- 原子核外电子的排布规则
- 共997题
第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物．
（1）下列叙述正确的是______．（填字母）
A．CH2O与水分子间能形成氢键
B．CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C．C6H6分子中含有6个▱键和1个大π键，C6H6是非极性分子
D．CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：
Mn元素价电子排布式为______，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难，其原因是______．
（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于______区．
（4）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如上图所示，则X的化学式为______．
（5）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN-离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN-氧化成CNO-，再在酸性条件下CNO-继续被NaClO氧化成N2和CO2．
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为______．
②与CNO-互为等电子体微粒的化学式为______（写出一种即可）．
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式______．
正确答案
（1）A中甲醛中含有羟基，与水可以形成氢键，故A正确；B二氧化碳为sp杂化，C中苯中碳碳键含有6个σ键，每个碳氢键含有一个σ键，苯分子中一共含有12个，故C错误；常温下二氧化碳为气体，二氧化硅为固体，CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故D正确；
故答案为：（1）A D；
（2）25号元素锰，价电子个数为25-18=7，价电子排布为3d54s2，Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态，而铁为26号元素，价电子排布为3d64s2，Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态，故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难；
故答案为：3d54s2； Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转σσ变为不稳定的3d4状态，而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态；
（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，s区、d区、ds区、p区、f区，s区为第ⅠA、ⅡA族，p区为第ⅢA到零族，d区包括从第ⅢB族到八族，ds区为第ⅠB、ⅡB族，f区为镧系和锕系，其中钛位于第ⅣB族，属于d区；
故答案为：d区；
（4）每个晶胞中含有钛原子数为8×0.125+1=2，氧原子数为4×0.5+2=4，故化学式为TiO2；
故答案为：TiO2；
（5）①氢位于第一周期，碳、氮、氧元素位于第二周期，同周期从左向右，电负性逐渐增大，故电负性大小为H＜C＜N＜O；
②CNO-电子数为22，等电子体为电子数相等，故与CNO-互为等电子体微粒的化学式CO2、N2O、SCN-等；
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，且其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，碳为四配位，氮为三配位，氧为两配位，故N≡C-O-H；
故答案为：①H＜C＜N＜O ②CO2（N2O）、SCN-③N≡C-O-H．
A、B、D、E、G为短周期元素，其原子序数依次增大．A元素在周期表中原子半径最小，B元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值相等，E元素的原子最外层电子数是次外层的3倍．E和G可形成离子化合物GE．
试回答下列问题：
（1）在点燃的条件下，G的单质与化合物BE2反应的方程式______．
（2）用电子式表示GE的形成过程______．
（3）写出在加热条件下B的单质与D的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式______．
（4）写出由上述元素中的四种元素形成的能溶于水的强电解质的化学式______（任写一种）．
（5）将由A分别与B、D、E组成的化合物按沸点由高到低的顺序写出它们的分子式______．
（6）如图，烧瓶中装有由上述元素形成的化合物．挤压胶头滴管，观察到气球均明显胀大（假定反应完全），则甲烧瓶中盛装的固体化合物的化学式可能为（任写一种）______，乙烧瓶中盛装的气体化合物的化学式可能为（任写一种）______．
正确答案
A、B、D、E、G为短周期元素，其原子序数依次增大．A元素在周期表中原子半径最小，则A为氢元素；E元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，E原子有2个电子层，最外层电子数为6，故E为氧元素；B元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值相等，B元素原子最外层电子数为4，处于第ⅣA族，B原子序数小于氧元素，故B为碳元素；D的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故D为氮元素；E和G可形成离子化合物GE，G元素原子形成为+2价离子，原子序数大于氧元素，故G为镁元素．
（1）在点燃的条件下，Mg与在CO2中燃烧，生成氧化镁与碳，反应方程式为2Mg+CO2
故答案为：2Mg+CO2
（2）氧化镁是离子化合物，由镁离子与氧离子构成，用电子式表示MgO的形成过程为
．
（3）在加热条件下碳与浓硝酸溶液反应生成二氧化碳、二氧化氮与水，反应化学方程式为C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2H2O．
故答案为：C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2H2O．
（4）由上述元素中的四种元素形成的能溶于水的强电解质有（NH4）2CO3等．
故答案为：（NH4）2CO3．
（5）将由A分别与B、D、E组成的化合物分别为CH4、NH3、H2O，常温下水是液态，甲烷、氨气为气态；氨气分子之间存在氢键，沸点比甲烷高，所以沸点由高到低的顺序为H2O、NH3、CH4．
故答案为：H2O、NH3、CH4．
（6）烧瓶中装有由上述元素形成的化合物．挤压胶头滴管，观察到气球均明显胀大（假定反应完全），则硫酸与甲烧瓶中盛装的固体化合物反应生成气体，该固体化合物可以为MgCO3等；乙烧瓶中盛装的气体，易溶于水，可以为NH3等．
故答案为：MgCO3；NH3．
A～D是原子序数在20以内的元素，其性质或结构信息如下表
请根据表中的信息回答下列问题：
（1）A离子的结构示意图______，B原子的电子式______，C的单质的电子式为______．
（2）和B的氢化物所含电子数相同的4种微粒有______，______，______，______．
（3）C的气态氢化物的水化物的电离方程式：______．
（4）对应离子半径大小比较：A______D．
正确答案
