极性键外,还有 (填字母)。
a.离子键 b. 氢键 c.配位键 d.金属键
正确答案
(1)N>O>S (2)[Ar]3d9 +3 (3)2NA
(4)平面三角型 sp2杂化
(5)ac
试题分析:A、D、E、G、L、M、R分别为H、C、N、O、Si、S、Cu。(1)N最外层电子为半满的相对稳定结构,第一电离能比相邻元素高,故有N>O>S;
(2)晶胞中G数目16×1/4+4×1/2+2=8
R数目8×1/8+1=2
Q数目8×1/4+2= 4
故化学式为G4Q2R,所以Q的化合价为+3
(3)1 mol晶体L中含有δ键的数目为2NA;硅晶体为原子晶体,1mol含有2molSi-Si键;(4)SO3和SO2中价电子对数为6/2=3,SO3中S的杂化为sp2,故为平面三角型;SO2中S的杂化方式为sp2;(5)含有配位键和离子键。
原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。回答下列问题:
1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1mol Y2X2含有σ键的数目为 。
2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。
3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是 ,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为 。
正确答案
(7分)
1)sp,3×6.02×1023个。 2)NH3分子间存在氢键。
3)N2O。 4)CuCl,CuCl+2HCl=H2CuCl3。
试题分析:本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体,考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强,重点特出。由题意知X、Y、Z、W四种元素分别是:H、C、N、Cu。
点评:本题考查的是共价键、等电子体和晶体的相关知识,题目难度大,注意基础知识的学习、掌握及应用。
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