- 物质性质的研究
- 共799题
四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
信息① 原子半径大小：A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质：
甲：是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。
乙：无色，无味而易燃，是21世纪的主要能源。
丙：有强氧化性，可以用于消毒杀菌。请根据上述信息回答下列问题。
（1）丙 （写化学式）写出其分子的的电子式 。
（2）写出A原子最外层电子排布式 。将该元素的单质溶于水，形成的平衡体系中所有离子的浓度按由大到小排序：
（3）B形成的单质晶体可能为 。
A．离子晶体 B．分子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体
（4）C的同主族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是____
A．其气态氢化物的稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱
B．其氢化物中的键长按O—H、S—H、Se—H、Te—H的顺序依次减小
C．其氢化物的沸点按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次增强
D．其阴离子的还原性按O2–、S2–、Se2–、Te2–的顺序依次增强
（5）与氩原子质子数和电子数均相同的微粒有HCl、H2S、PH3、SiH4，以及还有_______ 、___________等（例举两种即可）
正确答案
（1）HClO(1分）
（2）3S23P5 (1分) [H+]>[Cl-]>[ClO-]>[OH-] (1分)
（3）BC(1分)
（4）AD(1分)
（5）F2 、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH （2分）
试题分析：根据信息确定甲为水，乙为甲烷，丙为次氯酸；A、B、C、D分别为Cl、C、O、H四种元素。（1）次氯酸分子中氧原子分别与氢原子和氯原子形成1对共用电子对；
（2）氯气溶于水部分与水反应，Cl2+H2O 
（3）碳元素可以形成多种单质，金刚石为原子晶体，C60为分子晶体，石墨为混合晶体等；
（4）氧族元素从上到下半径依次增大，非金属性减弱，金属性增强。A、气态氢化物稳定性与元素的非金属性一致，正确；B、键长与原子半径一致，错误；C、水中含有分子间氢键，溶沸点较高，错误；D、简单阴离子的还原性与其原子的非金属性相反，正确；
（5）18电子微粒有F2 、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH ，其中前两个重要。
现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期，B元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍；D元素原子的L电子层中只有两对成对电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
(1) E元素基态原子的核外价层电子排布式为_________。
(2)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的排序_________。
(3) A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4。
①B2A4的结构式为_________。
②下列有关C2A4的说法正确的是_________。
a.一个该分子中含有4个σ键
b.该分子可作为配位体形成配位键
c.该分子是非极性分子 d.1mol该分子最多可形成4mol氢键
e.该分子的稳定性与氢键无关
f.该分子中C的原子轨道是sp3杂化
(4)B单质的一种的晶体结构如图甲所示，E单质的一种的晶体结构如图乙所示。
则图中的单质B的名称_________，图甲中B原子的配位数与图乙中E原子的配位数之_________。
E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样，欲比较ED与NaCl的晶格能大小，需考虑的数据是_______________________________________________________________________________。
(5)据最新资料显示,F单质的晶胞可能有多种,若其晶胞分别以六方紧密堆积和面心立方堆积存在时，其单质的密度之比为_________。
正确答案
（每空2分，第(4)第1空1分，共计15分）（1）3d64s2（2）B＜D＜C
（3）
（4）金刚石；1:2 ；离子的半径与离子所带的电荷
（5）3
试题分析：B元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍，所以B是碳元素。D元素原子的L电子层中只有两对成对电子，因此D是氧元素。C的原子序数介于B和D中间，则C是氮元素。E元素的基态原子有4个未成对电子，这说明E应该是第四周期元素，可能是Cr或Fe。E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3,所以E只能是Fe，F是Cu。
