- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D、E五种元素，A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B的基态原子核外有3种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数相同；C元素的电离能如图所示；D元素的价电子构型为nsnnpn＋2；E是第4周期的过渡元素，血红蛋白中的E元素与BD形成的配位键比与D2形成的配位键强。E单质与BD形成的配合物E（BD）5，常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂。
C元素的电离能
（1）E（BD）5晶体属于________（填晶体类型）。
（2）A元素和B元素组成的化合物分子之间________（填“能”或“不能”）形成氢键。
（3）基态E原子的电子排布式为___________________________________ 。
（4）B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________（填元素符号）。
（5）C2和B2A2的分子中根据电子云重叠的方式不同，都包含的共价键类型有________。
（6）已知原子数和电子数相同的微粒叫等电子体，等电子体的结构相似。根据
下表数据，说明BD分子比C2分子活泼的原因_____________________________。
正确答案
（1）分子晶体
（2）不能
（3）1s22s22p63s23p63d64s2
（4）O、N、C
（5）σ键和π键
（6）CO中断裂第一个π键消耗的能量（273 kJ）比N2中断裂第一个π键消耗的能量（523.3 kJ）小，CO的第一个π键较容易断裂，因此CO较活泼
由题中信息可推知A是H、B是C、C是N、D为O、E为Fe。（1）配合物Fe（CO）5常温下呈液态，易溶于非极性溶剂，则Fe（CO）5晶体为分子晶体。（2）C元素的非金属性较弱，故C、H元素形成的化合物中没有氢键。（3）略。（4）C、N、O是同周期的元素，其电负性随着原子序数的增大而增大，故三者电负性由大到小的顺序是：O、N、C。（5）N2与C2H2的分子中都包含的共价键有σ键和π键（在N≡N和C≡C中都包含了一条σ键和两条π键）。（6）CO与N2是等电子体，结构相似，但CO中断裂第一个π键消耗的能量为：1 071.9－798.9＝273 kJ；而N2中断裂第一个π键消耗的能量为：941.7－418.4＝523.3 kJ，可见CO的第一个π键容易断裂，因此CO比N2活泼。
有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a)
（1）写出bc2+的电子式__________，基态f原子的核外电子排布式为___________。
（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因是 。
（3）化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式___________。
（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________________________，其硬度超过金刚石的原因是_________________________。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为___________________。
正确答案
（1）［
（2）两种氢化物都是极性分子，分子间都能形成氢键 （3）KO2
（4）①原子晶体 C—N键的键长小于C—C键，C—N键的键能大于C—C键 ②sp3杂化
试题分析：基态b原子的2p轨道处半充满状态，则b原子的电子排布为1s22s22p3，b元素为N元素，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a)
（1）bc2+为NO2+，与ac2即CO2互为等电子体，所以N原子分别与O原子形成双键，所以bc2+电子式为：［
（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，即NH3极易溶于H2O，是因为NH3与H2O都是极性分子，分子间都能形成氢键。
（3）根据甲的晶胞示意图可以看出K位于8个顶点和6个面的面心，所以1个晶胞含K：8×1/8+6×1/2=4，两个O原子形成的原子团位于晶胞的12个棱的中心和体心，则数目为：12×1/4+1=4，所以甲的化学式为：KO2
（4）①因为乙的硬度超过金刚石，所以乙的晶体类型为原子晶体；乙是由C、N两元素组成，晶体内共价键为C—N键，金刚石内共价键为C—C键，因为C—N键的键长小于C—C键，C—N键的键能大于C—C键，所以硬度超过金刚石。
②因为乙晶体结构类似金刚石，C、N原子都形成4个共价键，所以C、N原子的杂化方式均为sp3杂化。
（13分）试根据上表填空：
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
L
K
M
N
Q
（1）请写出元素Q的基态原子电子排布式 ；元素N在周期表中的位置 周期 族。
（2）基态D原子核外有 个未成对电子；D2分子中分别有 个， 个π键。
（3）化合物DA5中既含离子键，又含共价键和配位键，请写出它的电子式 。
（4）表四中的元素能形成XY2型的共价分子有CE2、CL2、BK2、LE2四种，其分子的空间构型中有一种与其他三种不同，它是 （填化学式）；而形成XY3型的共价分子也有四种，它们分别是DA3、DF3、DK3、LE3，其分子的空间构型中也有一种与其他三种不同，它是 （填化学式）,它是由_ 键（填“极性”或“非极性”，下同）构成的 分子。
