- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.尿素(H2NCONH2)可用于制有机铁肥,主要代表有 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 [三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]。
⑴基态Fe3+的核外电子排布式为 。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
⑵尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是 。
⑶[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是 。与NO3—互为等电子体的一种化合物是 (写化学式)。
⑷CO2和NH3是工业上制备尿素的重要原料,固态CO2(干冰)的晶胞结构如右图所示。
1个CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有 个。
②铜金合金的晶胞结构与干冰相似,若顶点为Au、面心为Cu,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为是 。
B.脱氢醋酸是一种难溶于水的低毒、高效广谱抗菌剂,可由乙酰乙酸乙酯经脱醇缩合而成,反应原理为:
实验步骤如下:
①在反应器中加入乙酰乙酸乙酯、少量催化剂和数粒沸石,在瓶口安装分馏装置。
②低温加热(不超过85℃)60~70min;然后大火加热蒸出乙醇。
③将反应液趁热倒入烧杯中,冷却到室温,有柠檬黄色晶体析出。
④将柠檬黄色晶体转移至圆底烧瓶B中,加水15mL,滴入1滴硫酸,进行水蒸气蒸馏(如图所示)。从水蒸气蒸馏液中经抽滤可分离出脱氢醋酸,再烘干即得成品。
步骤①中加入沸石的目的是 。
步骤②中,在60~70min内低温加热的目的是 ,然后大火加热蒸出乙醇的目的是 。
步骤④中水蒸气蒸馏装置中烧瓶A的作用是 ,玻璃管的作用是 。
用测得相对分子质量的方法,可以检验所得产物是否纯净,测得相对分子质量通常采用的仪器是 。
正确答案
A⑴[Ar]3d5 N>O>C
⑵sp2、sp3
⑶配位键 SO3(或BF3)
⑷①12 ②1∶3(除第⑷小题每空1分外,其余每空2分,共12分)
B ⑴防止暴沸
⑵使原料充分反应而不被蒸馏出去使平衡正向移动,提高原料的利用率
⑶提供水蒸气起稳压作用(既能防止装置中压强过大引起事故、又能防止压强过小引起倒吸)
⑷质谱仪
(每空2分,共12分)
A⑴基态铁原子失去最外层两个电子及次外层一个电子可得到Fe3+,Fe3+的核外电子排布式为:[Ar]3d5
同周期自左至右第一电离能增大,但由于N原子电子为半充满状态,故N的第一电离能相对大于O元素,故顺序为N>O>C
(2)尿素分子中C形成了羰基,杂化方式为sp2,N原子除形成三个共价键外,还存在一孤对电子,杂化方式为sp3
(3)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3为络合物,其中中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是配位键;
等电子体是指价电子总数及原子总数相同,与NO3—互为的等电子体的例如:SO3、BF3等
⑷①在X、Y、Z三平面上分别有4个分子,故12个分子符合题意
②Au与Cu原子数之比为=1:3
B ⑴沸石具有缓解液体沸腾的作用,防止液体暴沸
(2)有机反应物的沸点较低,为防止其挥发,一般需要低温加热;而大火加热蒸出乙醇可减少产物浓度,使平衡正向移动,提高原料的利用率
(3)既能防止装置中压强过大引起事故、又能防止压强过小引起倒吸
(4)质谱仪经常用以测定有机物的相对分子质量
(6分) A、B、C三种元素都是短周期元素。含有A元素的物质,在无色火焰上灼烧时产生黄色火焰;B2是自然界中最轻的气体, A元素与C元素位于同一周期,B2在C2中燃烧产生苍白色火焰,且可形成共价化合物。根据以上条件回答:
① 写出A、B的元素符号:A ,B 。
② 写出C元素最高价氧化物对应水化物的化学式 。
正确答案
(6分)
① Na , H② HClO4
焰色反应为黄色的物质中必含有Na元素;B2是自然界中最轻的气体,即为H2;燃烧时产生苍白色火焰的为H2与CL2反应;
C元素为CL元素,其最高价为+7价,对应的氧化物化学式为HClO4
(14分)已知物质M由属于同一周期的X.Y两种短周期元素组成,X原子的最外层电子数是最内层电子数的一半,Y元素最高正价与它的负价代数和为6。M与其他物质的转化关系如下(部分产物已略去):
(1)已知元素Z与Y是最外层电子数相同的短周期元素,那么Z与Y分别与氢形成的氢化物中沸点较高的是 (填化学式),原因是 ;
(2)若A是一种常见的酸性氧化物,且可用于制造玻璃,则E溶液与F溶液反应的离子方程式是:
;
(3)若A是与X、Y同周期元素的一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则其化学方程式是:
;
(4)若A是一种常见的化肥,式量为79,且E与F生成G时有白烟产生,则G的电子式是:
;
(5)若A是一种溶液,只可能含有H+.NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32—、
SO42-中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积变化如图所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子是 (微粒次序按摩尔质量从小到大,下同),物质的量浓度之比为 。
正确答案
(1)HF(1分),HF分子之间可以形成氢键(1分);
(2)SiO32-+2H++2H2O= H4SiO4↓或SiO32-+2H+= H2SiO3↓(2分);
(3)2NaOH+2H2O+2Al=2NaAlO2+ 3H2↑(2分);
(4)(2分);
(5)H+、NH4+、Al3+、SO42-(3分),2:3:1:4(3分)。
略
(12分)写出Na和S的原子结构示意图: , .指出Na和S在元素周期表中的位置,Na: , S: .
