- 物质性质的研究
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A、B、C、D、E、F均为周期表中前四周期元素，其原子序数依次增大，其中A、B、C为短周期非金属元素。A是形成化合物种类最多的元素；B原子基态电子排布中只有一个未成对电子；C是同周期元素中原子半径最小的元素；D的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；E与D相邻，E的某种氧化物X与C的氢化物的浓溶液加热时反应常用于实验室制取气态单质C；F与D的最外层电子数相等。
回答下列问题(相关回答均用元素符号表示)：
(1)D的基态原子的核外电子排布式是______________。
(2)B的氢化物的沸点比C的氢化物的沸点________(填“高”或“低”)，原因是______________________。
(3)A的电负性________(填“大于”或“小于”)C的电负性，A形成的氢化物A2H4中A的杂化类型是________。
(4) X在制取C单质中的作用是________，C的某种含氧酸盐常用于实验室中制取氧气，此酸根离子中化学键的键角________(填“>”“＝”或“<”)109°28′。
(5)已知F与C的某种化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式是__________________，若F与C原子最近的距离为a cm，则该晶体的密度为________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA)。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d54s1
(2)高 HF分子间能形成氢键
(3)小于 sp2杂化
(4)氧化剂 ＜
(5)CuCl
A是形成化合物种类最多的非金属元素，A为碳元素；B是非金属元素，基态电子排布中只有一个未成对电子，即为氟元素；C是短周期元素，同周期元素中原子半径最小，即氯元素；D的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多，即d轨道5个电子，最外层1个电子，所以为Cr元素；E与D相邻，即E为Mn元素，其氧化物MnO2与浓盐酸反应生成氯气；F的最外层电子数为1，只能是d轨道全充满，即铜元素。(1)D是24号元素，由于未成对电子数最多，所以d轨道5个电子，4s轨道1个电子。(2)氟化氢分子间除范德华力外还存在分子间氢键，氯化氢分子间只存在范德华力，所以氟化氢的沸点高。(3)氯元素非金属性强，电负性大。(4)氯酸钾常用于实验室中制取氧气，ClO3—中存在孤对电子，根据价层电子互斥理论，微粒中键角小于109°28′。(5)用均摊法可求出晶胞中存在4个氯原子、4个铜原子，可得出化学式为CuCl，Cu与Cl原子最近的距离为a cm，通过数学几何知识求出图示中的边长为
点拨：本题考查元素推断、物质结构与性质相关知识。难度较大。
有原子序数依次增大的4种短周期元素X、Y、Z、W，已知：
①X与Z、Y与W分别同主族；
②X、Z、W分别与Y都能形成两种常见的化合物；
③Y的阴离子与Z的阳离子核外电子排布相同，试根据以上叙述填空：
（1）写出由Y与Z形成的化合物Z2Y2的电子式：______，WY2与X2Y2反应生成粘稠油状液体的化学方程式：______
（2）用离子方程式表示只含X、Z、W三种元素的化合物的水溶液呈碱性的原因：______
（3）有两种化合物都只含上述四种元素，它们在水溶液中发生反应生成气体的离子方程式为：______
（4）X、Y两种元素的单质已经被应用于飞船的燃料电池中，如图所示，两个电极都由多孔性碳构成，通入的两种单质由空隙逸出并在电极表面放电．①a是装置的______极．②b极上的电极反应式是______．
正确答案
有原子序数依次增大的4种短周期元素X、Y、Z、W，①X与Z、Y与W分别同主族，③Y的阴离子与Z的阳离子核外电子排布相同，则Y是第二周期元素，Z和W是第三周期元素，且Z是金属元素，②X、Z、W分别与Y都能形成两种常见的化合物，形成的化合物中都含有变价元素，第三金属元素Z和Y能形成两种化合物，则Z是Na元素，Y是O元素，W是S元素，X是H元素，
（1）由O与Na形成的化合物Na2O2的电子式：
故答案为：
（2）用离子方程式表示只含H、Na、S三种元素的化合物是亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，亚硫酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性，水解方程式为：HSO3-+H2O=H2SO3+OH-，
故答案为：亚硫酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，亚硫酸氢根离子水解而使其溶液呈碱性；
（3）有两种化合物都只含上述四种元素，它们在水溶液中发生反应生成气体，则两种化合物分别是亚硫酸氢钠和硫酸氢钠，二者反应的离子方程式为：H++HSO3-=H2O+SO2↑，
故答案为：H++HSO3-=H2O+SO2↑；
（4）X、Y两种元素的单质分别是氢气和氧气，氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，所以①a是装置的负极，②b极是正极，正极上的电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：负；O2+4e-+2H2O=4OH-．
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以 方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该 (填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。
(2)Y在周期表中位于 ;Z4+的核外电子排布式为 。
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10 m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。
①制备M的化学反应方程式是 (Z用元素符号表示)。
②在M晶体中,Ba2+的氧配位数(Ba2+周围等距且最近的O2-的数目)为 。
③晶体M密度的计算式为ρ= (Z相对原子质量为48)。
正确答案
(1)sp 高于 (2)第4周期ⅡA族 1s22s22p63s23p6
(3)①TiO2+BaCO3
③(137+48+3×16)/NA(4.03×10-8)3 g·cm-3
