- 电离能
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你认为以下说法存在问题的是( )
正确答案
解析
解:A.X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y,一般非金属性强的,其第一电离能大,电负性X>Y,则第一电离能可能X>Y,特殊情况如最外层半充满或全充满结构的如:P的电负性小于S,但第一电离能P大于S,所以说可能Y>X,故A正确;
B.H2O分子中,O原子有两个未成对电子,它只能跟两个H原子的未成对电子配对,因此,共价键具有饱和性,故B正确;
C.σ键(头并头)电子云重叠程度较π键(肩并肩)大,σ键比π键牢固,一般来说,π键容易断开,化学活泼性较强,π键不能单独存在,只能与σ键共存于具有双键或叁键的分子中,少数π键的重叠程度反而比σ键大,如氮气中的σ键没有π稳定,故C错误;
D.中心原子采取sp3杂化的分子的立体结构一般为四面体,当有孤电子对时,不为正四面体形,如氨气,1个2s轨道和3个2p轨道杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中三个杂化轨道是单电子,分别与三个氢形成σ键,1个杂化轨道中含成对电子,不形成共价键,氨气分子为三角锥形,故D正确;
故选C.
卤族元素是典型的非金属元素,包括F、Cl、Br、I等.请回答下面有关问题
(1)同主族元素的电负性大小存在一定的规律,卤族元素F、Cl、Br、I的电负性由小到大 的顺序是______
(2)Br原子的核外电子排布式为______.
(3)用价层电子对互斥理论判断BeCl2的构型为______,BF3分子中B-F键的键角为______
(4)CCl4分子中碳原子的杂化方式为______,NF3分子的空间构型为______.
(5)F、Mg、K三种元素形成的晶体晶胞结构如图所示,一个晶胞中 Mg元素的质量分数为______.
正确答案
I<Br<Cl<F
[Ar]3d104s24p5
直线型
120°
sp3
三角锥形
20%
解析
解:(1)同主族自上而下电负性减弱,故电负性I<Br<Cl<F,故答案为:I<Br<Cl<F;
(2)Br原子的核外电子排布式为:[Ar]3d104s24p5,故答案为:[Ar]3d104s24p5;
(3)BeCl2中Be是sp1杂化,是直线型结构,两个Be-Cl键间的夹角为180°;BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键,中心原子上的孤电子对数=(a-xb)=
(0-3×1)=0,所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角型,中心原子上没有孤对电子,所以其空间构型就是平面三角形,键角是120°,故答案为:直线型;120°;
(4)CCl4中C和氯原子均形成四个单键,故其为sp3杂化;NF3分子构型与NH3相似,NH3分子构型是三角锥型的,所以NF3分子构型也是三角锥型的,故答案为:sp3;三角锥形;
(5)该晶胞中含有镁原子个数=8×,钾原子个数=1,氟原子个数=12×
,所以其化学式为KMgF3,该化合物中镁元素的质量分数=
=20%,
故答案为:20%.
血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素.回答下列问题:
(1)C、N、O、H四种元素中电负性最小的是______,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______(填元素符号).
(2)写出基态Fe原子的核外电子排布式______.
(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______ FeO(填“<”或“>”);
(4)N和H形成的化合物肼(N2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的化学反应是:N2O4l(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ/mol,若该反应中有4mol N-H键断裂,则形成的π键有______ mol.
(5)铁有δ、γ、α三种同素异形体如图所示,则γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为______,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为______.
正确答案
解:(1)同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大,则有电负性C<N<O,H的电负性最小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C,故答案为:H;N>O>C;
(2)基态Fe原子的核外价电子排布式为:[Ar]3d64S2,故答案是:[Ar]3d64S2;
(3)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高.由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO,
故答案为:>;
(4)若该反应中有4mol N-H键断裂,则有1molN2H4参加反应,生成氮气1.5mol,形成的π键有1.5mol×2=3mol,
故答案为:3;
(5)γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×
=4,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别为8、6,则配位数之比为8:6=4:3,
故答案为:4; 4:3.
解析
解:(1)同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大,则有电负性C<N<O,H的电负性最小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C,故答案为:H;N>O>C;
(2)基态Fe原子的核外价电子排布式为:[Ar]3d64S2,故答案是:[Ar]3d64S2;
(3)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高.由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO,
故答案为:>;
(4)若该反应中有4mol N-H键断裂,则有1molN2H4参加反应,生成氮气1.5mol,形成的π键有1.5mol×2=3mol,
故答案为:3;
(5)γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×
=4,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别为8、6,则配位数之比为8:6=4:3,
故答案为:4; 4:3.
过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途.
(1)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子).则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个
数比为______.
(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子.下列说法中不正确的是______.(填序号)
A.PFS中铁显+3价
B.铁原子的价电子排布式是3d64s2
C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难
(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用.现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合为:
①该化合物中存在的化学键类型有______.
②该化合物中一个Cr的配位数为______.
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有______.
