- 物质性质的研究
- 共799题
已知前四周期六种元素A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107,且它们的核电荷数依次增大。B原子的p轨道半充满,其氢化物沸点是同族元素中最低的,D原子得到一个电子后3p轨道全充满,A与C能形成A2C型离子化和物,其中的阴、阳离子相差一个电子层,E4+离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序是____________(填元素符号)
(2)化合物BD3的分子空间构型可描述为_________,B的原子轨道杂化类型为________。
(3)已知F元素在人体内含量偏低时,会影响O2在体内的正常运输。已知F2+与KCN溶液反应得F(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物。则F的基态原子价电子排布式为______。CN-与___________(一种分子)互为等电子体,则1个CN-中π键数目为___________。
(4)EO2与碳酸钡在熔融状态下反应,所得晶体的晶胞结构如图所示,则该反应的化学方程式为________
在该晶体中,E4+的氧配为数为____________。若该晶胞边长为a nm可 计算该晶体的密度为__________g/cm3(阿伏加德罗常数为NA)
正确答案
(1)Na
(2)三角锥形 sp3
(3) 3d64s2 N2 2
(4)TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑ ; 6 ; 233/[NA×(a×10-7)3]
试题分析:(1)B原子的p轨道半充满,则若的电子排布式为1s22s22p3. B为N元素。对于氢化物来说。结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。而HF、H2O、NH3的分子之间除了存在分子间作用力外,还存在一种叫氢键的作用力,增大了分子间的相互作用,使它们的熔沸点在同族元素形成的氢化物中最高,出现反常现象。NH3的沸点在同族中是最高的,不符合题意。舍弃。则电子排布式是1s22s22p63s23p3,B元素为P元素。又因为其氢化物沸点是同族元素中最低的符合题意;因此B元素为P元素。D原子得到一个电子后3p轨道全充满,则D的电子排布式为1s22s22p63s23p5. D为Cl.元素。A与C能形成A2C型离子化和物,其中的阴、阳离子相差一个电子层,则A、C在元素周期表中位于同一周期,结合化合物的及它们的原子序数都比Cl小等知识可确定A为Na元素,C为S元素。E4+离子和氩原子的核外电子排布相同,则E为22号元素Ti元素。A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107,所以F的原子序数为:107-11-15-16-17-22=26,F是Fe元素。(1)对于电子层数越多的元素,原子核外的电子数越多,原子半径越小,原子失去电子就越难,即电离能就越大。所以Na、P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序是Na3的分子中,每个P原子与三个Cl原子形成三个共价键,在P原子上还有一对孤对电子。所以PCl3的分子空间构型可描述为三角锥形. P原子的杂化方式为sp3。(3)Fe原子的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则基态Fe的价电子排布式为3d64s2。电子数相同、原子数也相同的微粒就叫做等电子体。CN-的电子数为14,原子数为2,所以与CN-互为等电子体的分子为N2。等电子体结构相似,性质也相似。由于在N2中2个N原子共用三对电子,一个是ð键,2个π键。所以在CN-中的π键也是2个。(4)由晶胞的结构示意图结合均摊法可知:在每个晶胞中含有:Ti:1; Ba:8×1/8=1; O:6×1/2=3.所以该化合物的化学式为BaTiO3。故TiO2与碳酸钡在熔融状态下反应的化学方程式为TiO2+BaCO3BaTiO3+CO2↑。在晶体中每个Ti原子周围有6个O原子与它距离相等而且最近,这6个O原子构成的是正八面体。所以配位数为6.由于在一个晶胞中只含有一个BaTiO3。所以晶体的密度
。
[物质结构与性质]已知:A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云,两种形状的电子云轨道上电子数相等;B是短周期中原子半径最大的元素;C元素3p能级半充满;E是所在周期电负性最大的元素;F是第四周期未成对电子最多的元素。
试回答下列有关的问题:
(1)写出F元素的电子排布式:________________。
(2)已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子,则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为__________。
(3)已知C、E两种元素形成的化合物通常有CE3、CE5两种。这两种化合物中一种为非极性分子,一种为极性分子,属于极性分子的化合物的分子立体构型是________________。
