- 物质性质的研究
- 共799题
填写下列空白：
（1）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：______；
（2）周期表中最活泼的非金属元素位于第______族；
（3）所含元素种类是8种的周期是第______、______周期．
正确答案
（1）质子数为8的原子为氧原子，则含8个质子、10个中子的原子的质量数=8+10=18，化学符号为188O，
故答案为：188O；
（2）非金属强的元素在元素周期表中的右上方的位置，在每个周期中第ⅦA族元素的非金属性最强，在第ⅦA族中Cl元素的非金属性最强，故答案为：ⅦA；
（3）短周期包括一、二、三周期，第一周期有2种元素，第二、三周期都含有8种元素，故答案为：二；三．
铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为 ；
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3，则铜晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的化学方应程式为 。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1；（2）4.70×10-23；4.23×10-22；NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23×10-22g）=6.01×10-23；（3）sp3；K2CuCl3；（4）过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
：（1）根据铜元素在周期表中的位置：第四周期第IB族，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；（2）根据晶胞的边长，其体积为a3，即4.70×10-23cm3；晶胞的质量=体积×密度，故其质量为4.23×10-22g；在一个体心晶胞含4个铜原子，故铜的摩尔质量=1/4×晶胞质量×NA，可知NA=63.6g.mol-1/（0.25×4.23× 10-22g）=6.01×10-23；（3）a位置上Cl原子的杂化轨道类型为：sp3；一种化合物的化学式为KCuCl3，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，其化学式为：K2CuCl3；（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3 = Cu(NH3)42+ +2OH-。
【考点定位】此题以铜元素及其化合物为载体，综合考查了物质结构与性质模块的主干知识。
[选修2——化学与技术]
(14分)随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气（主要成分CH4）为原料经合成气（主要成分CO、H2）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁［Fe(CO)5］等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。
请问答下列问题：
（1）Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式
（2）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为 和 （填化学式），CO分子的结构式可表示成 。
（3）Fe(CO)5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)5晶体为 晶体。
（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有 ，CH3OH的熔、沸点比CH4的熔、沸点比高，其主要原因是 。
正确答案
（14分）（1）1s2 2s2 2p6 3s 23p6 3d6 4s2（2分）(2) N2（2分）、CN－（2分），C≡O（2分）
(3) 分子晶体（2分）(4) CH4和CH3OH（2分），CH3OH形成分子间氢键（2分）
（1）根据构造原理可知，铁原子的基态电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s 23p6 3d6 4s2。
（2）应用价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，所以与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2和CN－；由于氮气是直线型结构，所以CO分子的结构式可表示成C≡O。
（3）Fe(CO)5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)5晶体应该是分子晶体。
（4）在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子是CH4、CH3OH，CO是直线型结构，采用sp杂化。由于CH3OH形成分子间氢键，所以CH3OH的熔、沸点比CH4的熔、沸点比高。
（9分）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题， C60可用作储氢材料。
（1）已知金刚石中C—C键的键长为154.45 pm，C60中C—C键的键长为145 pm和140 pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由____________________________ ______。
（2）科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质中K原子和C60分子的个数比为______________________。
（3）继C60后，科学家又合成Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是________ __。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为__________。
正确答案
（1）不正确，C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键 （3分）
（2）3∶1 （2分） （3）N＞C＞Si 30 （各2分）
（1）金刚石是原子晶体，而C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键，所以熔点低于金刚石的。
（2）根据晶胞可知C60有8个位于顶点，1个在中心，所以个数是8×1/8＋1＝2。而12个钾原子全部位于面上，所以个数是12×1/2＝6，则K原子和C60分子的个数比为3∶1。
