- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大．元素A的原子核内仅有一个质子，A、D同主族，B、C为同周期元素且与A能形成相同电子数的化合物，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和．请回答下列问题：
（1）写出由上述至少两种元素组成的具有漂白作用的物质的化学式______（至少写出四种）．
（2）A分别与B、C、G能形成相应的最常见三种化合物，这三种化合物的沸点由高到低的顺序为______（用化学式表示）．
（3）由A、B、C、D四种元素组成的一种常见化合物的溶液分别与由A、C、D、E四种元素组成的一种化合物的溶液和由E、G两种元素组成的一种化合物的溶液都能反应得到同一种白色沉淀，写出上述两个反应的离子方程式______、______．
（4）D、E两种元素的原子都能形成相应的离子，则两离子半径大小关系为______（用离子符号表示）；将D、E两种元素的单质同时投入水中，充分反应后，测得溶液中只有一种溶质，且无固体物质剩余，则所投入到水中的D的单质和E的单质的质量之比为______，上述反应的化学方程式为______；若D的单质的物质的量为x mol，则上述反应中得到另一物质的物质的量为______．
正确答案
元素A的原子核内仅有一个质子，则A为H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大，可知D为Na元素，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，则C为O元素，F为S元素，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，应为Al元素，B、C为同周期元素，应为第二周期元素，且与A能形成相同电子数的化合物，则B可能为C元素，也可能为N元素，根据B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和，如B为C元素，则6+8+16=13+G，G的原子序数为17，应为Cl元素，如B为N元素，则7+8+16=13+G，G的原子序数为18，为Ar元素，不属于主族元素，不符合题意，
根据题设条件可推知A为H、B为C、C为O、D为Na、E为Al、F为S、G为Cl，
（1）H2O2、Na2O2、NaClO、HClO、SO2等均具有漂白性，故答案为：SO2、Na2O2、HClO、NaClO；
（2）由于H2O分子间存在氢键，其沸点高于HCl、CH4，又由于HCl的相对分子质量大于CH4，HCl的沸点高于CH4，故沸点由高到低的顺序为：H2O＞HCl＞CH4，故答案为：H2O＞HCl＞CH4；
（3）A、B、C、D四种元素组成的化合物为NaHCO3，HCO3-能分别与[Al（OH）4]-和Al3+反应生成Al（OH）3沉淀，其相关反应的离子方程式为：HCO3-+[Al（OH）4]-═CO32-+Al（OH）3↓+H2O，3HCO3-+Al3+═Al（OH）3↓+3CO2↑，
故答案为：HCO3-+[Al（OH）4]-+H2O═CO32-+Al（OH）3↓；3HCO3-+Al3+═Al（OH）3↓+3CO2↑；
（4）Al3+和Na+有相同的电子层结构，根据具有相同电子层结构的微粒，其原子序数越小离子半径越大，
可得r（Na+）＞r（Al3+），Na首先与H2O反应生成NaOH：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，
Al再与NaOH反应刚好生成NaAlO2：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，其总反应式为：Na+Al+2H2O═NaAlO2+2H2↑，
故参与反应的Na、Al的质量比为23：27，反应得到H2的物质的量为Na的2倍，即为2xmol，
故答案为：r（Na+）＞r（Al3+）；23：27；Na+Al+4H2O═Na[Al（OH）4]+2H2↑；2xmol．
C、N、O是中学化学常见的三种元素，请回答下列问题：
（1）写出基态O2-的核外电子排布式______________________________。
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________________________。
（3）光气（
（4）水的熔点比H2S的熔点高，其原因是________________。
（5）超硬材料氮化销的晶胞如图
正确答案
（除注明外，每空1分，共8分）（1）1s22s22p6 （2）3；1；sp2
（4）H2O分子间形成氢键 （5）PtN2
试题分析：（1）O2-核外有10个电子，根据构造原理可知，其核外电子排布式为1s22s22p6。
（2）同周期第一电离能自左而右具有增大趋势，所以第一电离能O＞C。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B、C、D三种元素的第一电离能数值由大到小的顺序为N＜O＜C。
（3）单键都是σ 键，双键是由一个σ 键和1个π键构成的。所以根据光气的结构式可知，光气分子中含有3σ键，一个π键，碳原子含有3个σ 键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp2。
（4）O、S属于同一主族元素，硫化氢的相对分子质量大于水，但水中含有氢键，导致水的熔点比H2S的熔点高。
（5）根据晶胞结构并依据均摊法可知，N原子个数＝8个，Pt原子个数＝8×
物质的结构是决定物质性质的重要因素。请回答下列问题：
（1）基态Ni原子核外电子排布式为____________；第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_________________。
（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分为0.069nm和0.078nm，则熔点NiO_____________FeO（填“＜”或“＞”）；NiO晶胞中Ni2+的配位数为____________。