（5）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如右图所示，其中序号“8”所代表的元素是 （填元素符号）；其中气态氢化物稳定性最强的元素是 （填下图中的序号）。
（6）科学家证实，IK3属于共价化合物，分子式为I2K6，其结构式为下列四种中的一种，你认为正确的结构式是____________。
（7）向Q的硫酸盐溶液中加入足量的DA3的水溶液过程中，请写出发生反应的离子方程式 ；最后生成配离子的结构式为 。
正确答案
（1）（2分）1s22s22p63s23p63d104s1； （2分）第4周期 VIII族。
（2）（3分） 3； 1 ， 2。（3）（2分） 
（4）（4分） SO2； SO3 ； 极性； 非极性
（5）（2分） Si 、 2 ；（6）（2分） ③ 。
（7）（6分）Cu2++2NH3•H2O= Cu(OH)2↓+2NH4+
Cu(OH)2 +4NH3 =〔Cu(NH3)4〕2+ + 2OH-。
（1）Q是铜，根据构造原理可知，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。N是铁元素，位于第4周期VIII族。
（2）D是氮元素，最外层有3个未成对电子。氮气是由三键构成的，而三键是由2个π键和1个σ键构成。
（3）化合物DA5是氢化铵，属于离子化合物。电子式为
（4）CE2、CL2、BK2、LE2四种物质分别是CO2、CS2、BeCl2、SO2，其中前三个是直线型化合物，SO2是V形结构。DA3、DF3、DK3、LE3四种物质分别是NH3、NF3、NF3、SO3。其中SO3是平面三角形，是由极性键形成的非极性分子，其余都是三角锥形。
（5）硅是原子晶体，熔点最高。氯元素的非金属性最强，氯化氢最稳定。单质氯的沸点之比Ar的高，是由是2。
（6）氯元素最外层含有孤对电子，能和铝元素形成配位键，所以正确的答案是③。
（7）硫酸铜和氨水发生复分解反应，生成氢氧化铜沉淀。当氨水过量时，由于氨气能和铜离子形成配位键，所以沉淀会溶解，生成配合物。反应式为Cu2++2NH3•H2O= Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2 +4NH3 =〔Cu(NH3)4〕2+ + 2OH-。
. (6分)碳族元素包括C、Si、Cu、Sn、Pb。
（1）碳纳米管由单层或多层石墨卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起。
（2）CH4中共用电子对偏向C、SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。
（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角 120°（填“>”“<”或“=”）
（4）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为 ，每个Ba2+与 个O2-配位。
正确答案
（每空1分，共6分）（1）sp2 分子间作用力（或：范德华力）
（2）C＞H＞Si （3）
（1）石墨属于层状结构，同一层内碳元素是通过sp2杂化与其它碳原子成键。而层与层之间通过分子间作用力结合在一起。
（2）元素电负性越强，共用电子对就偏向该原子不少于根据题意可知，C、Si、H的电负性由大到小的顺序为C＞H＞Si 。
（3）根据价层电子对互斥理论可知，中心原子含有的孤对电子是（4－1×2）÷2＝1，所以其键角小于120°。
（4）Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，所以每个Ba2+与12个O2-配位，则晶胞中Pb4+的个数为8×1/8＝1、Ba2+是1个、O2-是12×/14＝3，所以化学式为BaPbO3。
A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20号元素，它们的原子序数依次递增。已知B、D两种元素原子的最外层电子数是最内层电子数的两倍，而C元素原子的最外层电子数等于B元素原子的核外电子数，E的价电子数为1．回答下列问题。
（1）画出C元素的原子结构示意图 。
（2）在1mol DC2中，有 mol D—C键。
（3）在化合物BC2的晶体中，每个BC2分子周围与它距离最近的BC2分子有 个。
（4）原子序数介于B、C之间的元素X和B、C都可与A形成10e-的化合物。则X、B、C的第一电离能顺序是 （填元素符号），三种10e-的化合物中沸点最低的 。
（5）已知高温下C和E元素形成的晶体呈立方体结构，晶体中元素C的化合价部分为0价，部分为－2价。如下图所示为C和E元素形成的晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)，则下列说法中正确的是 。
A．该晶体化学式为EC2（KO2），每个晶胞含有个4个E＋和4个C2-
B．晶体中每个E＋周围有8个C2-，每个C2-周围有8个E＋
C．晶体中与每个E＋距离最近的E＋有8个
D．晶体中，0价C与－2价C的数目比为3:1
E．C2-与N2互为等电子体
正确答案
（1）
试题分析：B、D两种元素原子的最外层电子数是最内层电子数的两倍，则B的核外电子排布是2、4，是C元素；D的核外电子排布是2、8、4，是Si元素；C原子序数大于6，而且C元素原子的最外层电子数等于B元素原子的核外电子数，则C的核外电子排布是2、6，是O元素；E的价电子数为1原子序数大于Si。则E为K元素。（1）O元素的原子结构示意图为
I．下列分子中，属于非极性分子的是
II． 铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
（1）Cu+基态核外电子排布式为 _______________ 。