(4)B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是________(写元素符号)。四种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液,物质的量浓度相同时,pH由大到小的顺序是________________(写化学式)。
(5)由B、E两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如下图所示为B、E形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图:
晶胞中距离一个B+最近的B+有________个。若晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则E-的离子半径为________cm(用含NA与ρ的式子表达)。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
(2)sp3 (3)三角锥形
(4)Cl>P>S>Na NaOH>H3PO4>HClO4>H2SO4
(5)12
A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大,由“A原子核外有两种形状的电子云,两种形状的电子云轨道上电子云相等”推出A为O,由“B是短周期中原子半径最大的元素”推出B为Na,由“C元素3p能级半充满”推出C为P,由“F是第四周期未成对电子最多的元素”推出F为Cr,由“E是所在周期电负性最大的元素”及原子序数大小关系推出E为Cl,则D为S。
(2)含四个原子的A的氢化物为H2O2,其氧原子的杂化轨道类型为sp3。
(3)CE3和CE5为PCl3和PCl5,PCl3是极性分子,空间构型为三角锥形,PCl5为非极性分子。
(4)同周期主族元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但第ⅤA族反常,第一电离能由大到小的顺序是Cl>P>S>Na。四种元素最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、H3PO4、H2SO4、HClO4,NaOH是碱,H3PO4是中强酸,H2SO4、HClO4都是强酸,物质的量浓度相同时,pH由大到小顺序为NaOH>H3PO4>HClO4>H2SO4。
(5)与Na+最近的Na+共有12个。设正方形(晶胞截面图)的边长为a cm、Cl-的半径为r cm,ρa3=,得a=
,r=
=
由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X,其原子个数比为14:4:5:1:1。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-l)dn+61Ns1,回答下列问题。
(1)该配位化合物X的化学式为 。
(2)元素B、C、D的第一电离能的由小到大排列顺序为 。(用元素符号表示)
(3)D元素原子的最外层电子轨道表示式为________ 。
(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)碳铂是一种含BA3分子的具有抗癌活性的金属配合物,碳铂的结构如下图:其中碳原子的杂化方式有____ 。碳铂中含有的作用力有 (填字母)。
A.共价键
B.配位键
C.金属键
D.键
E.键
(6)A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y,其原子个数比为1:1,该化合物Y可与稀硝酸反应,生成一种蓝色溶液和两种无色气体(其中一种为A元素的单质),写出该反应的化学方程式 。单质E的晶胞如图所示,若设该晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NA,单质E的摩尔质量为Mg/mol,则表示该晶胞密度的计算式为p= g/cm3。
正确答案
(1)(1)Cu(NH3)4SO4×H2O (2分)
(2)S
(3)(1分)
(4)H2O与H2O2之间形成氢键(2分)
(5)sp3和sp2(2分)ABDE(2分)
(6)6CuH+16HNO3=6Cu(NO3)2+3H2↑+4NO↑+8H2O(3分); (2分)
试题分析:(1)由题意可推知A为H元素,B为N元素,C为O元素,D为S元素,E元素的外围电子排布为(n-l)dn+6ns1,E为Cu元素,该配位化合物X的化学式为Cu(NH3)4SO4×H2O
(2)N、O、S三种元素中,N的2p轨道是半充满状态,所以第一电离能最大,O、S同主族,同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,所以N、O、S三种元素的第一电离能从小到大的排列顺序是S
(3)D为S元素,最外层电子是6个电子,电子排布式是3s23p6,轨道表示式为
(4)H、O元素可形成化合物H2O与H2O2,二者之间能互溶是因为H2O与H2O2之间形成氢键
(5)C原子周围形成4个共价单键为sp3杂化,形成2个共价单键和1个双键是sp2杂化;碳铂中单键为键,双键中有1个为
键,且Pt与N原子间形成配位键,所以碳铂中含有的作用力有共价键、配位键、
键、
