- 物质结构元素周期律
- 共75155题
已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素,它们的原予序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族,D和E属同一周期,又知E是周期表中1—18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5,D跟B可形成离子化合物,其晶胞结构如图。
请回答:
(1)A元素的名称是________________________;
(2)B元素原子核外运动状态不同的电子数为__________,C元素原子价电子层的电子排布图为_____________,B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高,其原因是_____________;
(3)元素E在周期表中的位置是______,它的+2价离子的电子排布式为____________;
(4)由以上五种元素的任意两种形成常见化合物中,所含离子键成分最多的可能为__________(填写化学式);
(5)如图所示,D跟B形成的离子化合物晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积是_______________(只要求列出算式)。
正确答案
(1)氢 (1分)
(2)9 (2分) (2分)
HF分子间存在氢键,HCl分子间没有氢键(2分)
(3)第四周期第ⅦB族(2分) 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (2分)
(4)CaF2 (2分) (5)V = (2分)
在前36号的元素中,符号周期表中1—18列中的第7列元素的是25号元素锰元素,即E是Mn。则D是Ca。由晶胞的结构可计算出还有的B和D的离子数,含有的D是8×1/8+6×1/2=4,B离子全部在晶胞内,故含有的B是8。所以化学式为DB2,Ca是+2价的,因此B是-1价的,则B可能是F或Cl。B和C属同一主族,原子序数小于C的,且均属于前36号元素,因此B只能是F,C则是Cl。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族,所以A是第一周期的氢原子。
(1)氢
(2)F元素元素原子核外有9的电子,因此就有9个运动状态不同的电子。Cl元素的价电子就是最外层电子,电子排布图为
B与A形成的化合物和C与A形成的化合物分别是HF和HCl,由于前者分子间含有氢键,而后者没有,所以其化合物的沸点高。
(3)根据构造原理可写出其+2价离子的电子排布式,即1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(4)金属性和非金属性越强,所形成的离子键成分越多,所以化学式为CaF2。
(5)因为1个晶胞中含有的Ca2+和F-分别是4和8,因此含有的CaF2的物质的量是,CaF2的摩尔质量是78g·mol-1,所以晶胞的体积是
空气质量高低直接影响着人类的生产和生活,它越来越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种,其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
请回答下列问题:
(1)S、N、O的的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)SO2、CO、NO2、O3常温下均为气体,固态时均属于 晶体。
(3)随着人们生活质量的提高,室内的环境安全和食品安全越来越为人们所关注。甲醛(HCHO)是室内主要空气污染物之一(其沸点是–19.5 ℃),甲醇(CH3OH)是“假酒”中的主要有害物质(其沸点是64.65 ℃)。甲醛分子中C原子采取 杂化轨道方式。甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是:
__________ 。
(4)CuCl的盐酸溶液能够与CO发生反应:CuCl+CO+H2O=Cu(CO)Cl·H2O,该反应可用于测定空气中CO含量。
①写出铜原子的基态电子排布式 。
②CuCl的晶体结构如下图甲所示,与同一个Cl-距离最近的相邻Cu+有 个。
③Cu(CO)Cl·H2O的结构如上图乙所示,图中标示出8个是共价键,其中 个是配位键,
正确答案
(1)N>O>S(2分)
(2)分子(1分)
(3)sp2 (1分) 甲醇分子间存在氢键,而甲醛没有(2分)
(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar] 3d104s1) (2分)
②4(2分)
③6(3分)
略
(8分)BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:①在BGO中,锗处于其最高价态。②在BGO中,铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同,在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定结构。③BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物,且在BGO晶体的化学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。
请填空::
(1)锗在周期表中的位置
(2)BGO晶体的化学式是 _ _.