正确答案
第三周期第IA族 第三周期第VIA族
在表示原子结构示意图是用弧线表示电子层,并且要注明容纳的电子数,圆圈表示原子核,里面要注明质子数。
(10分)A、B、C三种短周期元素在周期表中相对位置如右图:
(1)A与C形成的液态化合物是常见的重要有机溶剂,则
A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱
的顺序是: > > (用化学式表示)。
(2)X、Y为B、C两种元素形成的单质,标准状况下,X的密度为3.17g•L-1。Z是一种化合物,焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),室温下0.1 mol•L-1Z水溶液pH=13。X、Y、Z有如图转化关系:
①写出X与Z反应的离子方程式: 。
②已知丙能与稀硫酸反应生成能使品红褪色的气体。丁的化学式为 ,丁的水溶液pH>7的原因是: (用离子方程式表示)。
③将20mL0.5mol/L丙溶液逐滴加入20mL0.2mol/L KMnO4溶液(硫酸酸化)中,恰好褪色。写出反应的离子方程式 。
正确答案
(10分)每空2分,共10分
(1)HClO4>H2SO4>H2CO3
(2)①Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O ②K2S S2- + H2OHS- + OH-
③5SO32- + 2MnO4- + 6H+ = 5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O
略
(13分)X、Y、Z、W、L、M六种短周期主族元素的原子序数依次增大,其中X、M的单质在常温下呈气态,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Z在同周期的主族元素中原子半径最大,W是地壳中含量最多的金属元素,L的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。用化学用语回答下列问题:
(1)L的元素符号为 ;M在元素周期表中的位置为 。
(2)Y、L、M的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是 。
(3)Y的最高价氧化物的电子式为 。原子序数比Y多2的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是 。
(4)Z、W各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为 。
(5)R与Y同周期,R的单质分子R2中有3个共价键,R与L能形成一种新型无机非金属材料,其化学式是 。
正确答案
(13分)(1)Si(1分) 第三周期第ⅦA族(2分)
(2)H2SiO3 < H2CO3 < HClO4(2分)
(3)(2分) 2H2O2
2H2O + O2↑(或其他合理答案)(2分)
(4)Al(OH)3 + OH-=== AlO2-+ 2H2O (2分) (5)Si3N4 (2分)
略
(6分)0.5mol 的Y元素的离子得到6.02×1023个电子被还原成中性原子,0.4gY的氧化物恰好与100ml 0.2mol .L-1 的盐酸完全反应,Y原子核内质子数和中子数相等。写出:
(1)Y的名称为 ,它在周期表的位置为
(2)Y的氧化物与盐酸反应的离子方程式为 。
正确答案
略
Y元素显+2价,则:
(1)Y的名称为钙,第四周期ⅡA族;
用电子式表示下列化合物的形成过程(4分)
(1)H2S ;
(2)MgF2 。
正确答案
略
略
(10分)X、Y、Z、W四种元素在元素周期表中序数逐渐增大。X为非金属元素,且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)X、Y、Z、W的元素符号分别是: 、 、 、 。
(2)W的最高价氧化物对应的水化物的电子式为 。Y的气态氢化物的结构式为 。
(3)写出Y的最高价氧化物对应的水化物与W的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式 。
正确答案
(1) H N O Na
(2)
(3) H+ + OH-= H20
略
(7分)下表是元素周期表的一部分,完成以下有关问题。
(1)在①~⑩元素中,最不活泼的元素是_____(写元素符号,下同);最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的元素是 ,最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的元素是 。
(2)②、③、④的氢化物中最稳定是 (填该氢化物化学式)。
(3)④⑤⑥的原子半径从大到小的顺序是 > > (写元素符号) 。
(4)①的一种氢化物的产量是衡量一个国家石油化学工业发展水平的标志,该氢化物与⑨的氢化物反应的化学方程式为 。
