- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D、E五种元素,A元素的周期数、主族数、原子序数相同;B的基态原子核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数相同;C元素的电离能如图所示;D元素的价电子构型为nsnnpn+2;E是第4周期的过渡元素,血红蛋白中的E元素与BD形成的配位键比与D2形成的配位键强。E单质与BD形成的配合物E(BD)5,常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂。
C元素的电离能
(1)E(BD)5晶体属于________(填晶体类型)。
(2)A元素和B元素组成的化合物分子之间________(填“能”或“不能”)形成氢键。
(3)基态E原子的电子排布式为___________________________________ 。
(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________(填元素符号)。
(5)C2和B2A2的分子中根据电子云重叠的方式不同,都包含的共价键类型有________。
(6)已知原子数和电子数相同的微粒叫等电子体,等电子体的结构相似。根据
下表数据,说明BD分子比C2分子活泼的原因_____________________________。
正确答案
(1)分子晶体
(2)不能
(3)1s22s22p63s23p63d64s2
(4)O、N、C
(5)σ键和π键
(6)CO中断裂第一个π键消耗的能量(273 kJ)比N2中断裂第一个π键消耗的能量(523.3 kJ)小,CO的第一个π键较容易断裂,因此CO较活泼
由题中信息可推知A是H、B是C、C是N、D为O、E为Fe。(1)配合物Fe(CO)5常温下呈液态,易溶于非极性溶剂,则Fe(CO)5晶体为分子晶体。(2)C元素的非金属性较弱,故C、H元素形成的化合物中没有氢键。(3)略。(4)C、N、O是同周期的元素,其电负性随着原子序数的增大而增大,故三者电负性由大到小的顺序是:O、N、C。(5)N2与C2H2的分子中都包含的共价键有σ键和π键(在N≡N和C≡C中都包含了一条σ键和两条π键)。(6)CO与N2是等电子体,结构相似,但CO中断裂第一个π键消耗的能量为:1 071.9-798.9=273 kJ;而N2中断裂第一个π键消耗的能量为:941.7-418.4=523.3 kJ,可见CO的第一个π键容易断裂,因此CO比N2活泼。
有a、b、c、d、f五种前四周期元素,原子序数依次增大,a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,第一电离能I1(a)1(c)1(b)且其中基态b原子的2p轨道处半充满状态,已知bc2+与ac2互为等电子体,d为周期表前四周期中电负性最小的元素,f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)
(1)写出bc2+的电子式__________,基态f原子的核外电子排布式为___________。
(2)b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物,其主要原因是 。
(3)化合物甲由c、d两种元素组成,其晶胞如甲图,甲的化学式___________。
(4)化合物乙的部分结构如乙图,乙由a、b两元素组成,硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________________________,其硬度超过金刚石的原因是_________________________。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为___________________。
正确答案
(1)[]+ 1s22s22p63s23p63d104s1
(2)两种氢化物都是极性分子,分子间都能形成氢键 (3)KO2
(4)①原子晶体 C—N键的键长小于C—C键,C—N键的键能大于C—C键 ②sp3杂化
试题分析:基态b原子的2p轨道处半充满状态,则b原子的电子排布为1s22s22p3,b元素为N元素,a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,第一电离能I1(a)1(c)1(b),bc2+与ac2互为等电子体,说明b原子电子数比a原子数多1个,则a为C元素,c为O元素,d为周期表前四周期中电负性最小的元素,则d为K元素,f的原子序数为29,则f为Cu元素。