（3）非金属性越强，电负性越大，所以电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si。要满足每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则硅原子形成的3个共价键中有2个是单键，1个双键。硅原子的价电子是4，所以形成的双键数是
X、Y、Z、U为原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三种元素位于同一周期，其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，且XZ2与Y2Z互为等电子体．含U的化合物的焰色为紫色．试回答下列问题：
（1）U单质的原子堆积方式为______，Y的简单氢化物分子式为______．
（2）X的一种氢化物的相对分子质量为28，其分子中σ键与π键的键数之比为______．
（3）化合物甲由Z、U两元素组成，其晶胞如右图所示．
①甲的化学式为______．
②下列有关该晶体的说法中正确的是______（选填选项字母）．
A．每个晶胞中含有14个U+和13个Z2-
B．晶体中每个U+周围距离U+最近的Z2-有6个
C．该晶体属于离子晶体
③甲的密度为ag•cm-3，则晶胞的体积是______cm3（只要求列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示）．
正确答案
X、Y、Z、U为原子序数依次增大的前四周期元素，基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，则外围排布为2s22p3，则Y为氮元素；X、Y、Z三种元素位于同一周期，且XZ2与Y2Z互为等电子体，X与Z的质子数之和为14，则为CO2与N2O，故X为碳元素、Z为氧元素；含U的化合物的焰色为紫色，则U为钾元素，
（1）U为钾元素，K单质的原子堆积方式为体心立方堆积；
Y的简单氢化物分子式为，
故答案为：体心立方堆积；NH3；
（2）X为碳元素，一种氢化物的相对分子质量为28，该氢化物为C2H4，分子中含有1个C=C双键、4个C-H，C=C双键含有1个σ键、1个π键，单键为σ键，故C2H4分子中σ键与π键的键数之比为5：1
故答案为：5：1；
（3）化合物甲由Z、U两元素组成，其晶胞如右图所示．
①由晶胞结构可知，晶胞中K原子数目为8×
故答案为：KO2；
②A．由①中计算靠自己，每个晶胞中含有4个K+和4O2-，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶体中每个K+周围距离K+最近的O2-有6个，故B正确；
C．该晶体由K+和4O2-构成，属于离子晶体，故C正确；
故答案为：BC；
③晶胞的质量为
故答案为：
下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，用适当的化学用语填写下列空白：
（1）表中最活泼的金属元素是：______．（填元素符号）
（2）可用于半导体材料的元素是：______（填元素符号），它在元素周期表中的位置为
第______周期______族．
（3）画出元素⑦的原子结构示意图：______，该元素与元素⑨组成的化合物的电子式是：______．
（4）在第3周期元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是：______（填化学式，下同）；碱性最强的是：______；具有两性的是______，其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：______．
正确答案
由元素所在周期表中的位置可知：①为C元素，②为N元素，③为O元素；④为Na元素，⑤为Al元素，⑥为Si元素，⑦为Cl元素，⑧为Ar元素，⑨为K元素，则
（1）根据同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，则在以上元素中，金属性最强的元素为第四周期、ⅠA族元素K，故答案为：K；
（2）金属和非金属分界线的元素常用于半导体材料，在以上元素中，Si常用于半导体材料，原子序数为14，原子核外有3个电子层，最外层电子数为4，则位于第三周期、ⅣA族，故答案为：三、ⅣA；
（3）⑦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
，与K形成的化合物为KCl，为离子化合物，电子式为
，故答案为：
；
；
（4）根据同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，则金属性最强的元素为Na元素，其对应的对应最高价氧化物的水化物NaOH的碱性最强，非金属性最强的元素为Cl元素，对应最高价氧化物的水化物HClO4的酸性最强，
Al（OH）3为两性氢氧化物，不溶于水，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，
故答案为：HClO4；NaOH；Al（OH）3；Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O．
已知X、Y、Z、W四种元素分布在元素周期表中的三个不同短周期元素里，且原子序数依次增大．X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素．W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和．Y的氢化物分子中有3个共价键．Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍．试推断：
（1）写出X、Y的元素符号：X______、Y______；
（2）W在元素周期表中的位置是______；Z的原子结构示意图______
（3）由X、Y、Z所形成的离子化合物的化学式是______，它与W的最高价氧化物的水化物的溶液反应时的离子方程式是______；
（4）用电子式表示Y的氢化物的形成过程______．
正确答案
Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，核外各层电子数目分别为2、6，应为O元素，Y的氢化物分子中有3个共价键，说明最外层电子数为5，且Y、Z为同周期的相邻元素，则Y为N元素，W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和，则W的质子数为5+6=11，应为Na元素，所以X应为H元素，则
（1）X为H元素，Y为N元素，故答案为：H；N；