正确答案
(1)Ar Cl Na (2)HF (3) Na>Al>F
(4)CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl
略
美国《科学》杂志评选的2001年十大科技进展之一是当年科学家发现了一种在接近40 K的温度下成为超导材料的硼镁化合物。这种硼镁超导物质的晶体结构单元如图5-6所示:
图5-6
(1)试写出这种超导材料的化学式________________________。
(2)完成并配平下列化学反应方程式。
(3)写出B4H10在空气中燃烧的化学方程式。
(4)假设硼镁超导材料晶体结构中的边长为a cm,棱长为b cm,试求此晶体的密度。
正确答案
(1)MgB2(3分)
(2)6MgB2+12HCl====B4H10+8B+H2↑+6MgCl2(3分)
(3)2B4H10+11O2====4B2O3+10H2O(2分)
(4) g·cm-3(3分)
(1)利用均摊法确定该晶体的化学式为MgB2。
(2)根据氧化还原方程式配平方法步骤及元素守恒可得:
6+12HCl====
↑+6MgCl2
6↓ 1×8↑ ↓2
(3)B4H10燃烧产物为B2O3和H2O。
(4)所给晶胞的体积为a2b cm3,每个MgB2所占有的体积为
a2b cm3,根据密度公式可得:
g·cm-3。
有A、B、C三种元素,其核电荷数之和为32,A为原子核内有12个中子的金属元素,形成化合物时显+2价,当2.4 g单质A与足量稀硫酸反应时,产生2.24 L H2(标准状况)。B有两个电子层,且各电子层的电子数与电子层总数相等。
(1)写出元素A、B、C的名称及元素符号:A_____,B_____,C_____。
(2)A2+、B、C2-的结构示意图分别是________,________,________。
正确答案
(1)A:Mg B:Be C:S
(2)
因为A+2H+A2++H2↑
Mr(A)g 22.4 L
2.4g 2.24 L
=
Mr(A)=24,即A原子的质量数为24,故A原子的质子数为(24-12)=12,即为Mg元素。依题意B原子的电子数为:(2+2)=4,即核电数为4,是Be元素,故C元素原子的核电荷数为(32-12-4)=16,故C为硫元素。
部分中学化学常见元素原子结构及性质如表所示:
(1)A原子在周期表中的位置为________。
(2)B与C形成的化合物的化学式为________,它属于________化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)F与E可以形成10电子和18电子的两种化合物X和Y,区别X与Y的水溶液的实验方法是________________________________________________________________。
(4)C与E都是较活泼的非金属元素,用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱_____________________________________________________________。
(5)列举一个实验事实证明A、B两种元素单质还原性的强弱_________________________________________________________________。
正确答案
(1)第四周期、第Ⅷ族 (2)Mg3N2 离子
(3)分别取X、Y少许置于试管中,再各加入少量的MnO2粉末,迅速产生无色气体的是H2O2;无明显现象的是H2O(利用加其他催化剂或利用H2O2的漂白性和氧化性等,其他合理方法同样给分)
(4)4NH3+3O22N2+6H2O或N2H4+O2
N2+2H2O
(5)取相同形状、相同大小的两种单质分别与相同浓度的稀盐酸反应,Mg的反应速率比Fe的反应速率快(其他合理答案同样给分)
根据表格中提供的信息,可以推断A为Fe,B为Mg,C为N,D为Si,E为O,F为H。O2的氧化性强于N2,可以通过单质的置换反应验证。
(6分)在自然界中许多元素有多种核素,如氧元素存在、
、
三种核素,氢元素有
、
、
三种核素。
(1)、
、
、
四种核数最多可以组成 种水
分子
(2)现有11g由和
组成的水分子,其中含中子数为 mol,电子数为 个。
(3)请画出2—微粒的结构示意图: 。
正确答案
(1) 6 (2分) (2) 6 mol, 5NA 个(各1分)(3)略(2分)
略
(9分)
(1)某元素的原子结构示意图为:,该元素符号为_______
在周期表位于 。
(2)写出下列物质的用电子式:
MgCl2:_____________。CO2:_______________。KOH________________。
正确答案
(11分)(1)Si 第3周期ⅣA族(3分)
(2) (6分)
略
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