- 物质性质的研究
- 共799题
(9分)下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据:
试回答下列问题:
(1)已知H为Na元素,则以上10种元素中第一电离能最小的是: 。(写元素符号)。比元素B原子序数大10的元素其基态原子的核外电子排布式是 。
(2)元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子。其一分子中共形成 个σ键, 个π键。
(3)短周期某主族元素K的电离能情况如图(A)所示。则K元素位于周期表的第 族。
图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第 族元素氢化物的沸点的变化规律。
②不同同学对某主族元素的氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线—折线a和折线b,你认为正确的是 ,理由是 。
正确答案
(9分)(1)K (1分) 1s22s22P63s23P63d104s1或[Ar] 3d104s1 (2分) (2) 7 1 (各1分) (3) IIIA (1分) IVA(1分);
(4)b (1分) A点所示的氢化物是水,其沸点在氧族元素的氢化物中最高是由于在水分子间存在着氢键,其强度远大于分子间作用力。(1分)
略
(7分)(1)在配合物Ni(CO)4和 [Cu(NH3)4]2+,[Fe(SCN)]2+配合物离子中,提供空轨道接受孤对电子的原子或离子分别是:_______________、___________、___ __________。
(2)H3O+的空间构型为:___________________________,BCl3的空间构型为:___________
(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子
的化学式:(只需写一种)
平面三角形分子________________,三角锥形分子_________________________。
正确答案
(1)Ni、Cu2+、Fe3+(2)三角锥型、平面正三角形(3)BF3、NF3
略
【物质结构与性质】
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,已知:
①X元素原子的最外层电子数是次外层的2倍;
②Y元素原子的p轨道上有2个未成对电子;
③Z元素在同一短周期元素中的原子半径最大;
④W元素原子的最外层电子数与Z相同,其余各电子层均充满电子。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素的第一电离能从小到大的顺序是 (用元素符号表示,下同);
(2)W元素原子核外电子排布式是 ;
(3)Z元素与氢元素形成的化合物熔点比Y元素的氢化物熔点高,原因是 ;
(4)X的一种氢化物相对分子质量为42,分子中含有σ键和π键的个数比为8︰1,则该分子中X原子的杂化类型是 和 。
(5)Y的最简单氢化物可以和W2+形成配位键,而X的最简单氢化物则不行,其原因是 。
正确答案
(1)Na
(2)1s22s22p63s23p63d104s1 (2分)
(3)NaH是离子晶体,熔化时破坏离子键,H2O是分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,破坏离子键比破坏分子间作用力所需的能量大 (2分)
(4)sp2、 sp3 (各1分,共2分)
(5)H2O中的O原子中存在孤电子对,而CH4中的C原子没有孤电子对(2分)
略
第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物。
(1)①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
②下列叙述不正确的是 。(填字母)
A.因为HCHO与水分子间能形成氢键,所以CH2O易溶于水
B.HCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C.C6H6分子中含���6个σ键和1个大π键,C2H2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 。
(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 。
②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4 -中不存在 。
A.共价键 B.非极性键 C.配位键D.σ键 E.π键
写出一种与 CN-互为等电子体的单质的分子式 。
(3)根据元素原子的外围电子排布特征,可将周期表分成五个区域,其中Ti属于 区。
(4)一种Al—Fe合金的立体晶胞如图所示。请据此回答下列问题:
①确定该合金的化学式 。
②若晶体的密度为ρ g/cm3,则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示,不必化简)为 cm。
正确答案
(1)①H
(3)d
(4)①Fe2Al ②
(1)①非金属性越强,电负性越强。②CO2的中心原子采取sp杂化,B项错误;C项错误。③可根据价键规则来写,如氮可形成三条键,氧可形成2条键,氢可形成1条键,碳可形成4条键。(2)CN-中存在碳氮三键,为极性共价键,故[Fe(CN)6]4-中不存在非极性键。根据等电子体的定义“原子数相同、电子总数相同的分子或离子,互称为等电子体”可知N2与CN-互为等电子体。(3)Ti最后排入的电子为3d1,故为d区。(4)①每个晶胞中含有铁原子的个数:8×+12×
+6×
+1=8,而铝原子全部位于晶胞内,为4个,故其化学式可写作Fe2Al。②设合金中最近的两个Fe原子之间的距离为a,则晶胞的边长为2a,其体积为(2a)3=8a3,
,则
。
我国已研制出一种稀土制冷材料,其主要成分是LaCaMnO。
(1)锰原子的基态价层电子排布式为 。
(2)S与O为同主族元素,其中电负性较大的是 ;H2S分子中S原子杂化轨道类型为 ;试从结构角度解释H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性: 。
(3)Ca在空气中点燃生成CaO和少量Ca2N2。
①Ca2N2和水反应可以生成NH2—NH2,NH2—NH2能否作配体? (填“能”或“否”)。
②CaO晶体与NaCl晶体一样,为面心立方最密堆积,则一个CaO晶胞中含有Ca2+数为 ;欲比较CaO与NaCl的晶格能大小,需考虑的数据是 。
正确答案
(1)3d54s2
(2)O sp3 H2SO4的非羟基氧原子数目大于H2SO3
