- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同的电子;D是短周期元素中电负性最小的元素;E的最高价氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态,其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族,且相差3个周期。
(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的是 (用元素符号表示)。
(2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为 。
(3)F原子的外围电子排布式为 。
(4)DE,GE两种晶体,都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是 。
(5)已知DE晶体的晶胞如图所示,若将DE晶胞中的所有E离子去掉,并将D离子全部换为A原子,再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A原子,且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A原子以单键相连,由此表示A的一种晶体的晶胞(已知A—A键的键长为a cm,NA表示阿伏加德罗常数的数值),则该晶胞中含有 个A原子,该晶体的密度是 g·cm-3(列式表示)。
正确答案
(1)C
(2)sp3杂化
(3)3d104s1
(4)正负离子的半径比不同
(5)8
A的核外电子排布式为1s22s22p2,为碳;D为Na,C为O,所以B只能为N;E为Cl;F为第4周期的元素,最外层的电子排布式为4s1,为Cu; G为Cs;(5)NaCl晶胞中有Na+4个,所以碳晶胞中含有4+4个碳原子,1 mol晶胞的质量为96 g,一个晶胞的质量为 g,如图选择C点碳原子作为中心原子,C点碳原子为sp3杂化,∠ACB=109°28',AC="BC=a" cm,依据三角函数可知AB=2asin
cm,AD=
×2asin
cm=
asin
cm,晶胞的体积(2
asin
cm)3。
(9分)氮元素可形成多种离子,如N3—、N3—、NH2—、NH4+、N2H5+、N2H62+等。
(1)与N相邻的两种元素C、O,三者第一电离能由大到小为_______
(2)N≡N的键能为942 kJ·mol-1,N-N单键的键能为247 kJ·mol-1,说明N2中的 键比 键稳定(填“σ”或“π”)。
(3)液态氨可电离出NH2-。NH2-的电子式为 。
(4)已知NH4H为离子化合物,写出其与重水D2O反应的生成物(加热) ;Na3N也为离子化合物,则Na3N与水反应的化学方程式为 ,反应类型为 。
(5)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3—形成的晶体结构如图所示。与同一个N3—相连的X+ 有 个。X原子的基态电子排布式为_____________
(6)最近科学家研制出某元素Z与N元素形成的晶体ZN,已知ZN晶体具有与NaCl相似的晶体结构。下图是从ZN晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断符合ZN晶体结构图的是_______
正确答案
(1)N>O>C (2)π σ (3)
(4)HDO、HD、和NH3 Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑ 复分解反应(或水解反应)
(5)6 1s22s22p63s23p63d104s1 (6)AD
试题分析:(1)同周期随着原子序数的增加,第一电离能逐渐增加,但是IIA、IIIA族反常,VA、VIA族反常。所以C、N、O的第一电离能N>O>C。(2)N2中存在一个σ键和2个π键,又知N≡N的键能为942 kJ·mol-1,N-N单键的键能为247 kJ·mol-1,可求得π键键能为347.5 kJ·mol-1,所以π键比σ键稳定。(3)NH2-为NH3失去一个氢离子得到的离子,其电子式为。(4)NH4H与D2O反应时,NH4H电离出来的NH4+离子与D2O电离出来的OD-结合生成NH3和HDO,NH4H电离出来的H-与D2O电离出来的D+反应生成HD,因此产物为HDO、HD、和NH3。Na3N与水反应的化学方程式为Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑。(5)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,则X的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。根据晶胞结构可以看出与同一个N3-相连的X+有6个。(6)NaCl晶胞中一个Na+周围有6个Cl-,一个Cl-周围有6个Na+,ZN晶体具有与NaCl相似的晶体结构,所以符合的结构为AD。
点评:本题是物质结构综合性习题,(4)与(6)两个小题难度较大。
砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为 ;砷与溴的第一电离能较大的是 。
(2)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是 。
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。As的空间构型为 ,与其互为等电子体的一种分子为 。
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的化学式为 ,As原子采取 杂化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与 个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有 (填字母)。
正确答案
(1)[Ar]3d104s24p3 Br(或溴)
(2)AsH3的相对分子质量大于PH3的,故AsH3分子间的范德华力大于PH3的
(3)正四面体 CCl4(或其他合理答案)
(4)As4O6 sp3
(5)4 BEG
(1)从K开始数数到As为15,所以As的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,为第四周期ⅤA族的元素,第一电离能小于同周期第ⅦA族的元素;(4)As、O最外层电子数分别为5、6,分别形成3、2个共价键达到8电子稳定结构,所以黑球为O、灰球为As;As形成3个σ键,参加成键的电子数为3,孤对电子对数==1;(5)金刚石中一个碳原子与四个碳原子相连,Ga、As最外层电子数分别为3、5,Ga、As形成三个σ键,Ga还差2个电子达到8电子稳定结构,As有一对孤对电子,两者之间形成配位键
原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中,X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q原子核外的M层中只有两对成对电子,E元素原子序数为29。请用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为 ;
(2)已知YZ2+与XQ2互为等电子体,则1 mol YZ2+中含有π键数目为_______;
(3)Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高的多,其原因是 ;
(4)X、Z与氢元素可形成化合物H2X2Z4,常用作工业除锈剂。H2X2Z4分子中X的杂化方式为 ;
(5)E原子的核外电子排布式为 ;E有可变价态,它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 。
正确答案
(1)C<O<N(2分)
(2)1.204×1024(或2mol)(2分)
(3)H2O分子间存在氢键(2分)
(4)sp2(2分)
(5)[Ar]3d104s1(2分)Cu2O(2分)
试题分析:根据题意推断X、Y、Z、Q、E为C、N、O、S、Cu。(1)N原子最外层电子为半满相对稳定结构,第一电离能较大,大于两边相邻元素原子,故有C<O<N;(2)CO2结构式为O=C=O,含有2个π键,故1molNO2+含有2molπ键;(3)水中含有氢键,溶沸点较高;
(4)H2C2O4的结构式为HOOCCOOH,该式中碳原子为sp2杂化;
(5)晶胞中Cu 4
O 8×1/8+1=2
化学式为Cu2O
铜锢稼硒(CIGS )等化合物薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池之一。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为 。
(2)砷、硒、溴为第4周期相邻元素,其中电负性最大的是 (填元素符号,下同);第一电离能最小的是 。
(3)硼、铝与镓处于同一主族。
① AlC13在NaCl、KCl融烙盐中能形成A12C17-其结构如图所示。其中A1 原子的杂化轨道类型为 ,配位键数目为 。
②B元素可形成B70单质,它与金属钾掺杂在一起的化合物,其晶胞如图所示(白球位于立方体的体心和顶点,小黑球位于立方体的面上),则该化合物中B70与钾原子个数比为 ,该化合物中的化学键类型有 。
正确答案
(13分)(1)1s22s22p63s23p63d10(2分)
(2)Br(2分) As(2分)
(3)①sp3(1分) 2(2分) ②1∶3(2分) ③AC(2分)
试题分析:(1)基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10;(2)同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则As
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