键,答案选ABDE;
(6)A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y,其原子个数比为1:1,则Y为CuH,与稀硝酸反应得蓝色溶液为硝酸铜溶液,两种气体为氢气、一氧化氮,所以该反应的化学方程式为6CuH+16HNO3=6Cu(NO3)2+3H2↑+4NO↑+8H2O;该晶胞中实际含4个Cu,其质量为4×M/NA,晶胞体积为a3cm3,所以该晶胞密度的计算式为ρ=4×M/NA/ a3= g/cm3
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
① 基态Fe3+的M层电子排布式为 。
② 尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是 、 ;
③ 配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。 Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型)
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
(3)下列说法正确的是 _。
A.第一电离能大小:S>P>Si
B.电负性顺序:C<N<O<F
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO2的溶解度更大
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
(4)图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
① 图中d单质的晶体堆积方式类型是 。
② 单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子中含 个σ键, 个π键。
③ 图2是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构,请简要说明该物质易溶于水的原因: 。
正确答案
(1)①3s23p63d5 (1分) ② sp2(1分) sp3(1分)
③ 5(1分)分子晶体(1分)
(2)立方体(1分) (2分)
(3)BC(2分)(漏选得1分,多选、错选不得分)
(4)①面心立方最密堆积 (1分)② 2 (1分) 2(1分) ③硝酸分子是极性分子,易溶于极性溶剂的水中 硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键(2分)
试题分析:(1)①Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5 。
②由尿素分子的结构式可知,尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化,N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化,故答案为:sp2、sp3;
③ 配合物Fe(CO)x的中心原子是铁原子,其价电子数是8,每个配体提供的电子数是2,8+2x=18,x=5,分子晶体的熔沸点较低,根据题给信息知,该物质的熔沸点较低,易溶于非极性溶剂,所以为分子晶体;
(2)距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体是立方体,该晶胞中钠离子个数是8,氧离子个数=8× +6×
=4,V=
=
,则
;
(3)A.同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能大小:P>S>Si,故A错误;
B.同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以电负性顺序:C<N<O<F,故B正确;
C.晶格能与离子晶体的熔点成正比,离子半径与晶格能成反比,离子所带电荷与晶格能成正比,钙离子电荷大于钾离子,且钙离子半径小于钾离子,氯离子所带电荷小于氧离子,且氯离子半径大于氧离子,所以氯化钾的晶格能小于氧化钙,则氯化钾的熔点比氧化钙低,故C正确;
D.二氧化硫分子中硫原子的价层电子对是3且含有一个电子对,所以二氧化硫是V形结构,为极性分子,二氧化碳是非极性分子,根据相似相溶原理知,二氧化硫易溶于水,故D错误;
E.分子晶体中,物质的熔沸点与其相对分子质量成正比,故D错误;
故选BC;
(4)①d单质是热和电的良导体,且熔点较高,则为铜,铜为面心立方最密堆积;
②根据熔点知,a是H元素,b是N元素,f是C元素,a、b、f 对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子为HCN,其结构为H-C≡N,共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键一个是π键,三键中一个是σ键两个是π键,所以该分子中含有2个σ键2个π键;
③根据图知,该分子中含有一个氢原子、三个氧原子和一个氮原子,为硝酸分子,硝酸分子正负电荷重心不重合,为极性分子,且硝酸和水能形成氢键而增大硝酸的溶解性。
“物质结构与性质”模块(10分)
请回答下列问题:
