- 共价键
- 共304题
C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用.请回答下列问题:
(1)32号元素Ge的原子核外电子排布式为______.
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中,能够形成金属晶体的是______.
(3)已知SnO2是离子晶体,写出其主要物理性质______(写出2条即可).
(4)已知:
分析上表中四种物质的相关数据,请回答:
①CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是______.
②CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是______.
结合上述数据和规律判断,一定压强下HF和HCl的混合气体降温时______先液化.
正确答案
(1)Ge的原子序数为32,则电子排布式为[Ar]3d104s24p2,故答案为:[Ar]3d104s24p2;
(2)C、Si、Sn随原子序数增大,非金属性减弱,金属性增强,只有Sn为金属,则Sn为金属晶体,故答案为:Sn;
(3)离子晶体熔沸点较高,硬度较大,熔融状态能导电等性质,故答案为:熔沸点较高,硬度较大;
(4)①CH4和SiH4比较,相对分子质量大的沸点高,而NH3和PH3比较,氨气中含有氢键沸点大,
故答案为:CH4和SiH4比较,相对分子质量越大,范德华力越大,故沸点高,而NH3和PH3比较前者分子间存在氢键沸点高;
②由键长越短,键能越大,越稳定,分解温度就越高可知,分解破坏的均为共价键,C-H的键能大于Si-H的键能,N-H键的键能大于P-H键的键能,
故答案为:分解破坏的均为共价键,C-H的键能大于Si-H的键能,N-H键的键能大于P-H键的键能;
一定压强下,沸点高的气体先液化,HF分子之间存在氢键,沸点高,则HF和HCl的混合气体降温时HF先液化,
故答案为:HF.
请回答下面问题
(1)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表
解释表中氟化物熔点差异的原因:____________________________________
(2)CO的结构可表示为C≡O,N2的结构可表示为N≡N。下表是两者的键能数据:(单位:kJ·mol-1)
CO与N2的结构相似,分子中都含有共价三键,其中含有___________个π键;结合数据说明CO比N2活泼的原因:____________________________________
正确答案
(1)NaF、MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF、MgF2的熔点远比SiF4熔点要高,又因为Mg2+半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MgF2的熔点大于NaF的熔点。
(2)2;打开CO的第一个化学键所需的能量:1071.9-798.9=273kJ/mol,打开N2的第一个化学键所需的能量:941.7-418.4=523.3kJ/mol,前者所需的能量小,故CO更活泼
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示;
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是____、____;
(2)基态B原子的电子排布式为____;B和N相比,电负性较大的是________ ,BN中B元素的化合价为________ ;
(3)在BF3分子中,F-B-F的键角是__________ ,B原子的杂化轨道类型为_________ ,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4, BF4-的立体构型为____;
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为 ______,层间作用力为 _______;
(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。 立方氮化硼晶胞中含有____个氮原子、____个硼原子,立方氮化硼的密度是______ g·cm-3(只要求列算式,不 必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。
正确答案
(1)B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3+2NH3
2BN+3H2O
(2) 1s22s22p1;N;+3
(3)120°;sp2;正四面体
(4)共价键(极性共价键);分子间力
(5)4;4;
化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如H(g)+I(g)→H-I(g) △H =+297kJ/mol即H-I键的键能为297kJ.mol-1,也可以理解为破坏1mol H-I键需要吸收297kJ的热量。一个化学反应一般都有旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据(kJ.mol-1):
(1)由表中数据能否得出这样的结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)____(填“能”或“不能”)。
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固____(填“能”或“不能”)。
请从所给数据找出一些规律,并写出其中一条:____;试预测C-Br键的键能范围 ____kJ·mol-1
(2)由热化学方程式H2 (g)+Cl2 (g)=2HCl(g) △H= -185kJ·mol-1,并结合上表数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是____。 由热化学方程式
2H2 (g)+S2 (s)=2H2S(g) △H= -224. skJ·mol-1和表中数值可计算出1mol S2 (s)气化时将____(填“吸收”或“放出”)____kJ的热量。
正确答案
(1)①不能;②不能;与相同原子结合时,同主族元素形成的共价键,原子半径越小,共价键越强;
218;330
(2)化学反应的反应热等于生成物的键能之和与反应物的键能之和的差值; 吸收; 4.5
【三选一—选修物质结构与性质】
下表是Na、Fe、Si、H、C、O六种元素的单质熔点数据,请问答下列问题:
(1)请写出上表中f对应元素的价电子排布式:____。
(2)b与e、b与f均可形成AB2型化合物,则b与f形成AB2 型化合物中A采取的杂化方式为___。