A～D是原子序数在20以内的元素：A的单质和化合物的焰色均为黄色，则A为Na；B的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃，则B为F；C的单质在空气中体积含量最多，则C为N；D元素是地壳中含量最多的金属元素，则D为Al，
（1）Na+的结构示意图为
故答案为：
（2）HF中所含电子数为10，常见的10电子粒子有：Ne、H2O、NH3、CH4、OH-、F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+
故答案为：Ne、H2O、NH3、CH4、OH-、F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+（其中的任意4项均可）
（3）NH3与水化合为NH3•H2O，在溶液中发生电离NH3•H2O⇌NH4++OH-，
故答案有：NH3•H2O⇌NH4++OH-；
（4）Na+、Al3+电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na+＞Al3+，
故答案为：＞．
现有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A、D同主族C、E 同主族，A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，A能分别与B、C形成电子总数相等的分子M、N，且N为比较常见的液态化合物．请回答下列问题：
（1）B的简单阴离子的结构示意图______．
（2）A、D、E三种元素组成的化合物电子式为：______
（3）①C、D、E对应的简单离子的半径由大到小为______（用离子符号表示）②写出能证明C和E非金属性强弱的一个化学方程式______．
（4）A、C、E三种元素能形成多种18电子分子，写出其中两种所能发生的反应方程式______
（5）标况下，1gD单质在C单质中完全燃烧可放出QKJ热量．则此反应的热化学方程式为______．
正确答案
A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A能分别与B、C形成电子总数相等的分子M、N，且N为比较常见的液态化合物，则N为水，所以A为氢元素，C为氧元素；A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，则B的最外层电子数为6-1=5，故B为氮元素，M为氨气；A、D同主族，D的原子序数等于氧元素，故D为钠元素；C、E 同主族，故E为硫元素，即A为氢元素，B为氮元素，C为氧元素，D为钠元素，E为硫元素；M为氨气，N为水．
（1）B为氮元素，N原子的简单阴离子，有2个电子层，最外层有8个电子，离子结构示意图为
，故答案为：
；
（2）A为氢元素，D为钠元素，E为硫元素，三元素形成的化合物NaHS，NaHS是离子化合物，由钠离子与硫氢根离子构成，电子式为
，
故答案为：
；
（3）①C、D、E对应的简单离子分别为O2-、Na+、S2-，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以S2-＞O2-，电子层排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，所以O2-＞Na+，故S2-＞O2-＞Na+；非金属性越强，单质的氧化性越强，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性设计为2H2S+O2═2H2O+2S，
故答案为：S2-＞O2-＞Na+；2H2S+O2═2H2O+2S；
（4）A、C、E三种元素能形成多种18电子分子，如H2O2，H2S，过氧化氢有强氧化性，硫化氢有较强的还原性，过氧化氢将硫化氢氧化为硫单质，自身被还原为水，反应方程式为H2O2+H2S=S↓+2H2O，故答案为：H2O2+H2S=S↓+2H2O；
（5）C为氧元素，D为钠元素，标况下，1g钠单质在氧气中完全燃烧可放出QKJ热量，则2mol钠燃烧放出的热量为46QKJ，
则此反应的热化学方程式为 2Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）△H=-46QkJ/mol，故答案为：2Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）△H=-46QkJ/mol．
X、Y、Z、W是短周期的四种元素，有关他们的信息如下表所示．
填写下列空白：（提示：不能用字母X、Y、Z、W作答）
（1）X的气态氢化物分子的电子式是______，Z元素在周期表中的位置是______．
（2）X、Y、Z三元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序是______．
（3）常温时，W的硫酸盐溶液的pH______7（填“=”、“＞”或“＜”），理由是：______（用离子方程式表示）．
（4）实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是（用离子方程式表示）______．
（5）25℃、101kPa时，32g Y的最低价气态氢化物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式______．
正确答案
X、Y、Z、W是短周期的四种元素：X的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子，X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；通常情况下XO2与X2O4共存，故X为氮元素；Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半，Y有2个电子层，最外层电子数为4，Y能形成多种气态氢化物，则Y为碳元素；Z原子的最外层电子数多于4，Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6，则Z最外层有7个电子，故Z为氯元素；W原子的最外层电子数等于2n-3（n为原子核外电子层数），化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+，则2n-3=n，解得n=3，则W为铝元素．故X为氮元素；Y为碳元素；Z为氯元素；W为铝元素．
（1）X为氮元素，X的气态氢化物为NH3，氮原子与氢原子之间形成1对共用电子对，电子式为
；Z为Cl元素，有3个电子层，最外层有7个电子，在周期表中位于第三周期第ⅦA族，故答案为：
；第三周期第ⅦA族；
（2）X为氮元素、Y为碳元素、Z为氯元素，非金属性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性Cl＞N＞C，所以酸性HClO4＞HNO3＞H2CO3，
故答案为：HClO4＞HNO3＞H2CO3；
（3）W的硫酸盐为硫酸铝，硫酸铝是强酸弱碱盐，常温时，铝离子水解 Al3++3H2O
Al（OH）3+3H+，溶液的pH＜7，
故答案为：＜； Al3++3H2O
Al（OH）3+3H+；
（4）X的氢化物为NH3，W的氢氧化物为Al（OH）3，用氨水制取Al（OH）3的离子方程式为Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+，
故答案为：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+；
（5）25℃、101kPa时，32gCH4的物质的量为2mol，完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6kJ的热量，1mol甲烷完全燃烧生成稳定的氧化物时放出890.3kJ的热量，该反应的热化学方程式CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ/mol．
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