- 物质结构元素周期律
- 共75155题
将下列物质按照要求由高到低的顺序排列
(1)NaF、NaCl、冰醋酸、SiC四种物质的熔沸点顺序: 。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能: 。
(3)H2O的相对分子质量比H2S小,但沸点却高的原因 。
(4)某气态团簇分子的分子结构如图所示,其晶体的晶胞与CO2晶体的晶胞类型相同,则该团簇分子的分子式为 。
正确答案
(1)SiC> NaF> NaCl>冰醋酸;
(2)N>O>C;
(3)水分子间存在氢键使分子间作用力增大,沸点升高;
(4)AB或BA。
试题分析:(1)根据晶体类型的熔沸点的高低顺序,原子晶体>离子晶体>分子晶体,离子晶体中,离子半径越小,熔沸点越高。所以四种物质熔沸点由高到低的顺序SiC> NaF> NaCl>冰醋酸;
(2)同周期元素的第一电离能随核电荷数增加而增大,但是氮原子的最外层电子为半充满状态,比较稳定,所以第一电离能最大,因此C、N、O三种元素的第一电离能N>O>C;
(3)水分子间存在氢键使分子间作用力增大,沸点升高;
(4)由晶胞中原子个数的计算方法得该晶胞中有8×1/8+6×1/2=4个A,有12×1/4+1=4个B,所以AB的原子个数比为1:1,分子式为AB或BA。
第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物。
(1)①H、C、N、0四种元素的电负性由小到大的顺序为_____________________。
②下列叙述不正确的是_____________。(填字母)
A.因为HCHO与水分子间能形成氢键,所以HCHO易溶于水
B.HCHO和CO2分子中的中心原子均采用杂化
C.C6H6分子中含有6个键和1个大
键,C2H2是非极性分子
D.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是__________。
②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]中不存在______________________________________。
A.共价键 B.非极性键 C.配位键 D.键 E.
键
写出一种与CN-互为等电子体粒子的分子式_____________________。
(3) SO3分子的立体构型为_____________,SeO32-的立体构型为_______________。
正确答案
(1)① H<C<N<O ② B C(每空2分)
(2)①分子或离子应有孤对电子(3分)② B (2分) CO (2分)
(3)平面正三角形 三角锥形 (每空2分)
试题分析:(1)①根据电负性的判断依据,H、C、N、0的电负性的大小顺序为H<C<N<O;②能形成氢键的元素是N、O、F,所以水与HCHO能形成氢键,正确;B、CO2分子中的中心原子采取sp杂化,错误;C、C6H6分子中含有12个键,错误;D、CO2晶体属于分子晶体,二氧化硅属于原子晶体,所以CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,正确;答案选BC。
(2)①形成配合物的条件是一方提供空轨道,另一方提供孤对电子,所以与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是分子或离子中应有孤对电子②六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]中亚Fe2+与CN-形成配位键,C与N之间形成1个
键、2个
键,所以六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]
中不含非极性共价键,答案选B。等电子体是指原子总数和价电子总数均相同的微粒,CN-是2原子、10个价电子的粒子,与CN-互为等电子体粒子的有N2、CO等
(3)SO3分子的价层电子对为3+1/2(6-3×2)=3+0,所以SO3分子的立体构型为平面正三角形,SeO32-的价层电子对为3+1/2(6+2-3×2)=3+1=4,所以SeO32-的立体构型为三角锥型
标号为①~⑩的元素,在元素周期表中的位置如下:
试回答下列问题:
(1)其原子只要形成一对共用电子对就达到了稳定结构的元素是________。(填写元素符号)
(2)①和④号元素形成的化合物的化学式为________,用电子式表示其形成过程为________。
(3)⑧号元素的最高价氧化物的水化物的化学式是____________________。
(4)①、⑤、⑦号元素形成的一种化合物的电子式是________,在该化合物中既含有________键,又含有________键。
正确答案
(1)H、F、Cl
