- 物质性质的研究
- 共799题
（7分）氮是地球上极为丰富的元素
（1）Li3N晶体中氮以N3-的形式存在，基态N3-的电子排布式为 ；
（2）X离子中所有电子正好充满K．L．M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如右图所示。X的元素符号是______，X离子与N3－形成的化合物化学式为______。
（3）水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图（为按顺序排序）。与冰的晶体类型相同的是______（请用相应的编号填写）
A B C D E
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，已知冰的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），则冰晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol；
正确答案
1S22S2P6（1分） Cu， Cu3N（2分） BC（2分） 20（kJ/mol）（2分）
（1）氮元素的核外电子数是7，所以根据构造原理可知，基态N3-的电子排布式为1S22S2P6。
（2）X离子中所有电子正好充满K．L．M三个电子层，则X离子的核外电子数是28，则是铜元素。所以根据晶胞的结构可知，N3－离子的个数是8×1/8＝1，X离子个数是12×1/4＝3，所以化学式为Cu3N。
（3）冰形成的晶体是分子晶体，钠是金属晶体，氯化钠是离子晶体，金刚石是原子晶体，碘和干冰形成的晶体都是分子晶体。A是氯化钠，B是干冰，C是碘，D是金刚石，E是金属钠，所以答案选BC。
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则平均每个水分子形成的氢键是2个，所以氢键键能是（51 kJ/mol－11kJ/mol）÷2＝20kJ/mol.
（12分）
Ⅰ．顺铂是美国教授B Rosenberg等人于1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物，它的化学式为Pt(NH3)2Cl2。
(1)与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 （各举一例）。
(2)碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，是第二代铂族抗癌药物，其他毒副作用低于顺铂。碳铂的结构如下图：
碳铂中含有的作用力有 （填字母）。
E．金属键 F．σ键 G．π键
(3)碳铂中C原子的杂化方式有 。
(4)铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
晶胞中铂（Pt）原子的配位数为 。
Ⅱ．原子序数小于36的元素A和B，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数B比A多1，基态B原子中含有三个未成对电子。请写出A2＋在基态时外围电子（价电子）排布式为 ， B元素在周期表中的位置为 。
正确答案
（1）PH3或AsH3、H3O+或CH3－
（2）ABCFG （3）sp3和sp2 （4）12
Ⅱ 3d6 第四周期Ⅷ族
（1）1个NH3的电子数为10，核外电子总数为10个电子的微粒：
Ne、HF、H2O、NH3、CH4（分子类），
Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+（阳离子类），
N3-、O2-、F-、OH-、NH2-、CH3－（阴离子类）
（2）不同原子间形成极性共价键，如C-H、C-O、N-H；
相同原子间形成非极性共价键，如C-C；
Pt形成配位键；碳氧双键中一个是σ键，另一个是π键；
（3）左侧4碳环上的C原子采用sp3杂化，碳氧双键上的C原子采用sp2杂化；
（4）看乙图：若以上层中心的铂原子为中心，分别在上、下、同平面上的面对角线上共12个；
（5）“既处于同一周期（同一横行）又位于同一族，且原子序数B比A多1”，故两者只能是第四周期，VIII族的元素，“基态B原子中含有三个未成对电子”，则B的价电子排布为3d74S2，B为钴元素（第四周期Ⅷ族）；则A为铁元素（价电子排布为3d64S2），则Fe2+（比铁原子失去最外层的两电子）在基态时价电子排布式为3d6；
A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期中五种常见元素，其相关信息如下表：
请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中位于第______周期、第______族；E的基态原子核外电子排布式是______
（2）B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为（用化学符号表示，下同）______，B、D的简单气态氢化物中稳定性较大的是______
（3）B、C的单质按物质的量比1：2形成的化合物中化学键的类型为______；该化合物属于______晶体．
（4）E的黑色磁性晶体发生铝热反应的化学方程式是
（5）处理含AO、DO2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D．已知：2AO（g）+O2（g）=2AO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1 D（s）+O2（g）=DO2（g）△H=-296.0kJ•mol-1
此反应的热化学方程式是______．
正确答案
A元素原子核外L层电子数是K层的2倍，则L层有4个电子，故A为碳元素；B元素的一种单质被称为地球生物的“保护伞”，故B为氧元素；C元素原子的第一电离能在第三周期中最小，故C为Na元素；D元素基态原子最外层电子排布为（n+1）sn（n+1）p（n+2），s能级最多容纳2个电子，n=2，故D元素基态原子最外层电子排布为3s23p4，故D为S元素；E元素可形成多种氧化物，其中一种为具有磁性的黑色晶体，故E为Fe元素，
（1）C为Na元素，处于周期表中第三周期第ⅠA族，
E为Fe元素，为26号元素，基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：三、ⅠA，1s22s22p63s23p63d64s2；
