- 物质性质的研究
- 共799题
X、Y、V、W是常见的短周期元素,它们在周期表里的位置如下图所示.V、W的最简单的气态氢化物M、N混合时有白烟生成,M是碱性气体.请回答以下问题:
(1)W的原子结构示意图为______.
(2)常温常压下,将a L M气体和b L N气体通入水中,若所得溶液的pH=7,则a______b(填“>、=、<”)
(3)二氧化钛(TiO2)与X的单质、Y的单质在高温下反应,生成由两种元素组成的两种化合物,该反应的化学方程式为______.
(4)联氨(N2H4)也叫肼,是火箭的燃料写出肼的结构式______,用次氯酸钠溶液氧化M能得到肼的稀溶液,写出反应的离子方程式______.
(5)含X元素的一种化合物A与Y的最高价氧化物B之间有右图的转化关系,若D为白色沉淀,则如图转化的离子方程式为______.
正确答案
V、W的最简单的气态氢化物M、N混合时有白烟生成,M是碱性气体,则M为NH3,N为HCl,所以V为N元素,W为Cl元素,根据四种元素在周期表中的位置可知,Y为C元素,X为Al元素,则
(1)W为Cl元素,原子序数为17,原子核外有3个电子层,最外层电子数为7,则原子结构示意图为
,
故答案为:
;
(2)M为NH3,N为HCl,如二者等物质的量混合物,则恰好反应生成NH4Cl,为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,若所得溶液的pH=7,氨气应过量,故答案为:>;
(3)Y为C元素,X为Al元素,与二氧化钛(TiO2)在高温下反应生成的两种化合物为Al2O3和TiC,反应的化学方程式为3TiO2+4Al+3C 2Al2O3+3TiC,
故答案为:3TiO2+4Al+3C 2Al2O3+3TiC;
(4)联氨(N2H4)中N原子与其它三个原子成键,达到8电子稳定结构,结构式为
,次氯酸钠溶液氧化NH3能得到肼的离子方程式为ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O,
故答案为:
;ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O;
(5)含X元素的一种化合物A与Y的最高价氧化物B(CO2)之间发生反应,生成白色沉淀D为Al(OH)3,为AlO2-溶液与CO2的反应,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-.
A、B、C、D四种元素,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层少2个;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C.
(1)A、B、C、D四种元素的符号分别为______、______、______、______;
(2)A、B形成的化合物的化学键类型______;
(3)C的最高价氧化物的化学式______;
(4)D的最高价氧化物对应的水化物的化学式______.
(5)写出C的气态氢化物与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式:______.
正确答案
A、B、C、D四种元素,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等,则A为H元素;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3,则B为N元素;C元素原子的最外层电子数比次外层少2个,则C应有三个电子层,最外层电子数为6,即C为S元素;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C,D在第四周期第ⅠA族,即D为K,
(1)由上述推断可知,A为H,B为N,C为S,D为K,故答案为:H;N;S;K;
(2)A、B形成的化合物为氨气,存在N-H共价键,故答案为:共价键;
(3)S的最高价为+6价,则最高价氧化物为SO3,故答案为:SO3;
(4)K的最高价为+1价,则D的最高价氧化物对应的水化物的化学式为KOH,故答案为:KOH;
(5)C的气态氢化物为H2S,D的最高价氧化物对应的水化物为KOH,则二者反应的化学方程式为H2S+2KOH=K2S+2H2O,故答案为:H2S+2KOH=K2S+2H2O.
下表列出了①~⑥六种元素在周期表中的位置:
请按要求回答下列问题.
(1)元素①的元素符号是______.
(2)元素②的单质的电子式是______.元素③与元素⑤形成化合物的电子式是______.
(3)元素⑤的原子结构示意图是______.
(4)这六种元素中,位于第三周期且原子半径最小的是(填元素符号)______.
(5)这六种元素的最高价氧化物中,属于两性氧化物的是(填化学式)______.
(6)在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质,发生反应的离子方程式为______;向上述反应后的溶液中再加入元素④的单质,发生反应的化学方程式为______.
正确答案
由元素在周期表中的位置可知,①为C,②为N,③为Na,④为Al,⑤为S,⑥为Cl,
(1)由上述分析可知,①为C,故答案为:C;
(2)②的单质为氮气,其电子式为
,③与元素⑤形成化合物为硫化钠,其电子式为
,故答案为:
;
;
(3)S的原子结构示意图为
,故答案为:
;
(4)同周期从左向右原子半径在减小,则这六种元素中,位于第三周期且原子半径最小的是Cl,故答案为:Cl;
(5)这六种元素的最高价氧化物中,属于两性氧化物的是Al2O3,故答案为:Al2O3;
(6)在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质,发生钠与水反应生成NaOH和氢气,其离子方程式为2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,再加Al,发生的化学反应为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,故答案为:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑;2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.