(2)NH3
(3)Mg(OH)2
(4)Na+ 离子 极性共价
关键在于熟练掌握元素周期表的结构,特别是短周期元素。在此基础上要对各元素的主要性质特征较为熟悉。
电气石是一种具有保健作用的天然石材,其中含有的主要元素为B、Si、Al、Mg、Na、O等元素。上述元素中,原子半径最小的是 (用元素符号表示),与硫同周期的元素中简单离子半径最小的是 (用离子符号表示);
正确答案
O , Al3+
试题分析:同周期自左向右,原子半径逐渐减小。同主族自上而下,原子半径逐渐增大,则原子半径最小的是O;由于在核外电子排布相同的情况下,微粒半径随原子序数的增大而减小,则与硫同周期的元素中简单离子半径最小的是Al3+。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。该题的关键是明确微粒半径的比较依据,然后灵活运用元素周期律即可,有利于培养学生的逻辑思维能力,提高学生的学习效率。
(7分)请根据表格回答问题:
(ⅰ)根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ/mol),回答下面各题。
(1)在周期表中,最可能处于同一族的是( )
A.F和H B.H和I C.E和H D.E和I
(2)它们的氯化物的化学式,最可能正确的是( )
A.ECl B.FCl3 C.HCl D.ICl4
(3)F元素最可能是( )
A.S区元素 B.稀有气体元素 C.p区元素 D.准金属 E.d区元素
(ⅱ)右表是元素周期表的一部分:
(4)某元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则该元素的元素符号是
其原子的结构示意图是 。
(5)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与元素⑧的氢氧化物有相似的性质。这种现象被称为 。
(6)又如表中与元素⑦的性质相似的不同族元素是 (填元素符号)。
正确答案
(1)D (2)A (3)A (4) N (5) 对角线规则 (6)Li
(1)根据表中电离能的数据可知,E和I的第二电离能远大于低于电离能,所以均是第IA元素;而F应该是第ⅡA元素,H应该是ⅢA元素,所以答案选D。
(2)根据元素所在的族序数可知,E、F、H、I分别应该是ECl、FCl2、HCl3、ICl,所以答案选A。
(3)由于F是第ⅡA元素,所以F是S区元素,答案选A。
(4)根据构造原理可知,如果元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则该元素一定是氮元素,其原子结构示意图是。
(5)根据元素在周期表中的位置可知,③和⑧处于对角线位置,所以这种现象被称为对角线规则。
(6)⑦是镁元素和Li元素处于对角线位置,二者的性质是相似的。
用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子),请回答:
(1)A元素是_______、B元素是_______、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是__________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是__________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是_______,电子式是__ ______。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是__________。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是__________。
正确答案
答案:(1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S
(5)H2O2(答PH3也可) (6)C2H6
本题主要考查有关原子结构的相关问题。可联系元素周期表分析、提取规律来推断。18e-微粒来源大体分三个部分:一是第三周期元素的气态氢化物及去H+的对应离子,二是第四周期的金属阳离子,三
是由第二周期气态氢化物去掉氢原子后,两两结合得到的分子,共16种,阳离子K+、Ca2+;阴离子P3-、S2-、HS-、Cl-;分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等,结合题目所给条件,不难确定所需答案。
表示原子结构常用的化学用语有:原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式、电子式等。选择其中最详尽描述核外电子运动状态的方式来表示氧元素原子核外电子的运动状态 ;氧元素原子核外有 种不同能量的电子;