（1）铁的原子序数是26，根据构造原理可知，其价电子排布式为3d64s2。
（2）B为碳元素，C为氮元素，D为氧元素，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小到大的顺序为C＜O＜N。
（3）A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，这说明A应该是氢元素。
①B2A4是乙烯，其的结构式为
②C2A4的结构式是
（4）根据晶胞的几个可知，甲是金刚石。根据晶胞结构可知，金刚石中配位数是4，而铁是体心立方堆积，配位数是8，所以甲中B原子的配位数与图乙中E原子的配位数之1:2；E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样，都是离子晶体，所以欲比较ED与NaCl的晶格能大小，应该比较晶格能大小，即需要考虑的数据是离子的半径与离子所带的电荷。
（5）体心立方晶胞中铜原子个数＝1+8×
X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素，且原子序数依次增大。其相关信息如下表所示：
回答下列问题：
（1）Y元素的基态原子中未成对电子数为______；X、Y、Z三种元素原子的第一电离能由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)。
（2）W的氯化物的熔点比Q的氯化物的熔点__________(填“高”或“低”)，理由是__________________________________________________。
（3）光谱证实元素W的单质与强碱性溶液反应有[W(OH)4]-生成，则[W(OH)4]-中存在(填字母)_____________。
a．极性共价键 b．非极性共价键 c．配位键 d．氢键
（4）含有X、R和镁三种元素的某种晶体具有超导性，其结构如下图所示。则该晶体的化学式为 ；晶体中每个镁原子周围距离最近的R原子有 个。
正确答案
（1）3(2分) C O N(2分)
（2）低 (2分) W的氯化物为分子晶体，Q的氯化物为离子晶体(3分)
（3）ac (2分) （4）MgNi3C (2分) 12(2分)
试题分析：X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中，且每个能级中的电子总数相同，说明是1s22s22p2，就是C，Y元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应，是N，Z元素的族序数是其周期数的三倍，是O，根据W的电离能第一、二、三数据小确定是Al，Q为前四周期中电负性最小的元素K，元素R位于周期表的第10列，第四周期，是Ni。（1）N1s22s22p3，未成对电子数为3，（4）根据分摊原则，可以确定分子式MgNi3C
有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，但均小于18，A和B在同一周期，A原子的电子式为
，B原子L层的电子总数是K层的3倍；0.1mol C单质能从酸中置换出2.24L氢气（标准状况），同时它的电子层结构变成与氖原子的电子层结构相同；D离子的半径比C离子的小，D离子与B离子的电子层结构相同．
（1）元素A、B、C、D分别是：A______，B______，C______，D______．
（2）D元素在周期表中属第______周期______族．
（3）用电子式表示A的气态氢化物的形成过程：______．
（4）A和B的单质充分反应生成化合物的电子式是______．
（5）B与C形成的化合物是离子化合物还是共价化合物？如何证明______；______．
正确答案
答案：（1）B原子L层的电子总数是K层的3倍，则B的原子原子核外各层电子数分别为2、6，应为O元素，根据A的电子式可知A的最外层有4个电子，应为周期表第ⅣA族元素，又原子序数小于O，应为C元素，0.1mol C单质能从酸中置换出2.24L氢气（标准状况），则C的最外层有2个电子，离子的与氖原子的电子层结构相同，则C为Mg元素，D离子的半径比C离子的小，D离子与B离子的电子层结构相同，D应为Al元素，故答案为：碳，氧，镁，铝；
（2）D为Al元素，原子序数为13，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，位于周期表第三周期ⅢA族，
故答案为：三，ⅢA；
（3）A的气态氢化物为CH4，用电子式表示形成过程为
+4H•→
，故答案为：
+4H•→
；
（4）A和B的单质充分反应生成化合物为CO2，电子式为
，故答案为：
；
（5）B与C形成的化合物为MgO，为离子化合物，可用熔融状态下是否导电验证，离子化合物在熔融状态下导电，而共价化合物不导电，
故答案为：离子化合物；检验方法为：验证其熔融物是否导电，若导电则为离子化合物，若不导电则为共价化合物．
下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是 (填编号)。
(2)元素⑥形成的最高价含氧酸根的立体构型是 ,其中心原子的杂化轨道类型是 。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是 。
(4)某元素的特征电子排布式为nsnn