(1)N、AI、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
(2)则该元素是__①___(填写元素符号)。Zn原子的电子排布式是__②__。Ce的最高价氯化物分子式是_ __③___。该元素可能的性质或应用有__④___。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
关于化合物 ,下列叙述正确的有 ⑤ 。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个键和1个
键
D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(4)NaF的熔点 ⑥ 的熔点(填>、<或=),其原因是 ⑦
正确答案
①AI
②
③
④C、D
⑤B、D
⑥>
⑦两者均为离子化合物,且阴阳离子电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低
(1)该元素在第四电离能发生突变,该元素为正三价,为铝元素;根据能量最低原理和核外电子排布规律不难写出电子排布式;Ge和C为同族元素,Ge最高价为+4价,氯化物分子式为GeCl4。Ge位于金属和非金属分界线附近,既具有金属性,也具有一定的非金属性,可作为半导体材料;Ge不是一种活泼的金属;Ge为金属,电负性要小于硫;Ge的氯化物和溴化物均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,Ge的溴化物沸点更高。
分子中含有碳碳非极性共价键,也含有碳氢极性共价键,B项正确;分子中含有4个C-H和3个
C-C 和2个
C-O,3个π键,1个πC=C和2个πC=O ;该分子中含有两个醛基,溶解度要大于2-丁烯。
(4)两者均为离子化合物,晶格能越大,熔点越高;两者阴阳离子电荷数均为1,但后者的离子半径较大,晶格能小,因此其熔点较低。
【考点定位】本题考查较为综合,涉及电子排布式、分子的立体构型、杂化轨道类型、化学键类型等知识,具有一定的难度。
叠氮化钠(NaN3)是一种无色晶体,常见的两种制备方法为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+NH3,3NaNH2+NaNO3=NaN3+3NaOH+NH3↑。
回答下列问题:
(1)氮所在的周期中,电负性最大的元素是________,第一电离能最小的元素是_______。
(2)基态氮原子的L层电子排布图为_______________。
(3)与N3-互为等电子体的分子为__________(写出一种)。依据价层电子对互斥理论,NO3-的空间构型为_____________。
(4)氨基化钠(NaNH2)和叠氮化钠(NaN3)的晶体类型为_________________。叠氮化钠的水溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因:_____________________________。
(5)N2O沸点(-88.49℃)比NH3沸点(-33.34℃)低,其主要原因是__________________。
(6)安全气囊的设计原理为6NaN3+Fe2O3 3Na2O+2Fe+9N2↑。
①氮分子中σ键和π键数目之比为________________________。
②铁晶体中存在的化学键类型为__________________________。
③铁晶体为体心立方堆积,其晶胞如图所示,晶胞边长为a cm,该铁晶体密度为___________(用含a、NA的表达式表示,其中NA为阿伏加德罗常数)。
正确答案
(1)氟(或F)(1分) 锂(或Li)(1分)
(2)(2分)
(3)CO2或N2O(1分) 平面三角形(1分)
(4)离子晶体(1分) N3+H2OHN3+OH(2分)
(5)氨分子之间存在氢键(N2O分子间只存在范德华力,氢键作用较强)(2分)
(6)1∶2(1分) 金属键(1分) 112/NA·a3 g·cm-3(2分)
试题分析:(1)根据同周期元素性质递变规律判断,氮所在的周期中,电负性最大的元素是氟,第一电离能最小的元素是锂;(2)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,L层电子排布图为;(3)根据等电子体的概念判断,与N3-互为等电子体的分子为CO2或N2O;依据价层电子对互斥理论,NO3-的中心原子有三对价电子,空间构型为平面三角形;(4)氨基化钠(NaNH2)和叠氮化钠(NaN3)的晶体类型为离子晶体;叠氮化钠为强碱弱酸盐,其中叠氮酸根水解,水溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因:N3—+H2O
HN3+OH—;(5)N2O沸点(-88.49℃)比NH3沸点(-33.34℃)低,其主要原因是氨分子之间存在氢键(N2O分子间只存在范德华力,氢键作用较强);(6)①氮分子中含有氮氮三键,含有1个σ键和和2个π键,数目之比为1∶2;②铁晶体为金属晶体,存在的化学键类型为金属键;③铁晶体为体心立方堆积,其晶胞如图所示,晶胞边长为a cm,该铁晶体密度为___________(用含a、NA的表达式表示,其中NA为阿伏加德罗常数)。缺少晶胞结构无法进行解析!