(3)铋的最高价氧化物的化学式是 .____
(4)与锗同周期的其他元素的基态原子中,未成对电子数最多的元素是 (填元素符号),该元素的基态原子电子排布式为
正确答案
(1)第四周期第ⅣA族 (2)Bi2(GeO3)3 (3)Bi2O5 (4)Cr [Ar]3d54s1
略
(13分)按要求填空:
(1)拆开1 mol H—H键,1 mol N—H键,1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ,391 kJ,946 kJ。则理论上1 mol N2生成NH3___________热量(填:“吸收”或“放出”) _______kJ;事实上,反应的热量总小于理论值,理由是 _______________________。
(2)X、Y两元素能形成XY2型化合物,XY2中共有38个电子,若XY2是离子化合物,其化学式是___________;若XY2是共价化合物其结构式是____________。
(3)第三周期内,X、Y两元素的原子序数之差为4,它们组成的XY型化合物,其电子式为____________。
(4)某非金属X的最高正价为+m,它的最高价氧化物对应的水化物中有b个氧原子,则这种酸的化学式是____________。
(5)X元素的最高正价和负价绝对值之差为6,Y元素和X元素原子的次外电子层上都有8个电子,X和Y形成的化合物YX2在水溶液中能电离出电子层结构相同的离子,用电子式表示该化合物的形成过程______________
正确答案
(13分,除标注外每空2分)
(1)放出(1分) 92 该反应是可逆反应,充分反应的最终结果是达到最大限度(即化学平衡状态),因此放出的热量总是小于理论计算值。
(2)CaF2(1分) S=C=S(1分)
(3)MgS电子式
(4)H(2b-m)XOb (5)CaCl2的形成过程
略
(选修—物质结构与性质)(12分)
X、Y、Z三种元素,原子序数依次增大,它们的原子序数之和为43。其中,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍。X、Y元素的单质都是构成空气的主要成分。
(1)Z原子的价层电子排布式为____________;XY3-离子的空间构型为__________。
(2)X单质与Y单质直接发生化合反应的化学方程式_________________________。
(3)ZO(氧化物)、FeO晶体结构类型均与NaCl的相同,Z2+和Fe2+离子半径分别为69pm和78pm,则熔点ZO_____ FeO(填“<”或“>” )。
(4)ZO晶体中Z2+的配位数为____________。
(5)化合物A常用于检验Z2+:在稀氨水介质中,A与Z2+
反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图所示:
该结构中,碳碳之间的共价键类型是______(“σ键”
或“π键”);X与Z2+离子间形成的是配位键,在图
上标出配位键的电子给予的方向。
该结构中,Y原子与氢原子除了形成共价键外,
还可存在_______ ;
该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_____;Y原子的杂化轨道类型为_____。
正确答案
(1)由题意可知:X、Y、Z对应的元素分别为:N、O、Ni;Z原子的价层电子排布式为;XY3-离子为
,空间构型为平面三角形;
(2)X单质与Y单质直接发生化合反应的化学方程式:;
(3)(氧化物)、FeO晶体结构类型均与NaCl的相同,Z2+和Fe2+离子半径分别为69pm和78pm,则熔点ZO大于FeO;
(4)ZO晶体中Z2+的配位数为6;
(5)碳碳之间的共价键类型是σ键;Y原子与氢原子除了形成共价键外,还可存在氢键,该结构中,碳原子的杂化轨道类型有和
杂化;Y原子的杂化轨道类型为
杂化;
(7分)元素X、Y、Z、M、Q均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知元素Y最高价氧化物对应水化物与它的氢化物反应能生成一种盐;Z原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4;M可与Z形成阴、阳离子个数比为1:2的两种化合物,Q原子的最外层电子数与次外电子数之比为3:4,YX3常温下为气体。
(1)化合物A、B由X、Z、M、Q四种元素中的三种组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比均为1:1:1,若A能抑制水的电离,B能促进水的电离,则化合物A的化学式为 ,B的化学式是 。
(2)Se是人体必备的微量元素,与Q同一主族。该族二至五周期元素单质分别与H2反应生成1mol 气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol哂化氢反应热(△H)的是 (填字母代号)。
A.+99.7kJ·mol-1 B.+29.7 kJ·mol-1
C.-20.6 kJ·mol-1 D.-241.8 kJ·mol-1
(3)X与Z、X与Q均可形成18电子分子甲和乙,写出甲、乙两种分子在水溶液中反应生成Q单质的化学方程式 。X和Y也可形成18电子分子丙,它通常是一种液态火箭燃料。25℃、常压下,3.2g丙在氧气中完全燃烧放出热量为62.4kJ,请写出丙完全燃烧的热化学反应方程式 。