（2）B、C、D的简单离子分别为O2-、Na+、S2-，电子层排布相同核电荷数越大，离子半径越小，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，故离子半径由大到小的顺序为S2-＞O2-＞Na+，非金属性O＞S，故气态氢化物中稳定性H2O＞H2S，
故答案为：S2-＞O2-＞Na+，H2O；
（3）B、C的单质按物质的量比1：2形成的化合物为Na2O，含有离子键，属于离子晶体，
故答案为：离子键，离子；
（4）E的黑色磁性晶体为Fe3O4，发生铝热反应的化学方程式是3Fe3O4+8Al
故答案为：3Fe3O4+8Al
（5）处理含CO、SO2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S．
已知：①、2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1，
②、S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296.0kJ•mol-1，
由盖斯定律，①-②得2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H=（-566.0kJ•mol-1）-（-296.0kJ•mol-1）=-270kJ•mol-1，
故答案为：2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H=-270kJ•mol-1．
X、Y、Z、W、Q五种元素原子序数依次增大，X原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z原子外围电子排布式为nsnnp2n，W原子核外的M层中只有两对成对电子，Q的核电荷数是Z与W的核电荷数之和．请回答下列问题：
（1）X、W的元素符号依次为______、______；
（2）写出Y2的电子式______；
（3）WZ2与XZ2分子的空间结构分别是______和______，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______（写分子式）；
（4）Q在元素周期表______区（填s、p、d、ds、f），其外围电子排布式为______，在形成化合物时它的最高化合价为______．
正确答案
X、Y、Z、W、Q五种元素原子序数依次增大，X原子核外的L层电子数是K层的两倍，故L层有4个电子，故X为C元素；Z原子外围电子排布式为nsnnp2n，s能级最多容纳2个电子，故Z原子外围电子排布式为2s22p4，故Z为O元素；Y的原子序数介于C、O元素之间，故Y为N元素；W原子核外的M层中只有两对成对电子，则外围电子排布式为3s23p4，故W为S元素；Q的核电荷数是Z与W的核电荷数之和，故Q的核电荷数为8+16=24，为Cr元素．
（1）由上述分析可知，X为C元素，W为S元素．
故答案为：C；S．
（2）Y为N元素，氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对，电子式为
故答案为：
（3）WZ2为SO2，杂化轨道数为
故答案为：V形；直线型；SO2．
（4）Q的核电荷数为24，是Cr元素，处于周期表第四周期第ⅥB族，在元素周期表d区，其外围电子排布式为 3d54s1，在形成化合物时它的最高化合价为+6价．
故答案为：d；3d54s1；+6．
【物质结构与性质】
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，乙元素的p亚层上有3个电子．
①写出甲元素的电子排布式______，下列各化合物分子中甲元素的原子杂化方式全部相同的是______（填序号）．
a．H2C=CH-C≡CH
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3
c．C（CH2OH）4
d．
e．
f．
②甲、乙元素可形成硬度大于金刚石的一种化合物，该化合物属于______晶体，其化学式为______．
（2）人们一直致力于人工固氮的研究以获得廉价的氮肥．科学家先后提出并合成得到固氮酶的多种模拟物．其中一类是含Mo、Fe、S原子的类立方体结构，如图所示．
图中左右两边对称，各含一个近似为立方体的结构．每个立方体含有4个Fe原子、4个S原子，它们位于立方体的8个顶点，且原子间只有一种化学键．上述一个立方体中4个Fe原子所在的顶点连接所构成的空间几何体为______．
正确答案
（1）甲、乙两种元素是同一周期的相邻元素，甲元素是形成有机物的主要元素，则甲是C元素，乙元素的p亚层上有3个电子，则乙是N元素．
①甲是C元素，其原子核外有6个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2；
a．H2C=CH-C≡CH中形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，形成碳碳三键的碳原子含有2个σ键且不含孤电子对，所以采用sp杂化，故错误；
b．CH2=C（CH3）-CH2-CH3中甲基和亚甲基上的碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，形成碳碳双键的碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
c．C（CH2OH）4中所有碳原子都含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，故正确；
d．
3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，故错误；
e．
f．
故选ce；
故答案为：1s22s22p2；ce；
②原子晶体的硬度较大，碳和氮形成的化合物硬度较大，所以属于原子晶体，碳元素的非金属性小于氮元素，所以碳显正价，氮元素显负价，在该化合物中，碳元素显+4价，N元素显-3价，所以其化学式为C3N4，
故答案为：原子晶体；C3N4；
（2）由信息可知，小正方体中4个铁原子应在互不相邻的顶点上，且这四个顶点连接构成正四面体，
故答案为：正四面体．
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