（2）W为Na元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为1，则应位于第三周期ⅠA族，Z为O元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为6，则原子结构示意图为
，
故答案为：第三周期IA族；
；
（3）常见由X、Y、Z所形成的离子化合物为NH4NO3，与NaOH溶液反应生成NH3•H2O，反应的离子方程式为NH4-+OH-=NH3•H2O，
故答案为：NH4NO3；NH4-+OH-=NH3•H2O；
（4）NH3为共价化合物，用电子式表示的形成过程为
，
故答案为：
．
短周期A、B、C、D 4种元素，原子序数依次增大，A原子的最外层上有4个电子；B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E；D的L层电子数等于K、M两个电子层上电子数之和．
（1）元素：A为______B为______C为______D的质子数和中子数相等．D 的原子组成符号为：______它的最高价氧化物对应的水化物：______．
（2）用电子式表示A、B两元素形成AB2的过程______；用电子式表示C、D两元素形成化学键的过程______．
正确答案
（1）短周期A、B、C、D 4种元素，B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E，则固体E为Na2O2，则B为O元素，C为Na元素，有A的原子序数小于B，且A原子的最外层上有4个电子，则A为C元素，D的L层电子数等于K、M两个电子层上电子数之和，则D的核外电子排布为2、8、6，应为S元素，S的质子数和中子数相等，则质量数为32，原子符号为
故答案为：C；O；Na；
（2）A、B两元素形成的AB2为CO2，为共价化合物，用电子式表示的形成过程为
，
C、D两元素形成的化合物为Na2S，为离子化合物，用电子表示的形成过程为
，
故答案为：
；
．
（13分）下表为周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。
用化学用语回答下列问题：
（1）写出元素g的基态原子核外电子排布式___________________________，
h2+中未成对电子数为 。
（2）在b2a2分子中，元素b为 杂化，该分子是 分子（填“极性”或“非极性”），该分子中σ键和π键的数目比为 。
（3） bd2与bf2比较，沸点较高的是_______（填分子式），原因是 。
（4）下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙正确是 。
A．h位于元素周期表中第四周期第VIII族，属于d区元素
B．e的基态原子中，3p能级为半充满，属于p区元素
C．最外层电子排布式为4s2，一定属于IIA族
D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族
（5）科学研究表明，元素b与元素c可以形成一种超硬、耐磨、耐高温的新型无机非金属材料，其化学式为 ，其熔点比金刚石 （填“高”或“低”）。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d54s1（2分） 4（1分）
（2）sp （1分） 非极性（1分） 3:2（1分）
（3）CS2（1分） 相对分子质量大，分子间作用力（范德华力）大（2分）
（4）AB （2分） （5）C3N4 （1分） 高（1分）
（1）根据元素在周期表中的位置可知，g是铬元素，原子序数为24，由于半充满或全充满稳定性强，所以根据构造原理可知，基态原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1。H是铁元素，亚铁离子中含有的未成对电子数为4。
（2）b2a2分子是乙炔，属于直线型结构，键角是180°的，是非极性分子，碳原子是sp杂化。单键都是σ键，三键是有1个σ键和2个π键形成的，所以分子中σ键和π键的数目比为3:2。
（3）bd2与bf2分别是CO2和CS2，形成的晶体都是分子晶体，沸点高低与分子间作用力大小有关系。相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以CS2的沸点高。
（4）最外层电子排布式为4s2，也可能是过渡元素，例如铁等，C不正确。最外层电子排布式为ns2np1的一定是第ⅢA族，D不正确。AB是正确的，答案选AB。
（5）b和c分别是C和N，氮的非金属性强于C的，所以N元素显负价，碳元素显正价，分别为－3价和＋4价，因此化学式为C3N4。由于该化合物具有超硬、耐磨、耐高温，所以是原子晶体，由于氮原子的原子半径小于碳原子的，所以晶体中共价键强于金刚石中的共价键，即熔点高于金刚石的。
五种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍．
请回答下列问题：
（1）请写出元素名称：X______Y______W______
（2）元素Z位于周期表中第______周期______族；
（3）元素Z可以形成多种单质，其中最常见两种名称分别是______和______；
（4）Y的最高价氧化物的化学式为______；M的最高价氧化物水化物名称为______．
（5）W和Y形成的一种化合物，相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70%．该化合物的化学式为______．
正确答案
这五种元素都是短周期元素，根据元素在周期表中的位置知，X和Y属于第二周期，Z、W、M属于第三周期，Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍，设其最外层电子数是a，a+2+8=3a，a=5，所以Z是P元素，X是C元素，Y是N元素，W是S元素，M是Cl元素，
（1）通过以上分析知，X、Y、W分别是碳、氮、硫元素，故答案为：碳；氮；硫；
（2）Z是P元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数是5，原子核外电子层数等于其周期数，主族元素的最外层电子数等于其族序数，所以P位于第三周期第VA族，故答案为：三；VA；
（3）Z是P元素，其单质有红磷和白磷，故答案为：红磷；白磷；
（4）Y是N元素，N元素最外层电子数是5，主族元素中其最高化合价数与其族序数相等，所以N的最高价氧化物是N2O5，M是Cl元素，Cl的最高价氧化物的水化物是高氯酸，其化学式是HClO4，
故答案为：N2O5；HClO4；
（5）W是S元素，Y是N元素，W和Y形成的一种化合物，相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70%，该化合物中W和Y元素的原子个数之比=
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