(3)a与f可形成一种称为卡宾的物质。卡宾由1个f与2个a 构成。a与f形成两个σ键,f原子中最外层还有一对孤对电子,用价层电子对互斥理论推断,卡宾中两个共价键的夹角 ____(填“>”“<”或“=”)120°。
(4)元素d的化合物灼烧时呈现的焰火与___有关。
(5)b与f形成AB型化合物,其分子结构式为___ 该分子中π键数目为___。
(6)b与c形成原子个数比为4:3的化合物的晶胞同NaCl。则该离子化合物的一个晶胞中含b原子个数为___。
正确答案
(1)2s22p2(2)sp
(3)<
(4)电子跃迁
(5)C三O;2
(6)4
X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:
(1)Y位于元素周期表第____周期第____族,Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是____(写化学式)。
(2)XY2是一种常用的溶剂,XY2的分子中存在____个σ键。在H-Y、H-Z 两种共价键中,键的极性较强的是___,键长较长的是_____。
(3)W的基态原子核外电子排布式是________。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是_________________。
(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知:
XO(g) +1/2O2(g)=XO2(g) △H=-283.0 kJ.mol-1
Y(s)+O2(g)=YO2(g) △H=-296.0 kJ.mol-1
此反应的热化学方程式是____________________。
正确答案
(1)三;ⅦA;HClO4 (2)2;H-Cl;H-S
(3)1s22s22p63s23p63d104s1 (或 [Ar]3d104s1);2Cu2S + 3O2Cu2O+SO2
(4)SO2(g) +2CO(g)=S(s) +2CO2(g)
根据已有内容的规律进行增补
(1)同族元素单质间的置换反应的化学方程式:
①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ②2HBr+Cl2=2HCl+Br2 ③2H2S+O2=2S+2H2O ④______
(2)已知
回答下列问题:
①比较熔点SiCl4______SiO2(填“>”或“<”),
②工业制纯硅反应:SiCl4(g)+H2(g)=
Si(s)+2HCl(g)△H=+118KJ•mol-1则H-H键能为______KJ•mol-1.
正确答案
(1)第ⅣA族元素C有强还原性,所以能和二氧化硅发生置换反应,生成硅和一氧化碳,故答案为:SiO2+2CSi+2CO;
(2)①化学键的键能越大,破坏化学键所需的能量越大,物质的熔点越高,由图表知,Si-O键的键能比Si-Cl键的键能大,所以SiCl4的熔点比SiO2的熔点低.
故答案为:<;
②SiCl4(g)+H2(g)=
Si(s)+2HCl(g)△H=+118 KJ•mol-1,
△H=反应物的键能-生成物的键能=(×360×4+H-H的键能-
×176×2-2×431)KJ•mol-1=+118 KJ•mol-1H-H键能为436 KJ•mol-1,故答案为:436.
化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量.如:H(g)+I(g)=H-I(g);△H=-297kJ•mol-1,即H-I键的键能为297kJ•mol-1,也可以理解为破坏1mol H-I键需要吸收297kJ的热量.化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成.下表是一些键能数据.(单位:kJ•mol-1)
阅读上述信息,回答下列问题:
(1)你认为键能与物质的热稳定性的关系是:______.
所以CF4的化学稳定性比CCl4______(填“强”或“差”或“相同”)
(2)结合表中数据和热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-Q kJ•mol-1;通过计算确定热化学方程式中Q的值为______.
(3)根据H-Br、H-Cl、H-F的键能大小比较,你能从原子结构方面得到什么结论:______.由此可推出H-O键的键能最佳估值范围为:______kJ•mol-1<E(H-O)<______kJ•mol-1.
正确答案
(1)键能越大,破坏该键越难,即该键越稳定;C-F键的键能大于C-Cl键的键能,所以CF4的化学稳定性比CCl4强.
故答案为:键能越大,物质的热稳定性越强;强.
(2)Q=生成物的键能减反应物的键能=2×431 kJ•mol-1-436kJ•mol-1-243kJ•mol-1=183kJ•mol-1
故答案为:183;
(3)根据图表知,H-Br、H-Cl、H-F的键能依次增大,Br、Cl、F的原子半径依次减小,键长依次减小,所以原子半径越小,形成的键长越短,键长越短键能越大;
根据原子半径与键长、键能的关系知,H-O键的键能应小于H-F键的、大于H-H减的键能.
故答案为:原子半径越小,形成的键长越短,键长越短键能越大;
393 kJ•mol-1<E(H-O)<565 kJ•mol-1
Al和Si、Ge(锗)和As(砷)在元素周期表金属和非金属过渡位置上,且砷(As)与氮同主族,其单质和化合物在 建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)As的价电子排布式为______________。
(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂,熔点为192.6℃,熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在,其中铝原子与氯原子的成键类型是________。
(3)Si和C同主族,Si、C和O成键情况如下
在C和O之间可以形成双键形成CO2分子,而Si和O则不能和碳那样形成有限分子的原因是___________。
正确答案
(1)4s24p3
(2)共价键(或σ键)
(3)Si-O大于C-O的键能,C=O的键能大于Si=O的键能,所以Si和O成单键,而C和O以双键形成稳定分子,这个事实与Si比C的半径大也很有关系
用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
(1)第一电离能N______O;
(2)电负性:N______C;
(3)键的极性:H-C______H-Si ;
(4)键角:H2S______NH3
(5)分子中σ键数目:C6H6______C3H8;
(6)分子中π键数目:C2H4______C2H2
(7)晶格能:MgO______KI
(8)原子化热:Na ______K
正确答案
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