（2）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为：______________ ___；
CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是______________________ _；
（3）SO42－的立体构型是__________，其中S原子的杂化轨道类型是____ ；
（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，粒子之间的作用力是__________；
（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540．0 pm．密度为 （列式并计算）
正确答案
I．BC
II．（1）1s22s22p63s23p63d10
（2）Cu+2 H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+ 2H2O；
白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O，显示水合铜离子特征蓝色；
（3）正四面体，sp3；（4）3:1；金属键；（5） 4．1
试题分析：I．对于ABn型分子，若A原子的最外层电子均参与成键，该分子为非极性分子，否则为极性分子。BeCl2和BBr3为非极性分子，SO2为极性分子。COCl2的分子结构为碳上连一个双键氧，然后左右各一个氯，键角约111．8°，它们的正负电荷中心不是重合的，是极性分子，故属于非极性分子为BC。
II．（1）Cu为29号元素，Cu+的电子数为28，故Cu+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 。
（2）浓硫酸具有强氧化性，Cu与浓硫酸加热可生成CuSO4、SO2和H2O，配平可得化学方程式；白色的CuSO4粉末与水反应生成蓝色的CuSO4•5H2O，可用于水的检验。
（3）硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数6－2×4+2＝0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化。
（4）Au电 子排布类似Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×1/2＝3，N（Au）=8×1/8＝1，所以Cu原子与Au原子数量之比为3:1；金属晶体内粒子间作用力为金属键。
（5）根据立方ZnS的晶体结构可知，1个ZnS晶胞含有4个Zn2+和4个S2‾，所以ZnS晶体的密度为：
【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体（如上图），顶点位置为Z4+所占，体心位置为Ba2+所占，所有棱心位置为O2–所占。
（1）Y2+的结构示意图________________；Z的价层电子排布式为____________。
（2）X在该氢化物中以_____________方式杂化；X和Y形成的化合物YX2的电子式为_____________________。
（3）①制备M的化学反应方程式是______________________________________；
②在M晶体中，若将Z4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2–处于立方体的_______________；
③已知O2–半径为1.4×10–10 m，Z4+的半径为6.15×10–11m，阿佛加德罗常数为NA，则M的密度为_______________g·cm–3。（不必化简）
正确答案
（第(3)③3分,其它每空2分,共15分）
（1）
（3）① TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ ②面心 ③
由X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键，所有原子共平面。得X为碳，再由Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。Z为22号钛，1s22s22p63d24s2，Y为48-6-22=20，钙。
（1）
（3）① TiO2 + BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ ②面心
③由均摊法化学式为：BaTiO3,137＋48＋48=233,立方体的边长为（1.4×10–10 m+6.15×10–11m）×2=
短周期中的A、B、C、D、E 5种元素，原子序数依次增大，A、D同主族；A、B的原子序数之和等于C的原子序数；C2-离子与D+离子的核外电子数相等；B原子与D+离子的核外电子数之和等于E原子的核外电子数，且D、E两元素能形成微粒个数比为1：1的离子化合物．
（1）E元素的离子结构示意图为______．
（2）A与B元素、A与C元素均可构成18电子的分子，其化学式分别为______、______．
（3）A、C元素可组成原子个数比为1：1的共价化合物乙，将E单质通入乙的水溶液中，生成一种强酸，并有气体放出，反应的化学方程式为______．
（4）A、B、C、D、E中的任意三种元素可组成多种化合物，X和Y是其中的两种．X 和Y都是既含离子键又含共价键的离子化合物；将X、Y分别溶于水时，X能促进水的电离，而Y能抑制水的电离，X水溶液的pH＜7，Y水溶液的pH＞7．
将0.2mol•L-1的X溶液与0.1mol•L-1的Y溶液等体积混合后，溶液呈碱性．请判断：
①X的化学式为，Y的化学式为______；
②混合溶液中各种带电微粒的物质的量浓度由大到小的顺序为______．
正确答案
由分析可知：A为H元素，B为N元素，C为O元素，D为Na元素，E为Cl元素．