(5)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为 (用对应的元素符号表示)。
正确答案
(1)⑨ (2)正四面体形 sp3 (3)BD
(4)3 三角锥形 在NH3分子和水分子间有氢键作用
(5)MgNi3C
(1)根据元素周期表结构可回答。(2)⑥对应的含氧酸根是S
粉煤灰是燃煤电厂的工业废渣，其中含莫来石(Al6Si2O13)的质量分数为38%，还有含量较多的SiO2。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4，有关化学反应方程式：Al6Si2O13+3Na2CO3 →2NaAlSiO4 + 4NaAlO2+3CO2↑，结合上述反应完成下列填空：
(1)上述反应所涉及的元素中，原子核外电子数最多的元素在周期表中的位置是________________，其氧化物属于 晶体。
(2)上述元素中有三种元素在元素周期表中处于相邻位置，其原子半径从大到小的顺序为
＞ ＞(用元素符号表示)。
(3)二氧化碳分子的空间构型为 型。
(4)上述元素中有两种元素是同一主族，可以作为判断两者非金属性强弱的依据的是(填编号)。
a．该两种原子形成的共价键中共用电子对的偏向
b．最高价氧化物熔沸点高低
c．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
d．单质与酸反应的难易程度
正确答案
(10分)(每空2分)
(1)第三周期ⅣA族。原子(2) Al Si C(3) 直线(4) a c(只选一个对给1分)
试题分析：(1)题中涉及5种元素：C、O、Na、Al、Si，其中原子核外电子数最多的元素为Si元素，Si原子核外有3个电子层，最外层电子数是4，硅元素位于周期表第三周期第ⅣA族；二氧化硅属于原子晶体。(2)Al、Si、C三种元素在元素周期表中处于相邻位置，Al和Si处于同一周期，Al原子序数小于Si，其原子半径大于Si；Si和C属于同一主族，同一主族元素的原子半径随着原子序数的增大而增大，则硅的原子半径大于碳，所以这三种元素的原子半径大小顺序是：Al＞Si＞C。(3)二氧化碳分子是直线型分子。(4)a．根据共价键中共用电子对的偏移情况能判断非金属性强弱，因为吸电子能力强的非金属性强，共用电子对偏向，否则共用电子对偏离，故a正确；b．最高价氧化物熔沸点高低不能说明非金属性强弱，故b错误；c．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱能说明非金属性强弱，非金属性越强的元素，其最高价含氧酸的酸性越强，故c正确；d．单质与酸反应的难易程度不能说明非金属性强弱，故d错误；故选ac。
冰晶石(Na3AlF6)是工业上冶炼铝的助熔剂,制取冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为2Al(OH)3+12HF+3A =2Na3AlFs+3CO2 +9H2O。
（1）熔融晶体A时痛要破坏的作用力是 ，冰晶石中的配位体是 。
（2）上述反应的生成物中属于非极性分子的中心原子的杂化轨道类型为 ，该分子的空间构型为 。
（3）上述反应的反应物中有两种元素在元素周期表中的位置相邻，用化学方程式表示二者的电负性大小： ；写出含有其中电负性较小元素的原子，且形成的分子的空间构型呈“V”形的物质的化学式(单质和化合物各写一种) 、 。
（4）某种Al—Fe合金的晶胞如图所示，该合金的化学式为 。若晶胞的边长为a nm，则合金的密度为 g• cm-3
正确答案
（1）离子键；F－ （2）sp；直线型
（3）2F2+2H2O==4HF+O2；H2O（或其他合理答案）；O3
（4）Fe2Al（或AlFe2）；
试题分析：（1）根据原子守恒可知A为Na2CO3，属于离子化合物，反应中会破坏离子键。Na3AlF6中AlF6-是配离子，Al是中心原子，F-为配位体。
（2）CO2是非极性分子，中心原子C的轨道杂化方式为sp，分子构型是直线型。
（3）相邻的两种元素是F和O，F的电负性较大，非金属性强，F2可将水中的氧置换出来。含有O且分子构型是“V”型的分子有H2O、SO2、O3等。
（4）晶胞中含有铁原子个数为
（14分）下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
（1）T3+的核外电子排布式是：
（2）Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是 （用元素符号表示）
（3）根据下列说法填空：
①G单质的熔点高于J单质，是因为
②将J2M2溶于水，要破坏 (离子键、极性共价键、非极性共价键)
③RE3沸点高于QE4，是因为
④一个Q2E4分子中E的 轨道与Q的 轨道形成σ键。
（4）G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中，G原子构成平面六边形，每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是 （填G或R的元素符号）
正确答案
（1）[Ar]3d5（2）N＞O＞C
（3）①锂的金属键大于钠
② 离子键和非极性共价键③氨分子间有氢键，而甲烷分子间没有氢键④1S轨道、SP2杂化轨道（各1分）（4）Li
根据元素在周期表中的位置可知，E是H、G是Li、J是Na、Q是C、R是N、M是O、T是Fe、X是Cu。