(1)bc2+为NO2+,与ac2即CO2互为等电子体,所以N原子分别与O原子形成双键,所以bc2+电子式为:[]+;Cu原子核外电子数为29,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1
(2)b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物,即NH3极易溶于H2O,是因为NH3与H2O都是极性分子,分子间都能形成氢键。
(3)根据甲的晶胞示意图可以看出K位于8个顶点和6个面的面心,所以1个晶胞含K:8×1/8+6×1/2=4,两个O原子形成的原子团位于晶胞的12个棱的中心和体心,则数目为:12×1/4+1=4,所以甲的化学式为:KO2
(4)①因为乙的硬度超过金刚石,所以乙的晶体类型为原子晶体;乙是由C、N两元素组成,晶体内共价键为C—N键,金刚石内共价键为C—C键,因为C—N键的键长小于C—C键,C—N键的键能大于C—C键,所以硬度超过金刚石。
②因为乙晶体结构类似金刚石,C、N原子都形成4个共价键,所以C、N原子的杂化方式均为sp3杂化。
(13分)试根据上表填空:
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
L
K
M
N
Q
(1)请写出元素Q的基态原子电子排布式 ;元素N在周期表中的位置 周期 族。
(2)基态D原子核外有 个未成对电子;D2分子中分别有 个, 个π键。
(3)化合物DA5中既含离子键,又含共价键和配位键,请写出它的电子式 。
(4)表四中的元素能形成XY2型的共价分子有CE2、CL2、BK2、LE2四种,其分子的空间构型中有一种与其他三种不同,它是 (填化学式);而形成XY3型的共价分子也有四种,它们分别是DA3、DF3、DK3、LE3,其分子的空间构型中也有一种与其他三种不同,它是 (填化学式),它是由_ 键(填“极性”或“非极性”,下同)构成的 分子。
(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如右图所示,其中序号“8”所代表的元素是 (填元素符号);其中气态氢化物稳定性最强的元素是 (填下图中的序号)。
(6)科学家证实,IK3属于共价化合物,分子式为I2K6,其结构式为下列四种中的一种,你认为正确的结构式是____________。
(7)向Q的硫酸盐溶液中加入足量的DA3的水溶液过程中,请写出发生反应的离子方程式 ;最后生成配离子的结构式为 。
正确答案
(1)(2分)1s22s22p63s23p63d104s1; (2分)第4周期 VIII族。
(2)(3分) 3; 1 , 2。(3)(2分) 。
(4)(4分) SO2; SO3 ; 极性; 非极性
(5)(2分) Si 、 2 ;(6)(2分) ③ 。
(7)(6分)Cu2++2NH3•H2O= Cu(OH)2↓+2NH4+
Cu(OH)2 +4NH3 =〔Cu(NH3)4〕2+ + 2OH-。
(1)Q是铜,根据构造原理可知,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。N是铁元素,位于第4周期VIII族。
(2)D是氮元素,最外层有3个未成对电子。氮气是由三键构成的,而三键是由2个π键和1个σ键构成。
(3)化合物DA5是氢化铵,属于离子化合物。电子式为。
(4)CE2、CL2、BK2、LE2四种物质分别是CO2、CS2、BeCl2、SO2,其中前三个是直线型化合物,SO2是V形结构。DA3、DF3、DK3、LE3四种物质分别是NH3、NF3、NF3、SO3。其中SO3是平面三角形,是由极性键形成的非极性分子,其余都是三角锥形。
(5)硅是原子晶体,熔点最高。氯元素的非金属性最强,氯化氢最稳定。单质氯的沸点之比Ar的高,是由是2。
(6)氯元素最外层含有孤对电子,能和铝元素形成配位键,所以正确的答案是③。
(7)硫酸铜和氨水发生复分解反应,生成氢氧化铜沉淀。当氨水过量时,由于氨气能和铜离子形成配位键,所以沉淀会溶解,生成配合物。反应式为Cu2++2NH3•H2O= Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2 +4NH3 =〔Cu(NH3)4〕2+ + 2OH-。
A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20号元素,它们的原子序数依次递增。已知B、D两种元素原子的最外层电子数是最内层电子数的两倍,而C元素原子的最外层电子数等于B元素原子的核外电子数,E的价电子数为1.回答下列问题。
(1)画出C元素的原子结构示意图 。
(2)在1mol DC2中,有 mol D—C键。
(3)在化合物BC2的晶体中,每个BC2分子周围与它距离最近的BC2分子有 个。
(4)原子序数介于B、C之间的元素X和B、C都可与A形成10e-的化合物。则X、B、C的第一电离能顺序是 (填元素符号),三种10e-的化合物中沸点最低的 。