金属铜广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
(1)Cu是元素周期表中第29号元素,写出第三周期基态原子未成对电子数与Cu相同且电负性最大的元素是 (填元素名称)。
(2)CuO受热易分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构来说明CuO受热易分解的原因:
。
(3)下图是铜的某种氧化物的晶胞示意图。已知该晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 。
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,在滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。
①SO42-中S原子的杂化方式为 。
②NH3分子内的H—N—H键角 (填“大于”“等于”或“小于”)H2O分子内的H—O—H键角。
③S、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为 。
正确答案
(8分)(1)氯(1分)
(2)Cu+ 的最外层电子排布为3d10,而Cu2+ 的最外层电子排布为3d9,因最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO(2分)
(3)g/cm3(2分) (4)① sp3(1分) ②大于(1分) ③ N>O>S(1分)
试题分析:(1)铜元素基态原子未成对电子数是1个,则与三周期基态原子未成对电子数与Cu相同且电负性最大的元素是氟。
(2)根据构造原理可知,Cu+ 的最外层电子排布为3d10,而Cu2+ 的最外层电子排布为3d9,因最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO的,所以CuO受热易分解为Cu2O和O2。
(3)根据晶胞结构特点可知,晶胞中铜原子的个数是8×+6×
=4,氧原子的个数也是4个,即该氧化物是CuO。应用晶胞的边长为a cm,则
×NA=4,因此晶胞的密度ρ=
g/cm3=
g/cm3。
(4)①根据价层电子对互斥理论可知,SO2—4中S原子含有的孤对电子对数=(6+2-4×2)÷2=0,即SO2—4的立体构型是正四面体,所以S原子的杂化轨道类型是sp3杂化。
②由于水分子中氧原子含有2对孤对电子,排斥力强,而氨气分子中含有1对孤对电子,所以NH3分子内的H—N—H键角大于H2O分子内的H—O—H键角。
③非金属性越强,第一电离能越大,则氧元素的第一电离能大于S元素的。由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以S、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。
下表为长式周期表的一部分,其中的序号代表对应的元素。
(1)在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中,元素③的杂化方式为 杂化,键与
键的个数比为 。
(2)元素③、④、⑤、⑥的第一电离能由大到小的顺序为 。其中⑥元素核外电子的电子排布图为 。
(3)③元素形成的最高价氧化物所形成的晶胞边长为acm,则其晶胞密度为 ;
(4)元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时,还原产物没有气体,该反应的离子方程式为 。
(5)元素③与⑤形成的原子个数比为1:1化合物能与⑩的单质形成形式为A(BC)5的配合物,该配合物常温下为液态,易溶于非极性溶剂,其晶体类型 ,该配合物在一定条件下分解生成⑩的单质和③与⑤形成的原子个数比为1:1化合物,则在分解过程中破坏的化学键为 ,形成的化学键为 。
(6)化学上有一种见解,认为同种元素形成的含氧酸中该成酸元素的化合价越高,酸性越强,请用表中的元素举例说明(酸性由强到弱的顺序) 。
正确答案
(1)sp2;(1分) 5:1(1分)
(2)F>N>O>C (1分) (2分)
(3)176/a3NA g/cm3(2分)
(4)4Mg+10H++NO3-=4Mg2++NH4++3H2O (3分)
(5)分子晶体;(1分)配位键;(1分)金属键(1分)
(6)HNO3>HNO2或者HClO4>HClO3>HClO2>HClO(写出部分也给分)(2分)