正确答案
,3种
试题分析:能最详尽描述核外电子运动状态的是轨道表达式,则根据构造原理可知,氧元素原子核外电子的轨道表达式是。同一能层上的电子其能量是相同的,所以氧元素原子核外有3种不同能量的电子。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。试题紧扣教材,基础性强,侧重对学生基础知识的巩固,同时兼顾对学生能力的培养。
用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石(CaCO3)、水泥、硅、铁等配制而成。
①Al的原子结构示意图为_____________________;
②30Si的原子的中子数为_________;
③ 可用于分离或提纯物质的方法有:①过滤 ②蒸馏 ③加热 ④分液(填序号)
除去石灰水中悬浮的大理石颗粒 。
正确答案
①: ; ②: 16 ; ③: ①
试题分析:铝原子序数为13,核外电子数分别为2、8、3;30Si质子数为14、质量数为30,所以中子数为16;大理石不溶于水,除去石灰水中大理石用过滤的方法。
点评:画原子结构示意图时根据核外电子排布规律:每一层最多容纳电子2n2个;最外层不超过8个电子(若K层为最外层,不超过2个电子);次外层不超过18个电子;倒数第三层不超过32个电子。
(8分)有①~⑧八种短周期元素,其原子序数依次增大,其中②、⑦、⑧三种元素在周期表中的相对位置如下,且元素②所处主族的位置为所有主族的正中间。
(1)元素②在周期表中的位置为 周期 族;②、⑦、⑧三种元素的原子半径由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。②、⑦、⑧三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是 (用化学式表示)。
(2)如图所示,甲、乙、丙、丁均为①~⑧中某些元素形成的单质或化合物,反应a为置换反应,反应b为化合反应(反应条件已略去),单质乙与单质丙所含元素位于同一主族,任写一个符合条件的反应a的化学方程式: 。
正确答案
(1)二、ⅣA(2分);C Cl S (2分); HClO4 H2SO4 H2CO3(2分)
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 或(2分)
略
(18分)现有六种元素A、B、C、D、E、F均为周期表中前20号元素,且原子序数依次增大。已知A和B是形成化合物种类最多的两种元素;B元素和C元素通常形成电子数为14或22的化合物。D元素的原子半径是短周期主族元素中最大的;E元素在地壳中含量居第二位;F是组成人体骨骼的牙齿的主要元素。
请回答以下问题:
(1)请画出F的离子结构示意图: ;由C、A两种元素形成的18电子化合物的电子式为 ;
(2)工业上制取E单质的化学方程式为: ;
(3)由以上六种元素两两组合所形成的化合物中,既含有离子键又含有非极性共价键的常见化合物有 和 (填化学式);它们都能与水反应生成气体,写出其中一个属于非氧化化还原反应的化学方程式 ;
(4)由A、B两种元素形成的正四面体分子是一种常见的气体燃料。通常状况下1g该物质完全燃烧生成液态水时所释放的能量为51.25kg/mol,请写出表示其燃烧热的热化学方程式: ;
(5)下图是中学常见的几种晶体结构。有关说法正确的是 (填选项)。
A.氯化钠的晶体结构中,和钠离子最近且等距离的氯离子组成了一个正八面体
B.干冰晶体是CO2分子通过范德华力结合形成的
C.石墨晶体中碳原子数与所形成的共从键数目之比为2:3
D.金刚石晶体是由五个碳原子形成的正四面体分子构成的
正确答案
(1)(2分)
(2分)
(2)SiO2 + 2C Si + 2CO↑(2分)
(3)Na2O2(2分) CaC2 2分) CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑ (2分)
(4)CH4(g)+ 2 O2(g) CO2(g) + 2H2O(l);△H=-820 kJ·mol-1 (3分)
(5)A B C (3分)
周期表中前20号元素是一个重要信息,一般都含有钾、钙。化合物种类最多的是烃类,因此A为氢元素、B为碳元素;一氧化碳的电子数为14、二氧化碳的电子数为22,确定C为氧元素;短周期中原子半径最大的为钠元素;硅元素在地壳中含量居第二位;钙是组成人体骨骼和牙齿的主要元素。工业上在高温条件下用碳与二氧化硅反应得到硅单质;碳化钙和过氧化钠中既含有离子键又含有非极性键,前者与水发生非氧化还原反应生成乙炔气体,后者与水发生氧化还原反应生成氢气。
决定物质性质的重要因素是物质的结构。请回答下列问题:
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
A通常显 价,A的电负性 B的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)已知:波长为300 nm的紫外光的光子,光子的能量与光的频率的关系为E=hv,式中h=6.63×10-34J·s,光的波长与光的频率v的关系为
,其中光速c=3×108m·s-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,求波长为300 nm的紫外光的光子所具有的能量 kJ·mol-1,说明人体长时间照射紫外光后皮肤是否会受伤害的原因:
。(未说明原因不给分)
(3)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO、TiN的晶体结构与NaCl的晶体结构相似。下表是3种离子晶体的晶格能数据:
离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量,KCl、CaO、TiN 3种离子晶体熔点从高到低的顺序是 。MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(4)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
(5) [Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型有 (填序号)。
A.共价键 B.氢键 C.离子键 D.配位键 E.分子间作用力
NH3分子的空间构型为 ,属于 分子(填“极性”或“非极性”)
正确答案
(1)+3(1分) >(1分)(2)399(1分) 紫外光具有的能量足以使蛋白质分子中的化学键断裂,从而破坏蛋白质分子(1分)(3)TiN>CaO>KCl(1分) 12(1分)(4)CrO2(1分)(5)ACD (不全给1分,全对给2分,有错不给) 三角锥形(1分) 极性(1分)
试题分析:(1)A和B为第三周期元素,根据其电离能数据可知,A为Al,B为Mg,故A通常显+3价,A的电负性>B的电负性。(2)1mol光子的能量为E=hvNA=6.63×10-34J·s×3×108m·s-1÷300×10-9m×6.02×1023mol-1=3.99×105J·mol-1="399k" J·mol-1;由此可看出紫外光具有的能量足以使蛋白质分子中的化学键断裂,从而破坏蛋白质分子,使皮肤受伤害。(3)晶格能越大,熔沸点越高,根据晶格能数据可知,KCl、CaO、TiN 3种离子晶体熔点从高到低的顺序为TiN>CaO>KCl;MgO晶体与NaCl的晶体结构相似,故一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+为12个。(4)因为Cr含未成对电子越多,故适合作录音带磁粉原料的为CrO2。(5) [Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型有离子键、共价键、配位键;NH3分子的空间构型为三角锥型,属于极性分子。
[物质结构与性质]
物质结构的多样性让人类使用的材料精彩纷呈。
(1)图是原子序数相连的七种短周期元素第一电离能示意图。其中硼元素是 (填图中元素代号)。
(2)②③两种元素组成的化合物与③④两种元素组成的化合物为等电子体,写出与其等电子体的一种离子化学式
(3)乙二酸俗名草酸,是最简单的有机二元酸之一,结构简式为草酸钠晶体中存在 (填图中元素代号)。
A金属键 B非极性键 C键 D范德华力 E氢键 F离子键
(4)含氧酸可电离的氢原子来自羟基,碳酸的结构式可表达为 ;若碳酸 中的碳氧原子都在同一平面,则碳原子的杂化类型是 。
(5)PtCl4和氨水反应可获得PtCl4• 4NH3,PtCl4•4NH3是一种配合物。100mL0.1mol•L-1PtCl4•4NH3 溶液中滴加足量AgNO3溶液可产生2.87g白色沉淀。该配合物溶于水的电离方程式为 。
正确答案
(1)⑤
(2)NO2+
(3)BCF
(4) sp2
(5)〔PtCl2(NH3)4〕Cl2 = 〔PtCl2(NH3)4〕2+ + 2Cl-
试题分析:(1)同周期元素的第一电离能从左到右依次增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的原子最外层电子呈全满和半满的相对稳定结构,能量较低,第一电离能较大,故②、⑥分别为Be、N,⑤为B元素;(2)草酸钠为离子晶体,含有离子键、草酸根离子中含有非极性键(碳碳键)、极性键(碳氢键、碳氧键);(3)同族元素原子价电子排布相同;(4)根据题意含有2个羟基,还应含有羰基,故结构式为;分子空间结构为平面结构故碳原子为sp2;