(5)已知高温下C和E元素形成的晶体呈立方体结构,晶体中元素C的化合价部分为0价,部分为-2价。如下图所示为C和E元素形成的晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元),则下列说法中正确的是 。
A.该晶体化学式为EC2(KO2),每个晶胞含有个4个E+和4个C2-
B.晶体中每个E+周围有8个C2-,每个C2-周围有8个E+
C.晶体中与每个E+距离最近的E+有8个
D.晶体中,0价C与-2价C的数目比为3:1
E.C2-与N2互为等电子体
正确答案
(1) (2)4 (3)12(4) C
试题分析:B、D两种元素原子的最外层电子数是最内层电子数的两倍,则B的核外电子排布是2、4,是C元素;D的核外电子排布是2、8、4,是Si元素;C原子序数大于6,而且C元素原子的最外层电子数等于B元素原子的核外电子数,则C的核外电子排布是2、6,是O元素;E的价电子数为1原子序数大于Si。则E为K元素。(1)O元素的原子结构示意图为。(2)SiO2是原子晶体,每个Si原子与4个O原子形成4个Si—O共价键。所以在1moSiO2中,有4mol Si—O键。(3)CO2在固态时是分子晶体,其晶体类型为立方面心结构。所以在每个晶胞中与它距离最近的CO2分子的个数为3个,通过一个CO2可以形成8个晶胞,而且每个CO2都重复了2次,所以在化合物CO2的晶体中,每个CO2分子周围与它距离最近的CO2分子有(8×3)÷2=12.(4)由于元素X原子序数介于B、C之间,所以X是N元素。它与C、O都可与与A形成的10e-的化合物。由于A的原子序数小于6 ,则A为H元素。一般情况下,原子序数越大,元素的电负性越大,元素的第一电离能就越大。但是由于N原子核外的电子排布处于半充满的稳定状态,所以去第一电离能比O还要大些。因此C、N、O三元素的第一电离能大小关系为:N>O>C或C
I.下列分子中,属于非极性分子的是
II. 铜(Cu)是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:
(1)Cu+基态核外电子排布式为 _______________ 。
(2)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为:______________ ___;
CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是______________________ _;
(3)SO42-的立体构型是__________,其中S原子的杂化轨道类型是____ ;
(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______;该晶体中,粒子之间的作用力是__________;
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm.密度为 (列式并计算)
正确答案
I.BC
II.(1)1s22s22p63s23p63d10
(2)Cu+2 H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+ 2H2O;
白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O,显示水合铜离子特征蓝色;
(3)正四面体,sp3;(4)3:1;金属键;(5) 4.1
试题分析:I.对于ABn型分子,若A原子的最外层电子均参与成键,该分子为非极性分子,否则为极性分子。BeCl2和BBr3为非极性分子,SO2为极性分子。COCl2的分子结构为碳上连一个双键氧,然后左右各一个氯,键角约111.8°,它们的正负电荷中心不是重合的,是极性分子,故属于非极性分子为BC。
II.(1)Cu为29号元素,Cu+的电子数为28,故Cu+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 。
(2)浓硫酸具有强氧化性,Cu与浓硫酸加热可生成CuSO4、SO2和H2O,配平可得化学方程式;白色的CuSO4粉末与水反应生成蓝色的CuSO4•5H2O,可用于水的检验。
(3)硫酸根中心原子的价层电子对为:孤对电子数6-2×4+2=0,成键电子对数4,所以为正四面体结构,中心原子为sp3杂化。
(4)Au电 子排布类似Cu,只是电子层多两层,由于是面心立方,晶胞内N(Cu)=6×1/2=3,N(Au)=8×1/8=1,所以Cu原子与Au原子数量之比为3:1;金属晶体内粒子间作用力为金属键。
(5)根据立方ZnS的晶体结构可知,1个ZnS晶胞含有4个Zn2+和4个S2‾,所以ZnS晶体的密度为:
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