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生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式__________。

(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是________ ;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________。

②甲醛分子的空间构型是________;1 mol甲醛分子中σ键的数目为_______。

③在1个Cu2O晶胞中(结构如下图所示),所包含的Cu原子数目为______。

正确答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2

(2)CO

(3)①甲醇分子之间形成氢键;sp2杂化;②平面三角形;3NA;③4

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(三选一)【选修3:物质结构与性质】

有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)基态Z原子的价层电子排布式为________;XY3-离子的空间构型为________。

(2)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“” );ZO晶体中Z2+的配位数为___________。

(3)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:

①0.5mol化合物A 中含σ键数为_______;鲜红色沉淀中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。

②该结构中,Y原子与氢原子除了形成共价键外,还存在_______作用;该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_____。

正确答案

(1)3d84s2;平面三角形

(2) >;6

(3)①7×6.02×1023 ;

②氢键;sp2、sp3

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简答题

A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大,A元素的原子核外电子数、电子层数和最外层电子 数均相等。B、C、D位于同一周期,B原子的最外层电子排布式为2s22p2,基态D原子核外有2个未 成对电子。E的一种化合物是必备的调味品,且E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、 W、X、Y、Z七种物质均由A、C、D三种元素中的一种或两种或三种组成(只有M分子同时含有三种 元素),其中甲、乙为非金属单质,W由A和C组成,其分子中含有18个电子,X分子中含有10个电子,F 的单质及其化合物的颜色有红色、黑色、蓝色、白色、棕黄色等。它们之间的相互转化关系如图所示。

(1)元素A和B形成原子个数之比为1:1的相对分子质量最小的化合物分子中含σ键与π键的数目之比为____。

(2)F与D组成红色固体化合物,写出该化合物中基态F离子的电子排布式:____。

(3)A分别与B、C、D、E形成共价化合物,其中共价键键长最长的是__,键的极性最大的是 ___。(用化学用语表示)

(4)选择A、B、C、D四种元素的原子组成符合下列立体结构或性质的分子,写出化学式。平面结构: ___,能形成分子间氢键:___。

(5)已知P4、CA4+、C4A44+的空间构型均为正四面体,用“→”表示共用电子对由某原子单方面提供(配位键)。白磷( P4)的结构式为 ,请画出C4A44+(每个原子最外层均达到 稳定结构)的结构式:___(A、C用元素符号表示)。

正确答案

(1) 3: 2

(2)1s22s22p63s23p63d10(3) H-Cl 、H-O

(4) C2H4(或C6H6) NH3和H2O

(5)

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X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的四种常见元素,基态X原子核外有2个未 成对电子,基态Z原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,W的核电荷数等于X与Y的核电荷数之和的2倍。

(1)2在元素周期表中的位置是___,W元素基态原子的电子排布式是____。

(2)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____(用元素符号表示,下同),H-X、 H-Y、H-Z三种共价键中,键长最长的是__。

(3)Y的最简单氢化物的空间构型为___,它得到H+后形成的微粒中键角是____。

(4)X与氢可形成一种原子个数之比为1:1的化合物,其相对分子质量为26,该分子中存在 个σ键,其中心原子的杂化方式是___。

(5)W单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式,其晶胞结构如图所示,面心立方晶胞和体心立方 晶胞中实际含有的W原子个数之比为___。

正确答案

(1)第2周期ⅥA族 ;1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)

(2)N>O>C ;H-C

(3)三角锥形 ;109°28'

(4)sp3

(5)2:1

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简答题

A、B、C是中学化学中常见的三种短周期元素。已知:

①A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;

②B元素最高正价与最低负价的代数和为2;

③C元素有多种化合价,且常温下C元素的单质与某种一元强碱溶液反应,可得到两种含C元素的化合物;

④B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍。

(1)写出A元素在周期表中的位置_______________________。

(2)写出C的单质和强碱溶液反应的离子方程式________________________________。

(3)意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B4气态分子。C4分子结构与白磷分子结构相似,已知断裂1 mol B—B吸收167 kJ的热量,生成1 mol B≡B放出942 kJ热量。试写出由C4气态分子变成C2气态分子的热化学方程式:____________________________。

(4)由B、C两种元素组成的化合物X,常温下为易挥发的淡黄色液体,X分子为三角锥形分子,且分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则X的结构式为____________,X与水反应的化学方程式是___________________。

(5)A、B两种元素可形成一种硬度比金刚石还大的化合物Y。在化合物Y中,A、B原子间以单键相结合,且每个原子的最外层均达到8个电子的稳定结构。则Y的化学式为______________,Y晶体的熔点比金刚石熔点______(填“高”或“低”)。

(6)B2H4是一种可燃性液体,其水溶液呈弱碱性,是因为溶液中存在平衡:H2B-BH2+H2O_________________________。

正确答案

(1)第二周期ⅣA族

(2)Cl2+2OH=ClO+H2O

(3)N4(g) ====2N2(g);△=-882 kJ/mol

(4);NCl3+3H2O==== NH3+3HClO 

(5)C3N4;高

(6)H2B-BH3++OH(或B2H5++OH

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A、B、C、D、E、F、G均是原子序数小于36的元素。A的基态原子外围电子排布式为3s2;B原子的L电子层的P能级上有一个空轨道; C元素的基态原子最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子; D 的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反;E是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素;F和G在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数F比G小2。