(3)①能 ②4 Ca2+、O2-与Na+、Cl-的离子半径与离子所带的电荷数
(1)Mn位于周期表第四周期第ⅦB族,其基态价层电子排布式为3d54s2。(2)O的电负性较大;H2S中心原子S上有两对孤电子对,H2S分子中S原子杂化轨道类型为sp3杂化;H2SO3和H2SO4可表示成(HO)2SO和(HO)2SO2,H2SO4的非羟基氧原子数目大于H2SO3,故H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性。(3)①由于H2N—NH2中的氮原子上有孤电子对可以作为配体和其他离子形成配合物。②由NaCl的晶胞结构可知一个CaO晶胞中含有4个Ca2+;晶格能的大小与离子半径和离子所带的电荷数有关。
ⅤA族的氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)As原子核外M层电子的排布式为 。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊中氮气的发生剂,写出与N互为等电子体的分子的化学式 (任写一种即可)。
图1
(4)白磷(P4)的结构如图1所示,P原子的轨道杂化方式是 。
(5)可以与许多金属离子形成配合物,例如[ Co(NO2)6]3-,它可以用来检验K+,其反应如下:3K++[Co(NO2)6]3-=K3[Co(NO2)6]↓(亮黄色)。
①的立体构型是 。
②在K3[Co(NO2)6]中,中心离子的配位数为 。
(6)天然氨基酸的命名常用俗名(根据来源与性质),例如,最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(HOCH2CHCOOHNH2)。判断丝氨酸是否存在手性异构体? (填“是”或“否”)。
图2
(7)砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图2所示,其晶胞边长为cpm,则密度为 g·cm-3(用含c的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值),a位置As原子与b位置As原子之间的距离为 pm(用含c的式子表示)。
正确答案
(1)N>P>As
(2)3s23p63d10
(3)CO2或CS2或N2O(任写一种,写成SiO2等原子晶体形式不正确)
(4)sp3
(5)①V形或角形或折线形
②6
(6)是
(7),
(说明:如图所示,平行四边形abcd中ab=cd=
)
(1)同一主族元素的原子半径越大,越易失去电子,电离能越小。(3)等电子体指原子总数相等,价电子总数相等的粒子。(4)白磷分子中每个P原子有一个孤电子对,形成了3个σ键,故采取sp3杂化。(5)NO中氮原子的孤电子对数为×(5+1-2×2)=1,与O原子形成了2个σ键,采取sp2杂化,
为角形。(6)丝氨酸中连接氨基的碳原子上连接的四个原子或原子团均不相同,该碳原子为手性碳原子。(7)每个晶胞中含有砷原子个数4个,镓原子个数为8×
+6×
=4,则晶体密度为
(12分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn
③R原子核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)基态原子Z的电子排布式是 。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中, NH3提供 。
(3)QX2的电子式 ,一种由X和R组成的化合物与QX2互为等电子体,其化学式为 。
(4)比较X的氢化物与同主族相邻元素所形成的氢化物稳定性 ,(填化学式),并说明理由 。
正确答案
(1) 1s22s22p63s23p63d104s1 。
(2) 孤电子对 。
(3) , N2O 。
(4) H2O>H2S 键长越短,键能越大,化合物越稳定
略
(3分)已知[Ni(NH3)2Cl2]可以形成A、B两种固体,则[Ni(NH3)2Cl2] 分子的空间构型是 。若A在水中溶解度较大,B在CCl4中溶解度较大,试画出A、B分子的几何构型:A ,B 。
正确答案
平面四边形(1分) A:顺式(1分) B:反式(具体构型略)(1分)
略
A、B、C、D四种元素处于同一周期,在同族元素中,A的气态氢化物的沸点最高,B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的,C的电负性介于A、B之间,D与B相邻。
(1)C原子的价电子排布式为 。
(2)A、B、C三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是(写元素符号) 。
(3)B的单质分子中存在 个键。
(4)D和B形成一种超硬、耐磨、耐高温的新型化合物,该化合物属于 晶体,其硬度比金刚石 (填“大”或“小”)。
(5)A的气态氢化物的沸点在同族中最高的原因是 。
正确答案
(1)。(2分)(2)F>N>O(1分)(3)2(1分)(4)原子(1分)大(1分) (5)HF分子之间可以形成氢键从而使熔沸点升高(2分)
略
(1)写出CO2+离子基态的价电子排布式:__________________________________。
(2)SO32-的空间构型是:___________________________________________。
(3)OCN-与CO2是等电子体,则OCN-中C原子的杂化方式是:_______________。
(4)六方氮化硼(BN)晶体具有很高的熔点,B原子和N原子均为sp2杂化。该晶体中存在的作用力有:__________________。
(5)元素O、Mg、Ni可形成一种晶体,其晶胞如图所示。在晶体中,每个Ni2+离子与_____________个Mg2+离子配位。该晶体的化学式是____________。
正确答案
(1)3d7(1分) (2)三角锥形(1分) (3)sp(1分)
(4)共价键、范德华力(或分子间作用力)(2分)
(5)8(2分)、Mg2NiO3(1分)
试题分析:(1)Co原子序数为27,Co2+失去了2个电子,价电子排布式为3d7
(2)根据价电子互斥理论可推出SO32-的空间构型是三角锥形。
(3)等电子体结构相似,所以OCN-中C原子的杂化方式与CO2相同。
(4)N、B之间形成共价键,六方氮化硼(BN)晶体为层状结构,层与层之间作用力为范德华力。
(5)根据晶胞的结构,结合立体几何知识可看出每个Ni2+离子与8个Mg2+离子配位;该晶胞含O2‾:12×1/4="3," Mg2+: 4×1/2="2" , Ni2+: 8×1/8=1,可得出化学式。
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