（3）肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4+2N2H4＝3N2+4H2O，若该反应中有4molN—H键断裂，形成的
正确答案
（8分）（1）1s22s22p63s23p63d84s2(2分)；C（碳）（2分） （2）＞（1分） 6（1分）（3）3（2分）
试题分析：（1）Ni的原子序数为28，根据构造原理和能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素，非金属性越强，电负性越大。碳元素的非金属性弱于氧元素，因此电负性较小的是C元素。
（2）Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，离子半径越小，离子键作用力越大，晶体的熔沸点越高，所以熔点NiO＞FeO。NaCl中钠离子和氯离子的配位数分别为6，NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6。
（3）单键都是
（7分）氮是地球上极为丰富的元素
（1）Li3N晶体中氮以N3-的形式存在，基态N3-的电子排布式为 ；
（2）X离子中所有电子正好充满K．L．M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如右图所示。X的元素符号是______，X离子与N3－形成的化合物化学式为______。
（3）水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图（为按顺序排序）。与冰的晶体类型相同的是______（请用相应的编号填写）
A B C D E
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，已知冰的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），则冰晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol；
正确答案
1S22S2P6（1分） Cu， Cu3N（2分） BC（2分） 20（kJ/mol）（2分）
（1）氮元素的核外电子数是7，所以根据构造原理可知，基态N3-的电子排布式为1S22S2P6。
（2）X离子中所有电子正好充满K．L．M三个电子层，则X离子的核外电子数是28，则是铜元素。所以根据晶胞的结构可知，N3－离子的个数是8×1/8＝1，X离子个数是12×1/4＝3，所以化学式为Cu3N。
（3）冰形成的晶体是分子晶体，钠是金属晶体，氯化钠是离子晶体，金刚石是原子晶体，碘和干冰形成的晶体都是分子晶体。A是氯化钠，B是干冰，C是碘，D是金刚石，E是金属钠，所以答案选BC。
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则平均每个水分子形成的氢键是2个，所以氢键键能是（51 kJ/mol－11kJ/mol）÷2＝20kJ/mol.
（12分）
Ⅰ．顺铂是美国教授B Rosenberg等人于1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物，它的化学式为Pt(NH3)2Cl2。
(1)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 （各举一例）。
(2)碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，是第二代铂族抗癌药物，其他毒副作用低于顺铂。碳铂的结构如下图：
碳铂中含有的作用力有 （填字母）。
E．金属键 F．σ键 G．π键
(3)碳铂中C原子的杂化方式有 。
(4)铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
晶胞中铂（Pt）原子的配位数为 。
Ⅱ．原子序数小于36的元素A和B，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子。请写出A2＋在基态时外围电子（价电子）排布式为 ， B元素在周期表中的位置为 。
正确答案
（1）PH3或AsH3、H3O+或CH3－
（2）ABCFG （3）sp3和sp2 （4）12
Ⅱ 3d6 第四周期Ⅷ族
（1）1个NH3的电子数为10，核外电子总数为10个电子的微粒：
Ne、HF、H2O、NH3、CH4（分子类），
Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+（阳离子类），
N3-、O2-、F-、OH-、NH2-、CH3－（阴离子类）
（2）不同原子间形成极性共价键，如C-H、C-O、N-H；
相同原子间形成非极性共价键，如C-C；
Pt形成配位键；碳氧双键中一个是σ键，另一个是π键；
（3）左侧4碳环上的C原子采用sp3杂化，碳氧双键上的C原子采用sp2杂化；
（4）看乙图：若以上层中心的铂原子为中心，分别在上、下、同平面上的面对角线上共12个；
（5）“既处于同一周期（同一横行）又位于同一族，且原子序数B比A多1”，故两者只能是第四周期，VIII族的元素，“基态B原子中含有三个未成对电子”，则B的价电子排布为3d74S2，B为钴元素（第四周期Ⅷ族）；则A为铁元素（价电子排布为3d64S2），则Fe2+（比铁原子失去最外层的两电子）在基态时价电子排布式为3d6；
（9分）长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是至1971年斯图杰尔和阿佩里曼（美）成功地合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸。
⑴以下两种结构式，能正确表示次氟酸结构的是 。A、H—O—F B、H—F—O
⑵次氟酸中氧元素的化合价为 ，次氟酸的电子式为 ，次氟酸分子中共价键的键角 180°（填“<”或“=”）。
⑶下面给出了几个分子和基团化学键的键能：
请计算反应 2HOF(g) = 2HF(g) + O2（g）的反应热(△H)，近似为 kJ/mol。从计算结果预测次氟酸的一条化学性质： 。
⑷次氟酸能被热水瞬间分解，生成一种常见的物质M，M是18e-，且被称为“绿色氧化剂”。写出次氟酸与热水反应的化学方程式： 。
正确答案
（9分，除最后一空及反应热2分，其余每空1分）