(4)X、Y两种元素形成的离子化合物的电子式为 。
正确答案
略
(15分)1、已知X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中X、Y、W位于不同周期,Y是形成化合物种类最多的元素,Z可形成型化合物,常温下W的单质为气态。
(1)由X、Y组成的最简单化合物可作为某燃料电池的 极反应物。
(2)化合物所含化学键种类为 ,属于 化合物(填
“离子”或“共价”)。
(3)写出实验室制备W单质的化学方程式为 。
Ⅱ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1) 黄铁矿()是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为
,有3mol
参加反应,转移 mol电子。
氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为 ;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是 。
(2) 与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,其原理是 。
(4)钢铁的电化腐蚀简单示意图如下,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在下图虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。
正确答案
(15分)I(1)负(1分) (2)共价键(1分),共价(1分)
(3)(2分)
Ⅱ、(1)32(2分)(2)(2分)铁粉、稀盐酸(稀硫酸)(2分)
(3)水解:
生成有吸附作用的
胶体,吸附水中悬附物一起沉淀从而净水(2分)
(4)
(2分)
略
(11分)(1)在同一个原子中,离核越近、n越小的能层中的电子能量越 。理论研究证明,多电子原子中,同一能层的电子,能量也可能不同,还可以把它们分成能级,第三能层有3个能级,分别为3s、3p和 。现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,处于最低能量的原子叫做 原子。
(2) N≡N的键能为946kJ·mol-1,N—N单键的键能为193kJ·mol-1,计算说明N2中的 键更稳定(填“σ”或“π”)。
(3)在配离子[Fe(SCN)]2+中,提供空轨道接受孤电子对的微粒是 ,配离子 [Cu(NH3)4]2+的配体是 。
(4)根据价层电子对互斥理论判断下列问题:
①NH3中心原子的杂化方式为 杂化,VSEPR构型为 ,分子的立体构型为 。
②BF3分子中,中心原子的杂化方式为 杂化,分子的立体构型为 。
正确答案
略
下表是元素周期表的一部分,表中的每个字母表示一种短周期元素,回答下列问题:
(1)画出A的原子结构示意图__________。
(2)A、B、E、F、G五种元素所形成的气态氢化物最不稳定的是__________(填化学式)。
(3)D在元素周期表中的位置是第3周期第________族。
(4)E、F元素的最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是____________(填化学式)。
(5)写出C和F形成的化合物的电子式________________________。
(6)A、C、D 的离子半径大小关系是___________________ (用离子符号表示)
正确答案
(12分,各2分)
(1)氧原子结构示意图 (2分)(2)PH3 (2分)
(3)ⅢA (2分)(4)H2SO4 (2分)
(5)硫化钠的电子式 (2分)
(6)O2-> Na+>Al3+或Al3+< Na+
略
(10分)A、B、C均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如下图所示,A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B原子的核电荷数。请完成下列填空:
(1)A的原子结构示意图为 ,A的最高价氧化物对应水化物的的分子式为 。
(2)B的简单离子的电子式为 。
(3)用电子式表示C的氢化物分子的形成过程:
。
(4)C单质与水反应的化学方程式为 。
正确答案
(10分)
略
(5分)在原子结构理论中,有四个原理,分别是①构造原理,②泡利原理,③洪特规则,④能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号,各只填一项)
(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍 ;
(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3 ;
(3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个 ;
(4)铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2 ;