天冬酰胺(结构如图)在芦笋中含量丰富,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中, (填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多,天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有 种。
(2)H2S和H2Se的参数对比见表。
①H2Se的晶体类型为 ,含有的共价键类型为 。
②H2S的键角大于H2Se的原因可能为 。
(3)已知钼(Mo)位于第五周期VIB族,钼、铬、锰的部分电离能如下表所示
A是 (填元素符号),B的价电子排布式为 。
正确答案
(1)氮(1分) 2 (1分)
(2)①分子晶体(2分) 极性键(2分)
② 由于S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,键角大(2分)
(3)Mn(2分) 3d54s1(2分)
试题分析:(1)天冬酰胺含有碳、氢、氧、氮四种元素,基态原子核外未成对电子数最多的为氮元素。
(2)①H2Se在常温时为由非金属元素形成的气态氢化物,为分子晶体;H与Se为不同元素,形成的共价键为极性键。
②S与Se为同主族元素,S位于第三周期、Se位于第四周期,S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,所以H2S的键角大于H2Se。
(3)A原子 I5、I6、 I7、 I8相差不大,所以A原子失去的8个电子都是价电子,所以A为Mn元素;B、C原子I7比I6大了很多,说明B、C原子的价电子为6,而各级电离能B大于C,说明B为第四周期的Cr,C为钼(Mo)位于第五周期,Cr的价电子排布式为:3d54s1
(11分)
Ⅰ.(8分)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);
(2)若知上述反应每产生2.24LCO气体(折为标准状况)放出Q kJ的热量,则其热化学方程式为
(3)用轨道表示式表达Si 核外电子排布情况
(4)已知Si的电负性为1.8 ,H的电负性为2.1,N的电负性为3.0 ,则SiH4中硅的化合价为 ,Si3N4所属的化合物类型是 (填离子化合物or共价化合物),在前四周期的元素中,未成对电子数最多的元素的电子排布式为
Ⅱ.(3分)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+4NO(g) ΔH=+1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为 (阿伏伽德罗常数用NA表示),放出的热量为 kJ。
正确答案
略
[化学—物质结构与性质]
(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2NF3+3NH4F
①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。
a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体
②基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1 ×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。
正确答案
(1)
(2)①a、b、d
②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(3)①a、d
②三角锥型 sp3
(4)< 中形成分子内氢键,使其更难电离出H+
(1)同周期从左到右,第一电离能逐渐升高,但受到全满、半满的影响,出现两处反常,Be>B,N>O;
(2)NH3、NF3、F2为分子晶体;Cu为金属晶体,NH4F为离子晶体;铜位于第ⅠB族,故电子排布式为[Ar]3d104s1;
(3)晶体Q为分子晶体,分子内部存在共价键,O与B之间存在配位键,与分子间存在氢键和分子间作用力(范德华力);B采用sp3杂化,存在孤对电子,故为三角锥形;
(4)因为存在分子内氢键,减弱了氢离子的电离,故电离常数减小。
【考点定位】以物质结构为基础,考查原子结构、分子结构、分子间作用力、晶体结构等相关知识。
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甲所示,若晶体的密度为ρg/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。
① F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 。
②某化合物与F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图乙所示的离子:该离子中碳原子的杂化方式有 。
图甲 图乙
正确答案
(1)C
(2)ACD(2分)
(3)低(1分) Fe2+半径比Fe3+大,所带电荷也小于Fe3+,FeO的晶格能比Fe2O3的小(2分)
(4)
(5)①3d104s1 (1分) (2分)
②sp2、sp3(2分)
试题分析:B元素含有3个能级1s、2s、2p,且每个能级所含的电子数相同,都是2个电子,则B为C元素;D的原子核外有8个运动状态不同的电子,所以D是O元素;则C是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,说明E、F是第四周期元素,因为前三周期相邻主族元素的原子序数只差1,E元素的基态原子有4个未成对电子,则E为26号元素Fe,F为29号元素Cu。
(1)同周期元素第一电离能随核电荷数增大而升高,但N的2p轨道电子是半充满,比较稳定,不易失去,所以C、N、O三种元素的第一电离能由低到高的顺序是C