⑴A； ⑵0、HOF的电子式（略）、＜；
⑶－338、具有强氧化性； ⑷HOF+H2O
（1）氧元素能写出2对电子对，所以答案选A。
（2）由于氟元素是－1价，氢元素是＋1价，所以氧元素是0价。次氟酸的电子式为
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，因此反应热为2×424kJ/mol＋2×220kJ/mol－2×566kJ/mol－494kJ/mol＝－338kJ/mol，即反应是放热反应，所以具有强氧化性。
（4）根据M的性质和结构可知，M应该是双氧水，方程式为HOF+H2O
26．（15分）2011年9月29日21时天宫一号在酒泉卫星发射中心发射成功，标志着中国航天迈入了新的台阶，火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素。推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成，根据化学物质的形态不同推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂，它们一般由C、H、O、N中的一种或几种元素组成。请回答下列问题：
(1)已知某固体推进剂主要由可燃剂（聚丁二烯等）和氧化剂甲（一种由三种元素组成的盐）组成，该盐溶液中加入硝酸银溶液，无明显现象，则甲物质所含的化学键类型 ，并用离子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因 。
(2)已知某液体推进剂主要由可燃剂肼（N2H4）和氧化剂乙组成，乙所含有的电子数和肼分子相同，常温下，乙和肼反应生成一种常见的液态化合物和一种常见的稳定单质，试写出该反应的化学方程式 。列举乙的另一种主要用途 。
A．石油产品 B．四氯化碳 C．液氟 D．纯碱
(4)戊也可作液体推进剂的氧化剂，取19.6g化合物戊，隔绝空气加热使其完全分解，生成氮气、氧气和二氧化碳，生成的氮气折合成标准状况下的体积为4.48L，生成的二氧化碳气体被足量的澄清石灰水吸收，得到10.0 g沉淀，生成的氧气折合成标准状况下的体积为 L；戊的化学式为 。
(5)请设计一个实验方案，探究由上述四种元素组成的常见无机盐可能的成份。
__________________________________________
正确答案
（1）离子键、共价键（各1分共2分）， NH4+＋H2O
（2）N2H4 +2H2O2＝N2 +4 H2O（2分）；杀菌、消毒、漂白（1分，合理都给分）
（3）A、C（2分）
（4）6.72 （2分）， C(NO2)4（写成CN4O8也给分，2分）
（5）无机盐可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3或两者的混合物（1分），称量固体样品的质量mg，将样品加热，并将气体通入足量的澄清石灰水，测出沉淀的质量ng，通过m与n的计算获得最终结果。（2分）（其它合理答案也给分）
（1）盐溶液中加入硝酸银溶液，无明显现象，说明是铵盐，所以含有离子键和极性键。铵盐水解显酸性，方程式为NH4+＋H2O
（2）肼分子含有的电子数是18，所以氧化剂是双氧水，方程式为N2H4 +2H2O2＝N2 +4 H2O，双氧水的主要用途是杀菌、消毒、漂白等。
（3）推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成，所以应该选择AC。
（4）氮气是0.2mol，质量是5.6g。CO2是0.1mol，质量是4.4g，根据质量守恒定律可知氧气的质量是19.6g－5.6g－4.4g＝9.6g，物质的量是0.3mol，所以体积是6.72L。则分子中C、N、O的原子个数之比是1︰4︰8，所以化学式为C(NO2)4。
（5）该无机盐是碳酸铵或碳酸氢铵或是二者的混合物。而者都易分解，所以可以通过分解产物的质量多少来判断。例如称量固体样品的质量mg，将样品加热，并将气体通入足量的澄清石灰水，测出沉淀的质量ng，通过m与n的计算获得最终结果。
A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期中五种常见元素，其相关信息如下表：
请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中位于第______周期、第______族；E的基态原子核外电子排布式是______
（2）B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为（用化学符号表示，下同）______，B、D的简单气态氢化物中稳定性较大的是______
（3）B、C的单质按物质的量比1：2形成的化合物中化学键的类型为______；该化合物属于______晶体．
（4）E的黑色磁性晶体发生铝热反应的化学方程式是
（5）处理含AO、DO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质D．已知：2AO（g）+O2（g）=2AO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1 D（s）+O2（g）=DO2（g）△H=-296.0kJ•mol-1
此反应的热化学方程式是______．
正确答案
A元素原子核外L层电子数是K层的2倍，则L层有4个电子，故A为碳元素；B元素的一种单质被称为地球生物的“保护伞”，故B为氧元素；C元素原子的第一电离能在第三周期中最小，故C为Na元素；D元素基态原子最外层电子排布为（n+1）sn（n+1）p（n+2），s能级最多容纳2个电子，n=2，故D元素基态原子最外层电子排布为3s23p4，故D为S元素；E元素可形成多种氧化物，其中一种为具有磁性的黑色晶体，故E为Fe元素，
（1）C为Na元素，处于周期表中第三周期第ⅠA族，
E为Fe元素，为26号元素，基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：三、ⅠA，1s22s22p63s23p63d64s2；
（2）B、C、D的简单离子分别为O2-、Na+、S2-，电子层排布相同核电荷数越大，离子半径越小，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，故离子半径由大到小的顺序为S2-＞O2-＞Na+，非金属性O＞S，故气态氢化物中稳定性H2O＞H2S，