(5)磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子 。
正确答案
(1) ②(2)④(3) ①(4) ③(5) ③ (每空1分,多选0分)
略
A、B、C、D均为短周期元素。A、B可形成两种液态化合物甲和乙,其最简式分别为BA和B2A。A与D可形成气态化合物DA、DA2。A、B、D可组成离子化合物,该晶体化学式为B4A3D2,其水溶液呈弱酸性。B与D可形成一种极易溶于水的碱性气体X。B与C可形成极易溶于水的酸性气体Y。已知X分子与乙分子中的电子数相等,Y分子与甲分子中的电子数相等。请回答:
(1)A元素为 ,甲的电子式为 。
(2)常温下,pH为a的Y溶液与pH为b的氢氧化钠溶液按体积比1∶10混合后,正好完全反应,则a与b的关系为 。
(3)已知X在液态时和水一样,可发生微弱的电离,产生两种含相同电子数的粒子,请写出它电离方程式: 。
(4)将X和Y的稀溶液按某种比例混合,
①若所得溶液中只含一种溶质,则该溶质是 ,溶液中离子浓度的大小顺序为 ;
②若该溶液是由体积相等的X和Y溶液混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(X) c(Y),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系c(H+) c(OH-)(填“大于”、“等于”、“小于”)。
正确答案
(1)氧 H········H
(2)a+b=13
(3)2NH3NH+NH
(4)①NH4Cl c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②大于 大于
略
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等;B、E同主族,且核电荷数之比为1︰2;C的单质能与冷水剧烈反应,所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子;D的最外层电子数是内层电子总数的一半。试回答下列问题:
(1)F位于周期表中第________周期________族。
(2)常温时,39 g B、C按原子个数比1︰l形成的化合物X与足量CO2反应放出Q kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 ;
写出少量X与FeCl2溶液反应的离子方程式_______________________________________。
(3)B、C、F组成的化合物Y是家用消毒剂的主要成分,Y的溶液呈碱性,用离子方程式解释其原因______________________________;起消毒作用的微粒电子式为_________。
(4)四原子分子Z与C的单质和水反应所得的阴离子电子数相等,Z的分子空间构型为___________型,它属于_________分子(填“极性”或“非极性”);请比较Z与DA3的沸点高低并加以解释_____________________________________________________。
(5)目前人们正在研究开发一种高能电池,它是以熔融的C、E单质为两极,以C离
子导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式为:2C+xE C2Ex。请写出电池放电时正负极的电极反应式,正极反应式:_______________________。用该电池作电源进行电解含有0.2 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的混合溶液500 mL时:若此电池工作一段时间后消耗23 g C单质。则阳极产生气体体积为:________L(标准状况下);电解后溶液加水稀释至2 L ,溶液的pH为:________。
正确答案
(1)三 ⅦA (各1分)
(2)2Na2O2(s) + 2CO2(g) = 2Na2CO3(s) + O2(g);ΔH= -4Q kJ/mol
3Na2O2 + 6Fe2+ + 6H2O = 6Na+ + 4Fe(OH)3↓+ 2Fe3+(各2分)
(3)ClO-+ H2O HClO + OH-
(各2分)
(4)三角锥(1分)极性(1分)NH3的沸点高于PH3,因为NH3分子间存在氢键(2分)
(5)xS+2e-=Sx2- 6.72 L 1(各2分)
A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等,说明A是H;B、E同主族,且核电荷数之比为1︰2,B是O,E是S;C的单质能与冷水剧烈反应,所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子,C是Na,Na+和OH―电子数相同;D的最外层电子数是内层电子总数的一半,D是P。即A―H、B―O、C―Na、D―P、E―S、F―Cl。
(1)三 ⅦA
(2)39 gNa2O2反应放出QkJ的能量,2molNa2O2与CO2反应放出4QkJ的能量,所以:
2Na2O2(s) + 2CO2(g) = 2Na2CO3(s) + O2(g);ΔH= -4Q kJ/mol