(2)A、二氧化硅是原子晶体,二氧化碳是分子晶体,所以沸点:SiO2>CO2,A错误;B、同周期元素随核电荷数增大而增强,正确;C、N2与CO为等电子体,具有相似的化学结构,错误;D、氢键与熔沸点高低有关,因为O的原子半径小于S的原子半径,所以H2O分子中共价键比H2S强,所以水更稳定,错误,答案选ACD;
(3)FeO的沸点比Fe2O3低,是因为Fe2+半径比Fe3+大,所带电荷也小于Fe3+,FeO的晶格能比Fe2O3的小的缘故;
(4)该晶胞中有8×1/8+6×1/2+4=8个C原子,设晶胞的棱长是acm,则ρ="8×12" NA/a3, 晶体中最近的两个原子是以面对角线一半的两端的C原子构成的正四面体中心与顶点的距离,利用数学知识课求解,答案为。
(5)①F为29号Cu,外围电子的排布式为3d104s1,N为氨气,向硫酸铜溶液中通入过量氨气,生成四氨合铜络离子,其结构式为
②C与N(或C)以不饱和键结合时是sp2杂化,以饱和键结合时为sp3杂化。
(21分)Ⅰ、氯化铬酰(CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂,能与许多有机物反应。请回答下列问题:
⑴写出铬原子的基态电子排布式_____________________,与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_____(填元素符号),其中一种金属的晶胞结构如图所示,该晶胞中含有金属原子的数目为 。
⑵CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断
CrO2Cl2是_______(填“极性”或“非极性”)分子。
⑶在①苯 ②CH3OH ③HCHO ④CS2 ⑤CCl4 ⑥CH3Cl ⑦HCOOH七种有机物质中,碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号),CS2分子的空间构型是_______。
Ⅱ、不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金。
(1)基态碳(C)原子的价电子排布式为 。
(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr3+的配位数为 ;[Cr(H2O)4Cl2]Cl中含有的化学键为 。
(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是 , Ni(CO)4易溶于 (填序号)。
A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液
(4)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积,试写出该晶体的化学式 。晶体中
每个镁原子周围距离最近的镍原子有 个。
正确答案
略
(10分)已知X、Y、Z、W是短周期中四种非金属元素,它们的原子序数依次增大。X元素原子形成的离子只有一个质子;Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体;Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。
(1)写出下列字母所代表元素的名称:X ;Y ;Z ;W 。
(2)X单质和Z单质在一定条件下反应生成化合物E,写出该反应的化学方程式(并注明反应条件) ;Y单质和W单质(足量)在加热条件下反应生成化合物F,则F分子的空间构型为 ,电子式为 。
(3)这四种元素可组成X、Y、Z、W原子个数比为5∶1∶1∶3的化合物,该化合物的水溶液与足量浓NaOH溶液反应的离子方程式为:
___________________________________________________________________
正确答案
(1)氢 碳 氮 氧(每空1分)
(2)N2+3H2 2NH3 (2分,没写条件、可逆符号各扣1分);直线型;
;(各1分)
(3)NH4+ + HCO3- + 2OH- = NH3 ↑+ 2H2O + CO32- (2分,写成NH3﹒H2O不给分);
略
某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,回答下列问题。
(1)元素B、C、D的第一电离能的由大到小排列顺序为 。(用元素符号表示)
(2)D元素原子的最外层电子排布图为 。
(3)该配位化合物的化学式为 ,配体的中心原子的杂化方式为 。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为 。
(5)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为 ,分子中含有 个s键, 个p键。
(6)A元素与E元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图。则该化合物的 化学式为 。该化合物可在氯气中燃烧,生成一种棕黄色固体和一种气体,写出该反应的化学方程式 。
正确答案
(1)N>O>S (2分) (2)(1分)
(3)Cu(NH3)4SO4×H2O (1分) sp3杂化(1分) (4)H2O与H2O2之间形成氢键(2分)
(5)H-N=N-H (2分) 3(1分) 1(1分)
(6)CuH(2分) 2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl(2分)
试题分析:原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,判断D是S、C是O;E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,n-1≥3,0<n+6≤10,n=4,故E是Cu。A在比例中相对很多,可能是H元素;将H、O、S、Cu(蓝色)的化合价+1、-2、+6、+2带入比例组成的H14B4O5SCu中,B为-3价,在O元素之前,是N元素。
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