试题分析:图表为元素周期表中前四周期元素,按照1——10顺序分别是H、Be、C、N、O、F、Mg、Cl、Cr、Fe(1)③与①形成乙烯,其中碳元素形成碳碳双键,sp2杂化;(2)第一电离能F最强,由于N原子p轨道上半充满,比较稳定,比O强,C原子最小,F>N>O>C ;(3)CO2晶胞是面心立方晶体,其中有4个分子,密度为;(4)镁与硝酸发生氧化还原反应,无气体生成,说明硝酸被还原为铵盐,得4Mg+10H++NO3-=4Mg2++NH4++3H2O;(5)A(BC)5是Fe(CO)5, 该配合物常温下为液态,熔点低,易溶于非极性溶剂,是分子晶体。
A、B、C、D、E、F是周期表中的前20号元素,原子序数逐渐增大。A元素是宇宙中含量最丰富的元素,其原子的原子核内可能没有中子。B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等;C元素原子最外层p能级比s能级多1个电子;D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数;E的常见化合价为+3;F最高正价与最低负价的代数和为4; G+的M层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题:
(1)G的基态原子的外围电子排布式为 ,周期表中F属于 区。
(2)B与F形成的一种非极性分子的电子式为 ;F的一种具有强还原性的氧化物分子的VSEPR模型为
(3)BD2在高温高压下所形成的晶胞如右图所示。该晶体的类型属于_______
(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体
(4)设C元素的气态氢化物为甲,最高价氧化物的水化物为乙,甲与乙反应的产物为丙。常温下,有以下3种溶液:①pH=11的甲的水溶液 ②pH=3的乙的水溶液 ③pH=3的丙溶液,3种溶液中水电离出的cH+之比为
(5)丁、戊分别是E、F两种元素最高价含氧酸的钠盐,丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1:4混合后,溶液中各离子浓度大小顺序为
(6)A和C形成的某种氯化物CA2Cl可作杀菌剂,其原理为CA2Cl遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸,写出CA2Cl与水反应的化学方程式:___________________________
(7)往G的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成一种配合物X,下列说法正确的是___ __
A.X中所含化学键有离子键、极性键和配位键
B.X中G2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.组成X的元素中第一电离能最大的是氧元素
D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体
正确答案
(1)3d104s1 ds (2)CS2的电子式略 平面三角形
(3)原子晶体
(4)1:1:108
(5)cNa+> cSO42- >cA l3+ > cH+ >cOH-
(6)NH2Cl+H2O =HClO+NH3
(7)AD
试题分析:A、B、C、D、E、F是周期表中的前20号元素,原子序数逐渐增大。A元素是宇宙中含量最丰富的元素,其原子的原子核内可能没有中子,A为氢。B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等1S22S22P2,B为C ;C元素原子最外层p能级比s能级多1个电子,则C为N;D原子p轨道上成对电子数等于最外电子中未成对电子数则为Si;E的常见化合价为+3,为Al;F最高正价与最低负价的代数和为4,为硫; G+的M层电子全充满,为钾。(1)G的基态原子的外围电子排布式为3d104s1 , 周期表中F属于 ds区。(2)B与F形成的为CS2的电子式与二氧化碳相同;F的一种具有强氧化性的氧化物是SO3,其分子的VSEPR模型为平面三角形。(3)BD2在高温高压下所形成的晶胞SiO2,该晶体的类型属于原子晶体。(4)设C元素的气态氢化物NH3为甲,最高价氧化物的水化物HNO3为乙,甲与乙反应的产物为丙NH4NO3。常温下,有以下3种溶液:①pH=11的甲的水溶液 ②pH=3的乙的水溶液 ③pH=3的丙溶液,3种溶液中水电离出的cH+之比为1:1:108。(5)丁、戊分别是E(铝)、F(硫)两种元素最高价含氧酸的钠盐,丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1:4混合后,发生反应3AlO2- + Al3+ + H2O=4Al(OH)3,由于溶液铝离子剩余发生水解呈酸性,故中各离子浓度大小顺序为cNa+> cSO42- >cA l3+ > cH+ >cOH-。