3Na2O2 + 6Fe2+ + 6H2O = 6Na+ + 4Fe(OH)3↓+ 2Fe3+
(3)ClO-+ H2O HClO + OH-
(4)三角锥(1分)极性(1分)NH3的沸点高于PH3,因为NH3分子间存在氢键(2分)
(5)xS+2e-=Sx2- ;先后发生下列2个反应:
CuCl2Cu+Cl2↑, 2e―
0.1mol 0.1mol 0.2mol
2CuSO4+2H2O2 Cu +O2↑+ H2SO4 4e―
0.1mol 0.05mol 0.1mol 0.2mol
2H2O2H2↑+O2↑ 4e―
0.15mol 0.6mol
阳极共产生0.1mol+ 0.05mol+ 0.05mol="0.3mol," 即6.72 L气体;共产生0.1molH2SO4, 加水稀释至2 L,氢离子的浓度为:0.1mol×2/2L=0.1mol/L,PH= 1 。
原子序数由小到大排列的五种短周期元素X、Y、Z、M、W,其中X、Z、M、W四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,元素Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,Z、M左右相邻,M、W位于同主族。
(1)元素W在周期表中的位置是 。W的阴离子结构示意图是 ;
(2)元素Z的单质的电子式为 。标况下,试管中收集满Z的氢化物,倒立于水中(溶质不扩散),一段时间后,试管内溶液的物质的量浓度为 。
(3)元素Y常见的同素异形体有 。 Y最高价氧化物中的化学键类型为 。Y的氢化物中含氢量最高的物质是常见的燃料,1g该燃料燃烧产生CO2(g)和H2O(l)时放热55.6kJ,试写出表示该燃料燃烧热的热化学反应方程式
。
(4)由X、Z、M、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为 。
(5)由X、Z、、M、W和Fe五种元素组成的摩尔质量为392g/ mol的化合物甲,1 mol甲中含有6mol结晶水。对化合物甲进行如下实验:
a.取甲的溶液加入过量的浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;
b.另取甲的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解
①甲的化学式为 。
② 已知100mL 1 mol/L 的甲溶液能与20mL 1mol/L的酸性KMnO4溶液恰好反应。写出反应的离子方程式 。
正确答案
(1)第三周期第VIA族(1分) 。 S2-的:+16 2 8 8 (1分) ;
(2) :NN : (1分) 。 0.045mol/L (1分) 。
(3)石墨、金刚石、C60(答对两个给满分1分)。 极性共价键或共价键(1分)。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H="-899.6kJ/mol " (2分) 。
(4) 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O (2分) 。
(5)① (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(1分) 。
② 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (2分)。
略
下图是依各个原子的性质和原子序数(1~20)画的关系图,各图的纵轴可能代表下列的某一性质:质量数、质子数、最高正价、原子半径相对大小、得电子相对能力。图2中原子序数8、9和图3中原子序数2、10、18在纵轴上没有对应的数值。
(1)图1~图3的纵轴分别代表__________、__________、__________;
(2)已知aA、bB、cC、dD、eE、gG六种元素原子序数依次增大,原子半径按A、E、D、C、B、G的顺序增大,它们分散在三个短周期中。B是生命体的构架元素,E是同周期中半径最小的元素,G的最外层电子数比次外层电子数少2个。它们的原子序数存在如下关系:①a+b=c,②(b+d)/2=c,③(c+e)/2=d,请根据提供的信息,回答下列问题:
① 下图是元素周期表前三周期的边界,请将A~G六种具体元素符号填在表中相应的位置;
②写出铜与C元素最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学 方程_______________;
③X、Y、Z、W是仅由上述元素组成的四种物质,且有如下转化关系:
X+Y―→Z+W。若X为单质,Y、Z、W均为化合物,且该反应是重要的工业生产反应,其相应的化学方程式为__________________________。
正确答案
(1)质子数 最高正价 得电子相对能力 (每空1分)
(共3分,错一个扣1分)
(2)或Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2分)
(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2分)
略
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