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是______.(填一种即可)
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是______.(填元素符号)
正确答案
解:(1)每个铁原子被2个N原子共用,每个N原子被4个Fe原子共用,所以氮原子与铁原子的个数比为1:2,故答案为:1:2;
(2)A.[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m中n小于5,且为正整数,且化合物中各元素的化合价代数和为0,铁的化合价为正整数,所以n=2,铁元素的化合价为+3,故A正确;
B.铁元素的价电子数8,且4s轨道排2个电子,3d轨道排6个电子,所以铁原子的价电子排布式是3d64s2,故B正确;
C.硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2价,[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m中铁元素的化合价是+3价,铁离子水解生成氢氧化铁,所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程,故C正确;
D.电离能越大,其失电子越难,所以气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子容易,故D错误;
故选D;
(3)①根据铬的配合物结构知,该配合物中含有离子键、共价键和配位键,故答案为:离子键、共价键和配位键;
②2个铬离子占有2个甲基丙烯酸根、4个氯原子和6个水分子,所以一个Cr的配位数是6,故答案为:6;
③甲基上的碳原子含有4个σ键,所以采取sp3杂化,碳碳双键上的碳原子含有3个σ键,所以采取sp2杂化,
故答案为:sp3、sp2;
④H2O分子含有3个原子8个价电子,与H2O分子互为等电子体的微粒是H2S、NH2-,故答案为:H2S、NH2-;
⑤铬元素最外层电子数是1,且铬属于第四周期,属于第四周期且最外层电子数是1的元素有K、Cu,
故答案为:K、Cu.
解析
解:(1)每个铁原子被2个N原子共用,每个N原子被4个Fe原子共用,所以氮原子与铁原子的个数比为1:2,故答案为:1:2;
(2)A.[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m中n小于5,且为正整数,且化合物中各元素的化合价代数和为0,铁的化合价为正整数,所以n=2,铁元素的化合价为+3,故A正确;
B.铁元素的价电子数8,且4s轨道排2个电子,3d轨道排6个电子,所以铁原子的价电子排布式是3d64s2,故B正确;
C.硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2价,[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m中铁元素的化合价是+3价,铁离子水解生成氢氧化铁,所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程,故C正确;
D.电离能越大,其失电子越难,所以气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子容易,故D错误;
故选D;
(3)①根据铬的配合物结构知,该配合物中含有离子键、共价键和配位键,故答案为:离子键、共价键和配位键;
②2个铬离子占有2个甲基丙烯酸根、4个氯原子和6个水分子,所以一个Cr的配位数是6,故答案为:6;
③甲基上的碳原子含有4个σ键,所以采取sp3杂化,碳碳双键上的碳原子含有3个σ键,所以采取sp2杂化,
故答案为:sp3、sp2;
④H2O分子含有3个原子8个价电子,与H2O分子互为等电子体的微粒是H2S、NH2-,故答案为:H2S、NH2-;
⑤铬元素最外层电子数是1,且铬属于第四周期,属于第四周期且最外层电子数是1的元素有K、Cu,
故答案为:K、Cu.
1932年美国化学家鲍林(L.Pauling)首先提出了电负性的概念.电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质,下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值:
请仔细分析,回答下列有关问题:
(1)估计钙元素的电负性的取值范围:______<X<______.
(2)经验规律告诉我们:当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时,所形成的一般为离子键;当小于1.7时,一般为共价键.试推断AlBr3中形成的化学键的类型为______,其理由是______.
(3)某化合物分子中含有S-N键,你认为该共用电子对偏向于______原子(填元素符号)
正确答案
解:(1)由表中数据可知,同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性降低,故钙元素的电负性比K元素大,但小于Mg元素的电负性,即0.8<X(Ca)<1.2,
故答案为:0.8;1.2;
(2)Br的电负性小于Cl,Cl和Al的电负性差值为1.5,Br和Al的电负性差值为1.5,小于1.7,AlBr3中化学键为共价键;
故答案为:共价键;AlCl3中Cl和Al的电负性差值为1.5,而Br的电负性小于Cl,所以AlBr3中两元素的电负性差值小于1.5;
(3)根据表格中电负性的数据可知,S电负性数值为2.3,N电负性数值为3.0,四S-N键中,该共用电子对偏向于N,
故答案为:N.
解析
解:(1)由表中数据可知,同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性降低,故钙元素的电负性比K元素大,但小于Mg元素的电负性,即0.8<X(Ca)<1.2,
故答案为:0.8;1.2;
(2)Br的电负性小于Cl,Cl和Al的电负性差值为1.5,Br和Al的电负性差值为1.5,小于1.7,AlBr3中化学键为共价键;
故答案为:共价键;AlCl3中Cl和Al的电负性差值为1.5,而Br的电负性小于Cl,所以AlBr3中两元素的电负性差值小于1.5;
(3)根据表格中电负性的数据可知,S电负性数值为2.3,N电负性数值为3.0,四S-N键中,该共用电子对偏向于N,
故答案为:N.
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