(6)A和C形成的某种氯化物CA2Cl(NH2Cl)可作杀菌剂,由于氯的化合价为+1价,故NH2Cl+H2O =HClO+NH3 (7)往G的硫酸盐(CuSO4)溶液中加入过量氨水,可生成一种配合物X(硫酸四氨合铜,),A.由于该配合物是离子化合物,X中所含化学键有离子键、极性键和配位键 ,正确;B.X中是G2+,提供空轨道,NH3给出孤对电子,错误;C.组成X的元素中第一电离能最大的是氮元素,不是氧元素,错误;D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体,正确。
已知A、B、C、D、M、W六种元素的原子序数依次递增,都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数,且D原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子有6种不同的运动状态,且S轨道电子数是P轨道电子数的两倍;C原子L层上有2对成对电子。M和W均有“生物金属”之称,M4+离子和氩原子的核外电子排布相同;W处于周期表中第8列。请回答下列问题:
(1)l mol B2A2分子中含σ键的数目是 。
(2)BC 2在高温高压下所形成的晶体其晶胞(晶体中最基本的重复单元)如图所示。则该晶体的类型属于 晶体(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”);该晶体中B原子轨道的杂化类型为 。
(3)“生物金属”M内部原子的堆积方式与铜相同,都是面心立方堆积方式,如图。若该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,M原子的摩尔质量为Mr g/mol,则该晶胞的“边长”为 cm。
(4)“生物金属”W元素应用广泛,如人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输。已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图所示。
①W元素基态原子价电子排布式为 。
②CN—与 (一种单质分子)互为等电子体。
(5)光谱证实单质D与强碱溶液反应有[D(OH)4]—生成,则[D(OH)4]—中存在 。
a.极性键 b.配位键 c.σ键 d.π键
正确答案
(1)3 NA(或1.806×1024)(2)原子 sp3杂化(3)
(4)①3d 64s2 ②N2(5)abc
试题分析:A、B、C、D、M、W六种元素的原子序数依次递增,都位于前四周期,B原子核外电子有6种不同的运动状态,S轨道电子数是P轨道电子数的两倍,则B原子核外有6个电子,则B为碳元素;C原子L层上有2对成对电子,则C原子电子排布式为1s22s22p4,所以C为氧元素;原子序数A<B,B为碳元素,A原子的最外层电子数等于其周期序数,则A为氢元素;D原子的最外层电子数等于其周期序数,D原子的电子层数是A的3倍,D为铝元素,M4+离子和氩原子的核外电子排布相同,M为钛元素,W处于周期表中第8列,W为铁元素;综上所述,A为氢元素,B为碳元素,C为氧元素,D为铝元素, M为钛元素,W为铁元素。(1)B2A2分子为C2H2,结构式为H- C≡ C-H,一个乙炔共有 2个单键和一个三键 ,单键都是σ键, 而三键中只有1个σ键,另外2个是π键, 因此一个乙炔分子有3个σ键,1 mol乙炔含3 mol σ键 数目为3NA;(2)BD2是CO2,由晶体结构图可知,CO2在高温高压下形成空间网状结构,大球为碳原子,小球为氧原子,每个碳原子周围有4个氧原子,每个氧原子周围有2个碳原子,晶体中不存在CO2分子,故在高温高压下所形成的晶体为原子晶体,该晶体中C原子轨道的杂化数为4,碳原子采取sp3杂化;(3)该晶胞中钛原子个数=8×1/8+6×1/2=4,每个晶胞的质量为4Mr/NA,晶胞的密度为ρ g/cm3,则晶胞的体积为4Mr/NAρ,晶胞的边长为;(4)①W为铁元素基态原子价电子排布式为3d 64s2,②一个CN—含有14个电子,与其互为等电子体的一种单质分子为等电子体N2;(5)D为铝元素,光谱证实单质D与强碱溶液反应有[Al(OH)4]-生成,[Al(OH)4]-中氧原子与氢原子之间为共价键,是单键,属于δ键,铝离子与氢氧根离子之间形成配位键,配位键也属于共价键。所以,[Al(OH)4]-中存在共价键、配位键、δ键;选:abc.
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