- 物质性质的研究
- 共799题
随着科学的发展，科学家们合成了一些氙的化合物。请回答下列问题。
（1）Xe原子的价电子排布式为_________。稀有气体中只有密度较大的氙能合成出多种化合物，其原因是____________。
A．氙含量比较丰富B．氙原子半径大，电离能小C．氙原子半径小，电离能大
（2）研究报告指出：“关于XePtF6”的化合价有
（3）金属
已知金属Pt的密度为
（4）氙的含氧化合物主要有
正确答案
（1）5s25p6（1分）B（1分）
（2）离子键、配位键（2分）
（3）C（1分），139（4分）
（4）三角锥形 sp3 SO42—（或PO43—、ClO4—等）
试题分析：（1）Xe为54号元素，根据核外电子排布规律其价电子排布式为5s25p6；稀有气体中只有密度较大的氙能合成出多种化合物，其原因是：A、 氙为稀有气体，含量比较少，错误；B、 氙原子半径大，电离能小，正确；C、 氙在稀有气体中原子半径较大，电离能较小，错误，选B。（2）根据相似相溶原理，XePtF6不溶于CCl4等非极性溶剂，XePtF6具有较强的极性，其化学键类型为离子键和配位键；（3）金属Pt采用“…ABCABC…”型堆积方式，为立方面心结构，选C；（4）XeO3分子中含有3个δ键和一个孤电子对，为三角锥形分子，XeO4分子中含有4个δ键，为正四面体型分子，杂化方式为sp3杂化；根据等电子体的概念知，与XeO4互为等电子体的微粒有SO42—、PO43—、ClO4—等。
已知A、B、C、D均是元素周期表中前36号中的元素，其原于序数依次递增，其他相关结构或性质信息如下表。
请根据信息回答有关问题：
（1）C元素在周期表中的位置为____ ，D元素原子的外围电子排布式为
（2）用氢键表示式写出A的氢化物水溶液中存在的所有氢键____ 。
（3）A与氧可形成原子个数比为2:1的三原子分子，其中氧的化合价为____ ，氧原子杂化类型与下列分子的中心原子杂化类型相同的是____
a:CO2 b:SO2 c:NH3 d;CH4
（4）A、B可形成离子化合物，其晶胞结构如下图甲所示，则晶胞中B离子的个数为____ ，与B离子最近且等距的A离子的个数为 。
（5）1183 K以下C晶体的晶胞如图乙中图1，而1183 K以上则转变为图2，在两种晶胞中最邻近的C原子间距离相同，则图1、图2所示两种晶中原子的空间利用率之比为___ _（可用根号表示）。
正确答案
（1）第四周期Ⅷ族（1分） 3d104s1（2分）
（2）F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O（4分或其他正确表示）
（3）+2（1分）cd（2分）
（4）4（1分） 8（1分）
（5）
试题分析：原子核外有一个未成对电子，其氢化物与水分子间能形成氢键，因此A是F元素；原子核外M层电子数是N层电子数的4倍，这说明M是20号元素Ca；C是使用最为广泛的合金的主要成分，因此C是铁元素；原子各内层电子均已饱和，最外层电子数为1，则D是29号元素Cu。
（1）铁元素在周期表中的位置为第四周期Ⅷ族；铜元素原子的外围电子排布式为3d104s1。
（2）F和O都是活泼的非金属，能形成氢键，所以A的氢化物水溶液中存在的所有氢键为F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。
（3）F的非金属性强于氧元素，在化合物中F只有－1价，所以如果A与氧可形成原子个数比为2:1的三原子分子，则其中氧的化合价为＋2价。在该分子中氧元素含有的孤对电子对数＝（6－2×1）÷2＝2，因此 该分子是V形结构，氧元素是sp3杂化。CO2、SO2、NH3、CH4分子中中心原子的杂化轨道类型分别是sp、sp2、sp3、sp3，所以答案选cd。
（4）A、B形成离子化合物是CaF2，则根据晶胞结构可知，晶胞中B离子的个数为＝8×
（5）设铁原子半径是r，立方体边长图1是a，图2是b，则根据图1可知a2＋2a2＝(4r)2，解得a＝
【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）
用黄铜矿（主要成分是CuFeS2）生产粗铜的反应原理如下：
（1）已知在反应①、②中均生成相同的气体分子，该气体具有漂白性。请分别写出反应①、
②的化学方程式是 、 。
（2）基态铜原子的核外电子排布式为 ，硫、氧元素相比，第一电离能较大的是 。
（3）反应①和②生成的气体分子的中心原子的杂化类型是 ，分子的空间构型是 。
（4）某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验，CuSO4溶液中加氨水生成蓝色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu（NH3）4]SO4·H2O晶体，请解释加入乙醇后析出晶体的原因 ；在该晶体中存在化学键的种类有 。
（5）Cu2O的晶胞结构如图所示，该晶胞的边长为a cm，则Cu2O的密
度为 g·cm-3（用NA表示阿伏加德罗常数的数值）。
正确答案
（15分）（1）2Cu2S＋3O2
（2）1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1 ；O （各1分，共2分）
（3）sp2；V型 （各1分，共2分）
（4）乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；离子键、配位键、共价键（错1个扣1分，错2个0分） （各2分，共4分）
（5）
（1）反应①、②中均生成相同的气体分子，该气体具有漂白性，由质量守恒可知为
2Cu2O＋Cu2S
（2）根据构造原理可知，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1 ；硫、氧元素相比，第一电离能较大的是O；
（3）反应①和②生成的气体分子的中心原子的杂化类型是sp2；分子的空间构型为V型；