（1）半充满是稳定性强，所以根据构造原理可知Fe3＋的核外电子排布式是[Ar]3d5。
（2）非金属性越强，第一电离能越大。N原子中3p电子属于半充满，稳定性强，所以第一电离能最大，所以第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C。
（3）①Li和Na均是金属晶体，但离子半径是锂的小于钠的，因此金属键强，熔点高。
②过氧化钠是离子化合物，含有离子键和非极性键。
③氨气分子中存在氢键，所以沸点高于甲烷的。
④在化合物乙烯中氢原子的1s轨道与同一种的sp2杂化轨道形成σ键。
（4）平面六边形的每一个顶点被周围的3各六边形共用，所以1个六边形含有的Li是6×1/3＝2。N原子在中间，完全属于该六边形。因为化学式为Li3N，所以中间夹杂的是Li。
X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16．在常温下，X、Y、Z三种元素的常见单质都是无色气体，它们在适当条件下可发生如图所示的转化．已知一个B分子中含有Z元素的原子个数比一个C分子中含有Z元素的原子个数少一个．请回答下列问题：
（1）X元素在周期表中的位置是______．Y的原子序数为______．
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源，该电源被称为______．
（3）A的化学式为______．
（4）已知Y的单质与Z的单质在适当催化剂和高温、高压条件下，生成C的反应是可逆反应，写出该反应的化学方程式______．
正确答案
短周期中形成无色气体单质的只有H2、N2、O2（稀有气体除外），三元素的质子数之和为16，三种单质相互化合可以得到NO、H2O、NH3，且一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，则B为H2O、C为NH3、Z为氢，由转化关系可知，故A为NO，X为氧，Y为氮，
（1）O元素的质子数为8，氧原子有2个电子层，最外层电子数为6，位于第二周期VIA族；Y为氮元素，原子序数为7，
故答案为：第二周期VIA族；7；
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源，是氢氧燃料电池，故答案为：氢氧燃料电池；
（3）由上述分析可知，A为NO，故答案为：NO；
（4）氮气与氢气在适当催化剂和高温、高压条件下生成氨气，反应方程式为：N2+3H2
故答案为：N2+3H2
有M、A、B、D、N、E五种短周期元素，原子序数依次增大．M元素的单质是自然界最轻
的气体，N元素的原子半径是所在周期原子半径最大的．A、B、D、E分别在右表（周期表的一部分）占有相应的位置，它们的原子序数之和为37．试回答：
（1）A、B、D、E四种元素分别与M元素形成的简单化合物中，沸点最高的是______（填化学式）．
（2）M、D、E、N形成的简单离子的半径由大到小的关系是（写离子符号）______．
（3）A、B、D、M可组成多种18电子分子，请写出1种具有18电子的有机物的分子式______．
（4）由A、D、N三种元素组成的无机物，其水溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因______．
（5）元素B的氢化物与元素D单质在一定条件下发生置换反应，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______．
（6）在由M、D、N、E四种元素构成的化合物的水溶液中滴入少量的Ba（OH）2溶液，写出可能发生的所有反应的离子方程式______．
正确答案
M元素的单质是自然界最轻的气体，M为H；N元素的原子半径是所在周期原子半径最大的，则N应为第三周期第ⅠA族的Na；结合图中的位置，设A的原子序数为x，则B为x+1，c为x+2，E为x+10，它们的原子序数之和为37，所以x+x+1+x+2+x+10=37，x=6，即A为C，B为N、D为O，E为S，
（1）A、B、D、E四种元素分别与M元素形成的简单化合物中，B与M、C与M的分子中含有氢键，但H2O的沸点最大，故答案为：H2O；
（2）电子层数越多，离子半径越大，氧离子与钠离子具有相同的电子排布，氧的原子序数小离子半径大，则离子半径为S2-＞O2-＞Na+＞H+，故答案为：S2-＞O2-＞Na+＞H+；
（3）由原子的质子数可知，具有18电子的有机物的分子式为CH3OH或CH3CH3等，故答案为：CH3OH；
（4）由A、D、N三种元素组成的无机物，其水溶液呈碱性，该无机物为碳酸钠，碳酸根离子水解使溶液显碱性，离子反应为CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-；
（5）元素B的氢化物与元素D单质在一定条件下发生置换反应，该反应为4NH3+3O2
（6）由M、D、N、E四种元素构成的化合物为NaHSO4或NaHSO3，滴入少量的Ba（OH）2溶液，Ba（OH）2完全反应，发生的离子反应为2H++2OH-+SO42-+Ba2+═BaSO4↓+2H2O或2HSO3-+2OH-+Ba2+═BaSO3↓+2H2O+SO32-，故答案为：2H++2OH-+SO42-+Ba2+═BaSO4↓+2H2O或2HSO3-+2OH-+Ba2+═BaSO3↓+2H2O+SO32-．
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