故答案为：S2-＞O2-＞Na+，H2O；
（3）B、C的单质按物质的量比1：2形成的化合物为Na2O，含有离子键，属于离子晶体，
故答案为：离子键，离子；
（4）E的黑色磁性晶体为Fe3O4，发生铝热反应的化学方程式是3Fe3O4+8Al
故答案为：3Fe3O4+8Al
（5）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S．
已知：①、2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1，
②、S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296.0kJ•mol-1，
由盖斯定律，①-②得2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H=（-566.0kJ•mol-1）-（-296.0kJ•mol-1）=-270kJ•mol-1，
故答案为：2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H=-270kJ•mol-1．
X、Y、Z、W、Q五种元素原子序数依次增大，X原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z原子外围电子排布式为nsnnp2n，W原子核外的M层中只有两对成对电子，Q的核电荷数是Z与W的核电荷数之和．请回答下列问题：
（1）X、W的元素符号依次为______、______；
（2）写出Y2的电子式______；
（3）WZ2与XZ2分子的空间结构分别是______和______，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______（写分子式）；
（4）Q在元素周期表______区（填s、p、d、ds、f），其外围电子排布式为______，在形成化合物时它的最高化合价为______．
正确答案
X、Y、Z、W、Q五种元素原子序数依次增大，X原子核外的L层电子数是K层的两倍，故L层有4个电子，故X为C元素；Z原子外围电子排布式为nsnnp2n，s能级最多容纳2个电子，故Z原子外围电子排布式为2s22p4，故Z为O元素；Y的原子序数介于C、O元素之间，故Y为N元素；W原子核外的M层中只有两对成对电子，则外围电子排布式为3s23p4，故W为S元素；Q的核电荷数是Z与W的核电荷数之和，故Q的核电荷数为8+16=24，为Cr元素．
（1）由上述分析可知，X为C元素，W为S元素．
故答案为：C；S．
（2）Y为N元素，氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对，电子式为
故答案为：
（3）WZ2为SO2，杂化轨道数为
故答案为：V形；直线型；SO2．
（4）Q的核电荷数为24，是Cr元素，处于周期表第四周期第ⅥB族，在元素周期表d区，其外围电子排布式为 3d54s1，在形成化合物时它的最高化合价为+6价．
故答案为：d；3d54s1；+6．
【物质结构与性质】
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，乙元素的p亚层上有3个电子．
①写出甲元素的电子排布式______，下列各化合物分子中甲元素的原子杂化方式全部相同的是______（填序号）．
a．H2C=CH-C≡CH
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3
c．C（CH2OH）4
d．
e．
f．
②甲、乙元素可形成硬度大于金刚石的一种化合物，该化合物属于______晶体，其化学式为______．
（2）人们一直致力于人工固氮的研究以获得廉价的氮肥．科学家先后提出并合成得到固氮酶的多种模拟物．其中一类是含Mo、Fe、S原子的类立方体结构，如图所示．
图中左右两边对称，各含一个近似为立方体的结构．每个立方体含有4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键．上述一个立方体中4个Fe原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为______．
正确答案
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，则甲是C元素，乙元素的p亚层上有3个电子，则乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2；
a．H2C=CH-C≡CH中形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，形成碳碳三键的碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以采用sp杂化，故错误；
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3中甲基和亚甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
c．C（CH2OH）4中所有碳原子都含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故正确；
d．
3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
e．
f．
故选ce；
故答案为：1s22s22p2；ce；
②原子晶体的硬度较大，碳和氮形成的化合物硬度较大，所以属于原子晶体，碳元素的非金属性小于氮元素，所以碳显正价，氮元素显负价，在该化合物中，碳元素显+4价，N元素显-3价，所以其化学式为C3N4，
故答案为：原子晶体；C3N4；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，且这四个顶点连接构成正四面体，
故答案为：正四面体．
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