- 物质性质的研究
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（2013山东临沂一模）（15分）碳是形成化合物种类最多的元素。
（1）CH2
（2）乙醇（CH3CH2OH）与二甲醚（CH3OCH3）的分子式均为C2H6O,但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点,其原因是 。
（3）某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为 。
（4）碳化硅的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,右图所示的碳化硅的晶胞（其中
正确答案
（1）3∶1（2分） sp3、sp（2分）
（2）乙醇中分子间能形成氢键,甲醚不能形成氢键,导致乙醇的沸点高于甲醚（3分）
（3）3d84s2（2分） （4）4（2分） NA=
（1）单键是σ键,双键中一个是σ键,一个是π键,三键中一个是σ键,两个是π键,所以σ键和π键的个数之比为6∶3=2∶1,从左边开始判断,第一、二个碳原子都含有三个σ键,采取sp2杂化,第三个碳原子含有两个σ键,采取sp杂化。
（2）乙醇中分子间能形成氢键,甲醚不能形成氢键,导致乙醇的沸点高于甲醚。
（3）基态碳原子的未成对电子数是2,位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同的元素是Ni元素,其基态原子的价层电子排布式为3d84s2。
（4）根据图像知,每个碳原子周围有四个硅原子;该晶胞中含有的碳原子个数=8×
（8分）【化学—物质结构与性质】
已知a、b、x、y、z五种元素的原子序数依次增大，其中a原子的半径是所有原子中半径最小的，b原子中的电子有6种不同的运动状态，y原子的L层有2对成对电子，z元素的电负性是前四周期中最小的。
（1）x、y两种元素的第一电离能的大小为x y（填“>”、“<”或“=”），用原子结构的知识解释原因 ；
（2）固体物质M的化学式为x a 5，它的所有原子最外层都符合相应的稀有气体原子的最外电子层结构。则该化合物中a元素的化合价为 和 ；该化合物中x原子的杂化方式为 ；
（3）如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，z原子可作为容体掺入C60晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C60化合物。现把C60 抽象成质点，该晶体的晶胞结构如图所示，若每个四面体空隙填入一个z元素的原子，则 z元素全部填满C60晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C60化合物的化学式为 。
正确答案
（1）>（每空1分），O原子的价电子排布为2s22p4，N原子的价电子排布为2s22p3，p轨道为半充满比较稳定，比氧原子难以失去电子（2分）
（2）+1 －1（2分）；；sp3（1分）
（4）K2C60（2分）
本题的重点是通过物质结构理论对物质进行推断。a原子半径最小，故为H，b电子有6种不同运动状态，即有6个电子，为C，yL层有2对电子，共有6个电子，为O，x为N，z的电负性前四周期最小，电负性变化规律为同周期从左到右增大，同主族从上到下减小，故为K。且电负性x
A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素，其中A与Y同主族，X与Z同主族，A与B和A与X均可形成10个电子化合物；B与Z的最外层电子数之比为2：3，常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质，其溶液可使酚酞试液变红．请回答下列问题．
（1）Z的原子结构示意图为______； Z在周期表中的位置是______；B元素的名称为______．
（2）化合物Y2X2的电子式为______；它含有的化学键类型有______（填序号）．
A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．氢键
（3）A与X和A与Z均能形成18个电子的化合物，此两种化合物发生反应生成Z的化学方程式为______．
（4）A的单质与X的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入______（填物质名称）；负极电极反应式为______．
（5）1980年我国首次制成一辆燃氢汽车，乘员12人，以50km/h行驶了40km．为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气．下列可供开发又较低经济的制氢方法是______（填写编号）
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
其次，制得纯氢气后，还需要解决的问题是______．（写出其中的一个）
正确答案
常见的10电子化合物有CH4、NH3、H2O、HF等，多为氢化物，A与B和A与X均可形成10个电子化合物，则A为H元素，常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质，其溶液可使酚酞试液变红，则该化合物为Na2O2，其中Y为Na元素，X为O元素，X与Z同主族，则Z为S元素，最外层电子数为6，B与Z的最外层电子数之比为2：3，则B的最外层电子数为4，根据A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增可知B为C元素，
（1）Z为S元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为6，则原子结构示意图为
，位于周期表第三周期ⅥA族，B为C元素，名称为碳，
故答案为：
；第三周期ⅥA族；碳；
（2）化合物Y2X2为Na2O2，为离子化合物，含有离子键和非极性共价键，电子式为
，
故答案为：
；A、C；
（3）A与X和A与Z形成的18电子化合物分别为H2O2、H2S，其中H2O2具有氧化性，H2S具有还原性，二者发生氧化还原反应生成S和H2O，反应的化学方程式为H2O2+H2S=S↓+2H2O，
故答案为：H2O2+H2S=S↓+2H2O；
（4）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为电源的正极，其中负极发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O，
故答案为：氧气；H2-2e-+2OH-═2H2O；
（5）①电解水需要大量的电能，不符合廉价的要求，并且火力发电或排放大量的二氧化碳，故①错误；
②锌和稀硫酸反应，消耗大量的锌和硫酸，不符合廉价的要求，故②错误；
③光解海水，可充分利用光能，廉价而又低碳，符合要求，故③正确．
又氢气的沸点较低，难以液化，并且难以安全储存，
故答案为：③；氢气的液化、氢气的安全储存等．
A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。A原子L层的成对电子数和未成对电子数相等,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是 (用对应的元素符号表示);基态D原子的电子排布式为 。
(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取 杂化;B
(3)1 mol AB-中含有的π键个数为 。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是 。
(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n= (填数值);氢在合金中的密度为 。
正确答案
(1)C＜O＜N 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)sp2 平面三角形
(3)2NA或2×6.02×1023
(4)1∶5
(5)5 0.083 g·cm-3
A原子L层的电子排布图为
镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：
（1）基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。
（2）沸点:NH3________AsH3(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。
（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。
（4）H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因________________________。
（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用NA表示阿伏加德罗常数的值）。
正确答案
（1）4s24p2（1分）
（2）＞（1分，写“大于”不得分） NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3 (2分，只要指明NH3分子间存在氢键即可)
（3）As4O6（1分） sp3（1分）
（4）H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+(2分，合理答案即可)
（5）(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4（2分，不写反应条件不扣分，化学式写错、不配平不得分）；
试题分析：（1）锗是第四周期第ⅣA族元素，原子序数是32，所以依据核外电子排布规律可知，基态锗原子的价电子排布式为4s24p2；
（2）由于氮元素的非金属性强，因此NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3沸点；
（3）根据分子结构可知，分子内含有6个氧原子，4个砷原子，化学式为As4O6。由于每个As原子形成3个共价键，又因为中心原子还有1对孤对电子，所以采用的是sp3杂化；
（4）由于H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+，所以H2SeO4比H2SeO3酸性强；
（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，则根据原子守恒可知，另外一种生成物是甲烷，则该反应的方程式为(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4；根据晶胞结构可知GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连，且As原子全部在晶胞里面，共计是4个。晶胞边长为a pm，所以晶胞的体积
是a3pm3，所以每立方厘米含该晶胞的个数是
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