（4）加入乙醇后析出晶体的原因乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；在该晶体中存在化学键的种类有离子键、配位键、共价键；
（5）由图可知Cu2O的密度为
A、B、C、D、E、F、G、H、I是元素周期表前四周期的元素，它们在元素周期中的位置如下图所示：
（1）B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)；
（2）有下列物质①CA3 ②GA3 ③EH ④JH ⑤FD2。请将这些物质的熔点由高到低排列 (填这些物质的序号)，其中CA3、GA3在常温、常压下都是气体，但CA3比GA3易液化，其主要原因是 。
（3）2007年诺贝尔化学奖获得者Gerhard Ertl利用光电子能谱证实：洁净L(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在C原子，右图为C原子在L的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表C原子，灰色球代表L原子)。则在图示状况下，L颗粒表面上L/C原子数之比为 。
（4）A、B、C三种元素形成的一种化合物叫三聚氰胺(结构如图)，由于其含氮量高被不法奶农添加到牛奶中来“提高”蛋白质的含量，造成全国许多婴幼儿因食用这种奶粉而患肾结石。三聚氰胺中二种环境的N原子的杂化形式分别是 。
（5）M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。
请回答：晶胞中M原子的堆积方式为 ，配位数为 。
正确答案
每空2分，共14分
⑴N＞O＞C； ⑵ ⑤③④①② ；NH3能形成氢键，沸点高于PH3
⑶2：1； ⑷sp2、sp3；
⑸面心立方最密堆积 12
试题分析：由元素在周期表中的位置可知，A为H，B为C，C为N，D为O，E为Na，M为Al，F为Si，G为P，H为Cl，I为Ar，J为K，L为Fe，K为Co，
（1）N位于ⅤA族，2P轨道排布3个电子，为半充满状态，第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C。
（2）①NH3为分子晶体，②PH3为分子晶体，③NaCl为离子晶体，④KCl为离子晶体，⑤SiO2为原子晶体，熔点为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，分子晶体中相对分子质量越大熔点越高但氨气中含氢键，其熔点高于②，离子晶体中离子半径小的晶格能大，熔点高，所以熔点为⑤＞③＞④＞①＞②。
（3）小黑色球代表N原子，灰色球代表Fe原子，取Fe为四个顶点的小正方形作为一个单元来研究，Fe原子 被4个同样的小正方形共用， 每个单元含Fe原子4×1/4=1，而相邻的两个小正方形，其中1个正方形的中心为N原子，所以1个小正方形平均含有0．5个N原子，故Fe与N原子数之比为2：1。
（4）C=N中为平面结构，杂化形式为sp2，-NH2中为三角锥结构，杂化形式为sp3。
（5）M位于正方体的顶点和6个面的面心，所以晶胞中M原子的堆积方式为面心立方最密堆积；根据晶胞的立体结构可知配位数为12．。
下图是周期表的一部分，A、B、C、D、E 5种元素的原子核外共含有80个质子．
（1）A、B、C、D、E的元素符号分别是：
A______，B______，C______，D______，E______
（2）A、B、C对应最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是（用化学式表示）______．
（3）A的最高价氧化物对应的水化物体现______ （填“酸性”、“碱性”、“两性”），用离子方程式表示为：______．
（4）E为______ （填“金属”、“非金属”），其单质可能为______ （填“导体”、“非导体”、“半导体”），推断理由是______．
正确答案
（1）由元素所在周期表位置可推断元素位于二、三、四周期，设B的原子序数为x，则A的原子序数为x-1，C的原子序数为x+1，D的原子序数为x-8，E的原子序数为x+18，则有x+x-1+x+1+x-8+x+18=80，x=14，所以A为Al元素，B为Si元素，C为P，D为C元素，E为Ge元素，
故答案为：Al；Si；P；C；Ge；
（2）A、B、C对应最高价氧化物的水化物分别为Al（OH）3、H2SiO3、H3PO4，同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，则对应的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，则有酸性：H3PO4＞H2SiO3＞Al（OH）3，故答案为：H3PO4＞H2SiO3＞Al（OH）3；
（3）A的最高价氧化物对应的水化物为Al（OH）3，为两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，反应的离子方程式分别为Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O，Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，
故答案为：两性；Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O，Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；
（4）E为金属元素Ge，位于金属元素和非金属元素分界线附近，为良好的半导体材料，
故答案为：金属；半导体；在周期表中处在金属元素和非金属元素分界线附近．
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