根据信息回答下列问题: 

(1)C的外围电子排布图为___________ 。C与氢元素可分别形成含10个电子的分子、阴离子和阳离子,阳离子中中心原子的杂化类型为__________;分子的VSEPR模型名称为___________;阴离子的立体构型为______________。

(2)G的价电子排布式为___________。用电子式表示化合物AE2的形成过程________。

(3)F与BD易形成配合物F(BD)5,在F(BD)5中F的化合价为_______;与BD分子互为等电子体的分子和离子分别为____________和____________(填化学式)。

(4)E有多种含氧酸根①EO ②EO2 ③EO3-  ④EO4-,其中空间构型为四面体型的是__________。(填序号)

(5)B、C、D、E原子相互化合形成的分子有多种,请列举两种分子内所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子:______________________(写分子式)    

正确答案

(1)   ; sp ;正四面体 ; 角型

(2)3d84s ;“略”

(3)0   ;N2   ;CN     

(4)④

(5)CO2、NCl3、CCl4、COCl2、N≡C-C≡N等中的任意2个

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【三选一—物质结构与性质】

水是我们非常熟悉的物质,自然界的一切生命活动都离不开水。

(1)水分子中氧原子的杂化轨道类型为___________。H2O与H+以配位键结合成H3O+的立体结构为_____________。

(2)下列元素的电负性数据:H:2.1,O:3.5,F:4.0。 OF2与水的立体结构相似,但水分子的极性比OF2强得多,其原因有: ①OF2中氧原子上有两对弧对电子,抵消了F-O键中共用电子对偏向F而产生的极性; ②从电负性上看,原因是_______________。

(3)污水中常含有Cr3+、Ag、Hg2+等,需要加以处理。写出Cr3+的电子排布式:_____________。

(4)水在不同的温度和压力条件下可以形成11种不同结构的晶体,冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样较多的化合物。其中冰一VII的晶体结构为一个如图所示的立方晶胞,每个水分子可与周围________个水分子以氢键结合,晶体中,1mol水可形成_____________mol氢键。

正确答案

(1)SP3; 三角锥形

(2)②氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差。

(3)1s22s22p63s23p63d3(4)4 ;  2

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已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。

请回答下列问题:

(1)X元素原子基态时的电子排布式为____________,该元素的符号是________________;

(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_______________,该元素的名称是_____________;

(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为________________;

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是_________________________;

(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由________________________________。

正确答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3;As

(2);氧

(3)三角锥形

(4)As2O3+6Zn+6H2SO4==2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O

(5)稳定性:NH3> PH3> AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定沸点:NH3> AsH3> PH3

NH3可以形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3

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已知X 、Y 和Z 三种元素的原子序数之和等于42 。X 元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p 轨道上有2个未成对电子。X 跟Y可形成化合物X2Y3,Z 元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:

(1)X元素原子基态时的电子排布式为________ ,该元素的符号是________ ;

(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为________ ,该元素的名称是________ ;

(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为________ ;

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O ,该反应的化学方程式是________________ ;

(5)比较X 的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由

_______________________。

正确答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3;As

(2);氧

(3)三角锥型 

(4)As2O3+6Zn+6H2SO4===2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O

(5)稳定性:NH3>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定,沸点:NH3>AsH3>PH3,NH3可以形成分子间氢键,沸点最高;AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3的沸点比PH3

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已知X、Y、Z、W、U五种元素均位于元素周期表的前四周期。X原子的最外层p能级上有3个未成对电子。Y与X处于同周期,Y原子获得2个电子可以形成与氖原子相同的电子层结构的离子。Z是地壳中含量最多的金属元素。W的单质是人类用于生产的第一种金属,它是1939年在河南安阳殷墟出土的鼎的主要成分。U元素的单质在现代电池制造工业上具有不可或缺的地位,该元素对人体的免疫功能有调节作用,能促进儿童的正常发育。请回答下列问题:

(1)X原子的第一电离能比Y原子的第一电离能_______ (填“高”、“低”或“相同”),原因是__________________ ,Y3分子的空间构型为_________________;

(2)通常不用含有W元素的金属或合金来做焰色反应,原因是______________,许多金属盐能用来做焰火 的原因是______________;

(3)Z与U的氢氧化物都属于两性氢氧化物,设计实验鉴别ZCl3溶液与UCl2溶液_____________;

(4)工业上通常采用熔融状态的Z的氧化物而不是氯化物制取Z的原因是__________________;

(5)Y的简单氢化物在固态时的密度比液态时的密度__________(填“大”、“小”或“相同”),原因是____________________。

正确答案

(1)高;氮原子核外电子排布处于半充满状态,原子所具有的能量较低;折线形

(2)Cu元素及其化合物本身具有颜色反应;电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量

(3)分别取少量试样于小试管中,加入过量的氨水,有白色胶状沉淀生成的是AlCl3溶液,先有白色沉淀生成继而沉淀溶解的是ZnCl2溶液

(4)AlCl3属于分子晶体(或极性分子),在熔融状态时不能导电,Al2O3属于离子化合物,在熔融状态下能导电

(5)小;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,形成(H2O)n,在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀、密度减小

下一知识点 : 分子的性质
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