- 晶胞
- 共1643题
现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期.B元素含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;D的原子核外有8个运动状态不同的电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子.请回答下列问题:
(1)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序______.
(2)下列说法错误的是______.
A.二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:SiO2>CO2
B.电负性顺序:C<N<O<F
C.N2与CO为等电子体,化学性质相似
D.由于水分子间存在氢键,所以稳定性:H2O>H2S
(3)E元素的+2价氧化物的熔点比+3价氧化物(高或低),原因是______.
(4)B单质的一种同素异形体的晶胞如图1所示,若晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中最近的两个原子之间的距离为______ cm.
(5)F离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点.
①F原子的外围电子排布式为______.向F的硫酸盐溶液中通入过量C与A形成的气体N,可生成[F(N)4]2+,该离子的结构式为______(用元素符号表示).
②某化合物与F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图2所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式有______.
正确答案
C<O<N
ACD
Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大,所带电荷少,故FeO晶格能比Fe2O3小
cm或
3d104s1
sp2、sp3
解析
解:A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期.A元素能级个数与核外电子数相等,则A为H元素;B元素含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同,原子核外电子排布为1s22s22p2,则B为C元素;D的原子核外有8个运动状态不同的电子,则D为O元素;C原子序数介于碳、氧之间,则C为N元素;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,应处于Ⅷ族及相邻的族,E元素的基态原子有4个未成对电子,外围电子排布为3d64s2,则E为Fe,故F为Cu,
(1)C、O、N元素都是第二周期非金属元素,同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能C<O<N,故答案为:C<O<N;
(2)A.沸点:SiO2>CO2,是由于二氧化硅属于原子晶体,二氧化碳形成分子晶体,故A错误;
B.同周期随原子序数增大电负性增大,故电负性顺序:C<N<O,故B正确;
C.N2与CO分子都含有2个原子、价电子总数都是10,二者为等电子体,结构相似,而化学性质相差较大,故C错误;
D.稳定性:H2O>H2S,是因为非金属性O>S,与分子之间存在氢键无关,故D错误,
故答案为:ACD;
(3)Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大,所带电荷少,故FeO晶格能比Fe2O3小,FeO的熔点比Fe2O3低,
故答案为:Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大,所带电荷少,故FeO晶格能比Fe2O3小;
(4)晶胞中C原子数目=4+6×+8×
=8,晶胞质量=8×
g=
g,若晶体的密度为ρg/cm3,则
晶胞体积==
cm3,则晶胞棱长=
cm,C原子与周围4个C原子形成正四面体,该正四面体的棱长=
cm×
=
cm,则晶体中最近的两个原子之间的距离=
cm或
;
(5)①F为Cu,原子的外围电子排布式为3d104s1 ,C与A形成的气体N,则A为H元素,N为NH3,F的硫酸盐为CuSO4,向CuSO4溶液中通入过量的NH3可生成[Cu(NH3)4]2+,该离子的结构式为:,
故答案为:3d104s1 ;;
②杂环上的碳原子含有3个σ键,没有孤对电子,采用sp2杂化,亚甲基上碳原子含有4个共价单键,采用sp3杂化,故答案为:sp2、sp3.
如图是氯化铯晶体的晶胞,已知晶体中2个最近的Cl-离子核间距为a cm,氯化铯的摩尔质量为M g/mol,NA为阿伏加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为( )
正确答案
解析
解:氯离子位于顶点,晶胞中数目为8×=1,铯离子位于体心,数目为1,即一个晶胞中含有一个氯离子和一个铯离子,则一个晶胞质量为
g,2个最近的Cl-离子核间距为acm,即晶胞边长为acm,则晶胞体积为:a3cm3,则密度为
g•cm-3,
故选C.
以共价单键相连的非金属单质中,1个原子与相邻原子成键的数目为8-N个,N为该非金属元素的主族序数,化学家称这一现象为(8-N)规则.右图是某非金属单质结构模型,构成该单质的元素在元素周期表中位于( )
正确答案
解析
解:观察分子结构图,发现该分子中,一个原子与另外5个原子成键,形成5个共价键,再根据“8-N”规则,有8-N=5,则N=3,即该元素位于第IIIA族.
故选A.
【物质结构与性质】
K2Cr2O7是一种常见的强氧化剂,酸性条件下会被还原剂还原成Cr3+.
(1)Cr3+能与OH-、CN-形成配合物[Cr(OH)4]-、[Cr(CN)6]3.
①Cr3+的电子排布式可表示为______.
②不考虑空间构型,[Cr(OH)4]-的结构可用示意图表示为______.
③CN-与N2互为等电子体,写出CN-的电子式:______.
(2)K2Cr2O7能将乙醇氧化为乙醛,直至乙酸.
①乙醛中碳原子的杂化方式有______、______.
②乙酸的沸点是117.9℃,甲酸甲酯的沸点是31.5℃,乙酸的沸点高于甲酸甲酯的沸点的主要原因是______.
(3)一种新型阳极材料LaCrO3的晶胞如图所示,已知距离每个Cr原子最近的原子有6个,则图中______原子代表的是Cr原子.
正确答案
1s22s22p63s23p63d3
sp3
sp2
乙酸分子间存在氢键
c
解析
解:(1)①铬24号元素,铬元素失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3,
故答案为:1s22s22p63s23p63d3;
②[Cr(OH)4]2-中的Cr2+与4个OH-形成配位键,可表示为,故答案为:
;
③根据氮气分子的电子式写出CN-的电子式,且CN-是离子,符合离子电子式的书写规则,所以其电子式为:,故答案为:
;
(2)①乙醛中甲基上的碳原子含有四个共价单键,所以甲基采用sp3杂化,醛基上碳原子含有3个共价单键,所以醛基上碳原子采用sp2杂化,故答案为:sp3;sp2;
②分子晶体中相对分子质量越大其熔沸点越高,但物质间含有氢键会导致该物质熔沸点增大,乙酸分子间存在氢键,所以乙酸的沸点高于甲酸甲酯的沸点,
故答案为:乙酸分子间存在氢键;
(3)该晶胞中B原子个数=6×,A原子个数=8×
,C原子个数是1,且距离每个Cr原子最近的原子有6个,则c代表铬原子,故答案为:c.
下列有关离子晶体的叙述中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.NaCl为立方面心结构,钠离子为12×+1=4,则1mol氯化钠中有4NA个Na+,4NA个Cl-,不存在分子,故A错误;
B.由NaCl晶胞结构可知,钠离子在棱心和体心时,顶点和面心为氯离子,则每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个,故B正确;
C.氯化铯晶体中,铯离子在体心,氯离子在顶点,每个Cs+周围紧邻8个Cl-,故C正确;
D.由NaCl晶胞结构可知,钠离子在棱心和体心时,顶点和面心为氯离子,则由A分析可知,平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-,故D正确;
故选A.
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