- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D都是短周期元素，原子半径D＞C＞A＞B．其中A、B处于同一周期，A、C处于同一主族．C原子核内的质子数等于A、B原子核内质子数之和，C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍．
（1）写出C元素在周期表的位置：第______周期______族
（2）A与B形成的三原子分子的结构式：______．
（3）C的氧化物和D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为：______．
正确答案
据原子半径D＞C＞A＞B，且A、B同周期，A、C同主族，推知A、B、C、D在周期表中的大致相对位置为：
，C的原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和，C等于A+8，故B为8号元素氧．因A、C为主族元素，且C最外层电子数为D的4倍，则D的最外层电子数为1符号题意，故D为钠，C为硅，A为碳，则
（1）C为Si元素，原子序数为14，原子核外有3个电子层，最外层电子数为4，应位于周期表第三周期、ⅣA族，
故答案为：三；ⅣA；
（2）A与B形成的三原子分子为CO2，为直线形分子，结构式为O=C=O，故答案为：O=C=O；
（3）SiO2为酸性氧化物，与NaOH反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，
故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
第4周期元素由于受3d能级电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ.第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓(31Ga)的基态原子的电子排布式是 ;31Ga的第一电离能却明显低于30Zn的,原因是
。
Ⅱ.第4周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
(1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体,CO分子中C原子上有一对孤电子对,C、O原子都符合8电子稳定结构,则CO的结构式可表示为 。NH3分子中N原子的杂化方式为 杂化,NH3分子的空间立体构型是 。
(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是 。
(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为 mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
正确答案
Ⅰ.1s22s22p63s23p63d104s24p1 30Zn的4s能级处于全充满状态,较稳定
Ⅱ.(1)
(2)b (3)
Ⅰ.根据构造原理,31Ga的基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1;因30Zn的4s能级处于全充满状态,较稳定。
Ⅱ.(1)因为“CO与N2互为等电子体”,故其具有相同的结构,由N2的结构、“C原子上有一对孤电子对”和“C、O原子都符合8电子稳定结构”可知,CO的结构式可表示为
材料是人类赖以生存的重要物质基础。铜、镍等金属材料在现代社会中有着重要应用。请回答下列问题：
（1）铜在元素周期表中的位置为 ，镍的基态电子排布式为 。
（2）在配离子[Ni(NH3)4]2+中，配体中N元素与它相邻的C和O元素的第一电离能由大到小的顺序为 ，这三种元素电负性由大到小的顺序为 ；配体NH3中N原子的杂化方式为 。
（3）据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积，如图，晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有 个，若已知晶胞的边长为a pm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度的数学表达式为 g•cm-3（用a和NA表示，只列式，可不用化简）。
正确答案
（1）第四周期第ⅠB族（2分） 1s22s22p63s23p63d84s2（2分）
（2）N>O>C （2分） O>N>C （2分） sp3杂化（2分）
（3）12（2分） 
试题分析：
（1）依据铜的原子结构示意图可知其在表中的位置。
（2）注意考虑第一电离能时N的半满结构，其余按元素周期律来。N的周围有3 个电子对和1 个孤电子对。故为sp3杂化。
（3）观察可得是12个。分子为一摩尔晶胞（一个晶胞，有1个镁原子，一个C原子，3个镍原子）的质量，分母为对应的体积。
X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大．X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素．
回答下列问题：
（1）L的元素符号为______；M在元素周期表中的位置为______；五种元素的原子半径从大到小的顺序是______（用元素符号表示）．
（2）Z、X两元素按原子数目比1：3和2：4构成分子A和B，A的电子式为______，B的结构式为______．
（3）硒（Se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为______．
（4）写出由X、Z、L三种元素组成的离子化合物与稀NaOH溶液反应的离子方程式：______．
（5）Z2H4和ZO2是一种双组分火箭推进剂．两种物质混合发生反应生成Z2和X2O（g），已知8g气体Z2H4在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为______．
正确答案
X、Y、Z、L分别为H、C、N、O等元素，M为Al元素，则
（1）L为O元素，M为Al元素，原子序数为13，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，则位于周期表第三周第ⅢA族，
H的原子半径最小，C、N、O位于同一周期，原子半径大小顺序为C＞N＞O，Al的原子半径最大，则有Al＞C＞N＞O＞H，
故答案为：O； 第三周第ⅢA族；Al＞C＞N＞O＞H；
（2）N、H两元素按原子数目比l：3形成的化合物为NH3，电子式为
，N、H两元素按原子数目比2：4构成分子为
N2H4，结构式为
，
故答案为：
；
；
（3）硒（Se）是人体必需的微量元素，与O同一主族，Se原子比O原子多两个电子层，则核外各层电子分别为2、8、18、6，原子序数为34，故答案为：34；
（4）由H、N、O三种元素组成的离子化合物为NH4NO3，与稀NaOH溶液反应的离子方程式为NH4++OH-=NH3•H2O，
故答案为：NH4++OH-=NH3•H2O；
（5）反应的方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g），
n（N2H4）=
则2molN2H4放出142kJ×8=1136kJ，所以△H=-1136kJ/mol，热化学方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1136kJ/mol，
故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=-1136kJ/mol．
I．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。
（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ；
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用
a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
b．NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互为等电子体
c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高
d．[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子是配位原子
（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是 ；
II．氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示。
（1）设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl—之间的距离为r，则该Na+与跟它次近邻的C1—个数为 ，该Na+与跟它次近邻的Cl—之间的距离为 ；
（2）已知在氯化钠晶体中Na+的半径为以a pm，Cl—的半径为b pm，它们在晶
体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 ；（用含a、b的式子袁示）
（3）纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞的10倍，则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为 。
正确答案
Ⅰ．（1）M（1分） 9（2分）
（2）cd（2分）
（3）N、F、H三种元素的电负性为F > N >H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2＋形成配位键（2分）
Ⅱ．（1）8（2分） 
（2）
（3）26％ 或
试题分析：Ⅰ．（1）Ti原子核外有22个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，在基态Ti2+中，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，对应能层分别别为K、L、M，其中能量最高的是最外层M层，该能层有s、p、d三个能级，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道，所以共有9个原子轨道。
（2）a．NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，故错误。
b．等电子体是指具有相同电子数目和原子数目的分子或离子，NH4+与PH4+、CH4、BH4-、ClO4—原子数目相同，电子数目不同，所以不能互为等电子体，故错误。
c．相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，故正确；
d．．[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，故正确。
所以选cd 。
（3）N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，故答案为：F的电负性比N大，N-F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子（或者N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2+形成配位键．）；
Ⅱ．（1）氯化钠晶体中，
（2）晶胞为面心立方，一个氯化钠晶胞中有4个Na＋和Cl－，这个正方体的边长是2(a＋b)pm，体积是8(a＋b)3pm3，一个Na＋体积是
（3）由NaCl的晶胞图可知，NaCl的晶胞为正立方体结构，立方体的体心只有一个Na＋，而其它的离子都处在立方体的面上，边长为氯化钠晶胞边长的10倍的氯化钠颗粒中总原子数为21的立方，而其内部的总原子数为19的立方（立方体相对的两个面上各被剥去了一层原子，所以整个边长相当于是减少了2，所以是19），所以该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为
扫码查看完整答案与解析