有机物的主要组成元素X为碳元素,Z元素次外层有2个未成对电子且核电荷数小于28,只能为过渡元素钛22Ti,位于周期表中第4周期ⅣB族。根据原子序数之和为48,可推知Y为20号元素钙。(1)X的该氢化物为乙炔,乙炔为直线形分子,碳原子以sp方式杂化,碳化钙是离子化合物,熔点高于碳的氢化物分子晶体熔点。(2)钙元素在周期表中第4周期ⅡA族。钛离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6。(3)①用均摊法可以推出M的化学式为BaTiO3,制备BaTiO3化学方程式:TiO2+BaCO3
（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：
2KNO3＋3C＋S
①除S外，上述元素的电负性从大到小依次为 ；
②在生成物中，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_______， A的晶体类型为____________。
③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________________。
（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为__________，Q2＋的未成对电子数是____________。
（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6－n]x＋(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(R—H)，可发生离子交换反应：[CrCln(H2O)6－n]x＋＋xR—H―→Rx[CrCln(H2O)6－n]＋xH＋
交换出来的H＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。
将含0.0015 mol [CrCln(H2O)6－n]x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H＋需浓度为0.1200 mol·L－1NaOH溶液25.00 mL，可知该配离子的化学式为 。
正确答案
答案：(1)①O>N>C>K ②sp杂化 离子晶体 ③1∶1 (2)3d84s2 4 (3)[CrCl(H2O)5]2＋
试题分析：(1)①钾为活泼金属，电负性较小；C、N、O在同周期，非金属性逐渐增强，电负性也逐渐增大；②K2S是离子化合物，属于离子晶体，产物中含极性共价键的分子为CO2，其空间构型为直线形，中心原子轨道杂化类型为sp杂化；③HCN中CN－与N2结构相同，含有共价三键，一个σ键和两个π键；另外和H之间形成一个σ键，所以HCN分子中σ键与π键数目之比为2∶2，即为1∶1。
(2)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，应该都属于第Ⅷ族元素，原子序数T比Q多2，可以确定T为Ni，Q为Fe，所以T的基态原子外围电子(价电子)排布为3d84s2，Q2＋即Fe2＋的未成对电子数是4。
(3)中和生成的H＋需浓度为0.1200 mol·L－1 NaOH溶液25.00 mL，则可以得出H＋的物质的量为0.1200×25.00×10－3＝0.0030 (mol)，所以x＝0.0030/0.0015＝2；Cr的化合价为＋3价，x＝2可以得n＝1，即该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2＋。
点评：该题是高考中的常见考点和题型，试题综合性强，贴近高考。试题在注重基础知识的同时，侧重考查学生能力的培养和解题方法的训练与指导。有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力，提高学生分析问题、发现问题和解决问题的能力，有利于提高学生的应试能力，提高学生的学习效率和学习积极性。
（15分）已知：A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；B在第三周期且化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的；F原子核外最外层电子数与B相同，位于第四周期第IB族，请根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 。(用元素符号表示)
（2）B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点 （填高或低），理由是 。
（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是 。
（4）F的核外电子排布式是 ，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为 .
（5）A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为 ；（黑色球表示F原子）
（6）A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，其晶体中所含的化学键类型为 。
正确答案
（1）Na＜Al＜Si＜N（2分）
（2）高（1分）NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体（2分）
（3）平面正三角形（2分）
（4）1s22s22p63s23p63d104s1（或 3d104s1）（2分） 2+（2分）
（5）Cu3 N （2分） （6）共价键（2分）
根据元素的结构及有关性质可知N、Na、Al、Si、S、Cu。
（1）非金属性压强，第一电离能越大，所以A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na＜Al＜Si＜N。
（2）由于NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体，所以氯化钠的熔点高于SiCl4的。
（3）在三氧化硫中S原子的孤对电子对数是（6－2×3）÷2＝0，所以三氧化硫是平面三角形结构。
（4）根据构造原理可知，Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1（或 3d104s1）。铜离子和氨气形成的是配位键，其中氨气是配体，化学式为[Cu(NH)3]42＋。
(5)根据晶胞结构可知，氮原子数是8×1/8＝1，铜原子数是12×1/4=3，所以化学式为Cu3 N。
（6）A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，这说明该晶体是原子晶体，含有的化学键是共价键。
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