（1）E为Cl元素，E元素形成的离子为氯离子，核内质子数为17，核外有18的电子，其离子结构示意图为
．
故答案为：
．
（2）A为H元素，B为N元素，C为O元素，A与B元素、A与C元素均可构成18电子的分子，其化学式分别为N2H4、H2O2．
故答案为：N2H4；H2O2．
（3）A为H元素，C为O元素，A、C元素可组成原子个数比为1：1的共价化合物乙，则乙为H2O2，
E为Cl元素，E单质为Cl2，将Cl2通入H2O2的水溶液中，生成一种强酸，该酸为HCl，所以生成气体为O2，反应方程式为
Cl2+H2O2=2HCl+O2↑．
故答案为：Cl2+H2O2=2HCl+O2↑．
（4）A为H元素，B为N元素，C为O元素，D为Na元素，E为Cl元素．
①A、B、C、D、E中的任意三种元素可组成多种化合物，X和Y是其中的两种．X 和Y都是既含离子键又含共价键的离子化合物，则X 和Y为盐或碱；
将X、Y分别溶于水时，X能促进水的电离，X水溶液的pH＜7，则X为铵盐，X为NH4Cl（或NH4NO3）；
而Y能抑制水的电离，Y水溶液的pH＞7，则Y为碱，故Y为NaOH．
故答案为：NH4Cl（或NH4NO3）；NaOH．
②将0.2mol•L-1的X溶液与0.1mol•L-1的Y溶液等体积混合．
若为X为NH4Cl，则混合后发生反应，相当于NH4Cl、NH3•H2O、NaCl等物质的量混合．溶液呈碱性，进行说明
c（Cl-）＞c（
若为X为NH4NO3，则混合后发生反应，相当于NH4NO3、NH3•H2O、NaNO3等物质的量混合．溶液呈碱性，进行说明
c（NO3-）＞c（
故答案为：c（Cl-）＞c（
或c（NO3-）＞c（
已知四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题：
（1）Z在元素周期表中位于______族．
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应，该元素是______（填元素符号）．
（3）①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是______（填序号）．
a．自然界中的含量
b．相应氯化物水溶液的pH
c．单质与水反应的难易程度
d．单质与酸反应时失去的电子数
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因：______，原子半径X＞Y，所以原子核对最外层电子的吸引力X＜Y，失电子能力X＞Y．
（4）W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸的相当．体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合，反应的化学方程式是______，混合后溶液中离子的浓度由大到小的顺序是______．
正确答案
四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W元素最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应得到离子化合物，则W为氮元素；X焰色反应呈黄色，则X为Na元素；Y原子序数大于Na元素，处于第三周期，在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小，故Y为Al元素；Z的最高正化合价与最低负化合价之和为零，处于ⅣA族，原子序数大于Al元素，则Z为Si元素
（1）Z为Si元素，处于周期表中第三周期ⅣA族，故答案为：第三周期ⅣA族；
（2）氢氧化钠与硝酸、硅酸、氢氧化铝都能发生反应，故答案为：Na；
（3）①a．自然界中的含量多少与非金属性无关，故a错误；
b．氯化物水溶液的酸性越强，则金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，金属性越弱，故b正确；pH
c．金属与酸或水反应越容易，金属性越强，故c正确；的难易程度
d．金属性强弱与失去电子数多少无关，与难易程度有关，如Al失去3个电子，Na失去1个电子，但金属性Na＞Al，故d错误；
故选bc；
②原子半径Na＞Al，所以原子核对最外层电子的吸引力Na＜Al，失电子能力Na＞Al，Na的金属性更强，
故答案为：原子半径Na＞Al，所以原子核对最外层电子的吸引力Na＜Al，失电子能力Na＞Al；
（4）HN3的酸性与醋酸的相当，则HN3为弱酸，与NaOH发生中和反应，方程式为：HN3+NaOH=NaN3+H2O，等体积、等浓度，二者恰好反应，为NaN3溶液，NaN3溶液中N3-水解，溶液呈碱性，故溶液中离子浓度c（Na+）＞c（N3-）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：HN3+NaOH=NaN3+H2O；c（Na+）＞c（N3-）＞c（OH-）＞c（H+）．
物质的组成、结构和反应条件对物质的性能和用途有很大的影响．
（1）提高玻璃中______的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低其热膨胀系数；加入氧化亚铜，玻璃呈______色；
（2）工业上常用硫与橡胶分子作用使橡胶硫化，硫的作用是______．
正确答案
（1）调整的化学组成可以制成不同性能和用途的玻璃；提高玻璃中SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低其热膨胀系数；氧化亚铜为红色，加入氧化亚铜，玻璃呈红色，
故答案为：SiO2；红色；
（2）天然橡胶是线性结构强度和韧性差，用S和橡胶作用，使橡胶硫化变成体型结构，让其具有较高的强度、韧性和化学稳定性，
故答案为：使天然橡胶的线性结构变成体型结构．
扫码查看完整答案与解析