(5)n(Cl-)= n(AgCl)=2.87÷143.5=0.02mol
n(PtCl4•4NH3)= 0.1×0.1=0.01mol,所以1mol能电离出2个氯离子,即外界有2个氯离子,化学式为PtCl2(NH3)4〕Cl2,电离方程式为〔PtCl2(NH3)4〕Cl2 = 〔PtCl2(NH3)4〕2+ + 2Cl-。
A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。
(1)A、B、C三种元素的名称分别为________、________、________。
(2)B位于元素周期表中第______周期,第________族。
(3)C的原子结构示意图为________,C的单质与H2反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
(4)写出A的气态氢化物与B的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式_______________________________________________________________。
正确答案
(1)氮 硫 氟 (2)三 ⅥA (3)
F2+H2=2HF (4)2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
依题意,A、B、C为短周期元素,从A、B、C的相对位置看,A、C只能处在第二周期,而B处在第三周期。设A的原子序数为x-1,则C为x+1,B为x+8,则有(x-1)+x+1=x+8,x=8,所以A、B、C的原子序数分别为7、16、9,对应的元素分别为N、S、F。
(8分)X、Y、Z是短周期三种元素,它们在周期表中的位置如图所示。试回答:
(1)X元素单质的化学式是______________。
(2)Z元素的原子结构示意图为______________________。
(3)Y在元素周期表中的位置是_____________。
(4)与Z同主族的下一周期元素的原子序数是________。
正确答案
(1)He (2)
(3)第二周期,第ⅦA族 (4)34
因X、Y、Z为短周期(即一、二、三周期)元素,结合位置特点可知X为He,Y为F,Z为S。与硫同族的下一周期元素为Se,原子序数为34。
(8分)已知A、B、C、D、E是短周期中的5元素,它们的原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素,C、D在元素周期表中处于相邻的位置,B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。E元素与D元素同主族;E的单质为黄色晶体,易溶于二硫化碳。回答下列问题:
(1)元素D在周期表中的位置是 。
(2)画出E的阴离子的结构示意图: 。
(3)写出一种由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物的化学式: 。
写出一种由A、C、D三种元素组成的共价化合物的化学式: 。
(4)将9 g B单质在足量的D单质中燃烧,所得气体通入1 L 1 mol·L-1NaOH溶液中,
完全吸收后,溶液中大量存在的阴离子是 。
正确答案
(8分) (1)第2周期ⅥA族 (1分)
(2) (1分)
(3) NH4HCO3或(NH4)2CO3(2分)
HNO3或HNO2(2分)
(4) CO32-和 HCO3-(2分,缺一项不得分)
试题分析:A是原子半径最小的元素,所以A是H元素;,B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,所以B最外层电子是4个,有2层电子,B是C元素; E的单质为黄色晶体,易溶于二硫化碳,E是S元素;E元素与D元素同主族,则D是O元素;C、D在元素周期表中处于相邻的位置,则C是N元素。根据以上分析得:
(1) 元素D在周期表中的位置是第2周期ⅥA族;
(2)E的阴离子即S2-的结构示意图:
(3)由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物是NH4HCO3或(NH4)2CO3;由A、C、D三种元素组成的共价化合物是HNO3或HNO2;
(4)9 g C单质在足量的氧气中燃烧,生成0.75mol的CO2,与1mol的NaOH反应生成的产物可通过计算判断。设产物中NaHCO3、Na2CO3的物质的量分别是x、y,根据元素守恒得x+2y=1mol,x+y=0.75mol,解得x=0.5mol,y=0.25mol,所以完全吸收后,溶液中大量存在的阴离子是CO32-和 HCO3-。
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