5.已知A、B、C、D、E五種元素都是元素周期表中前四周期元素,原子序數(shù)依次增大,E的價(jià)電子排布式為3d104s1.A、B、C、D四種短周期元素在元素周期表中的相對(duì)位置如下表所示.
A
BCD
根據(jù)以上信息,回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)C原子含有5種能量不同的電子,其簡(jiǎn)單離子的電子排布式為1s22s22p6
(2)DA2+離子的中心原子的雜化軌道類(lèi)型是sp3,其立體構(gòu)型為V形.
(3)A所在主族元素的氫化物中,沸點(diǎn)最低的是HCl(填化學(xué)式);第一電離能比較:B<C (填“>”、“<”、“=”).
(4)E單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方密堆積,空間利用率為74%;C與D形成的化合物中化學(xué)鍵類(lèi)型為共價(jià)鍵.
(5)E的氧化物E2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有16個(gè)E原子.若該晶體的密度為ρ g/cm3,則晶胞參數(shù)a=$\root{3}{\frac{1152}{ρ•{N}_{A}}}$cm (列出表達(dá)式即可).

分析 A、B、C、D、E五種元素都是元素周期表中前四周期元素,原子序數(shù)依次增大,E的價(jià)電子排布式為3d104s1,則E為Cu;由A、B、C、D四種短周期元素在元素周期表中的相對(duì)位置,可知A為F元素、B為Na、C為Al、D為Cl.
(1)C為Al,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,失去3s、3p能級(jí)電子形成鋁離子;
(2)計(jì)算ClF2+離子的中Cl原子孤電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)數(shù),進(jìn)而確定雜化軌道與空間構(gòu)型;
(3)HF分子之間存在氫鍵,沸點(diǎn)最高,其它氫化物分子間為范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越強(qiáng),沸點(diǎn)越高;
同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì);
(4)E為Cu,單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方密堆積,利用均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目,設(shè)Cu原子半徑為r,則晶胞棱長(zhǎng)為4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r,空間利用率=$\frac{晶胞中原子總體積}{晶胞體積}$×100%;
C與D形成的化合物為AlCl3,屬于共價(jià)化合物;
(5)利用均攤法計(jì)算晶胞中O原子數(shù)目,結(jié)合化學(xué)式E2O計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目,再計(jì)算晶胞質(zhì)量,結(jié)合m=ρV計(jì)算晶胞棱長(zhǎng).

解答 解:A、B、C、D、E五種元素都是元素周期表中前四周期元素,原子序數(shù)依次增大,E的價(jià)電子排布式為3d104s1,則E為Cu;由A、B、C、D四種短周期元素在元素周期表中的相對(duì)位置,可知A為F元素、B為Na、C為Al、D為Cl.
(1)C為Al,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,原子中有5種能量不同的電子,失去3s、3p能級(jí)電子形成鋁離子,鋁離子核外電子排布式為:1s22s22p6,
故答案為:5;1s22s22p6
(2)ClF2+離子的中Cl原子孤電子對(duì)數(shù)=$\frac{7-1-1×2}{2}$=2、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+2=4,Cl原子采取sp3雜化軌,離子空間構(gòu)型為V形,
故答案為:sp3;V形;
(3)HF分子之間存在氫鍵,沸點(diǎn)最高,其它氫化物分子間為范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越強(qiáng),沸點(diǎn)越高,故HCl的沸點(diǎn)最低;
同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì),故第一電離能Na<Al,
故答案為:HCl;<;
(4)E為Cu,單質(zhì)的晶體堆積方式為面心立方密堆積,晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,設(shè)Cu原子半徑為r,則晶胞中Cu原子總體積為4×$\frac{4}{3}$πr3,晶胞棱長(zhǎng)為4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r,晶胞體積為(2$\sqrt{2}$r)3=16$\sqrt{2}$r3,空間利用率=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{16\sqrt{2}{r}^{3}}$×100%=74%,
C與D形成的化合物為AlCl3,屬于共價(jià)化合物,含有共價(jià)鍵,
故答案為:面心立方密堆積;74%;共價(jià)鍵;
(5)晶胞中O原子數(shù)目=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8,由化學(xué)式Cu2O可知晶胞中Cu原子數(shù)目8×2=16,晶胞質(zhì)量為8×$\frac{144}{{N}_{A}}$g,則:ρ g/cm3×(a cm)3=8×$\frac{144}{{N}_{A}}$g,解得a=$\root{3}{\frac{1152}{ρ•{N}_{A}}}$,
故答案為:16;$\root{3}{\frac{1152}{ρ•{N}_{A}}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查,涉及元素周期表、核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、氫鍵、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,(4)(5)為易錯(cuò)點(diǎn),需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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17.標(biāo)準(zhǔn)狀況下的4.48LN2的物質(zhì)的量是0.2mol,質(zhì)量是5.6g.

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18.某小組同學(xué)設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來(lái)制取氧氣、氫氣、硫酸和氫氧化鉀.
(1)X極與電源的正極(填“正”或“負(fù)”)極相連,氫氣從C(填“A”、“B”、“C”或“D”)口導(dǎo)出.
(2)離子交換膜只允許一類(lèi)離子通過(guò),則M為陰離子(填“陰離子”或“陽(yáng)離子”)
(3)若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池(石墨為電極),則電池負(fù)極的反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-═2H2O.
(4)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下制得11.2L氫氣,則生成硫酸的質(zhì)量是49g,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×1023

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.(1)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1.

①反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間后,觀(guān)察到B、D兩個(gè)試管中的品紅溶液出現(xiàn)的現(xiàn)象是:
B:品紅褪色,D:品紅褪色.
②停止通氣后,再給B試管加熱,觀(guān)察到的現(xiàn)象:溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色.
③另一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)認(rèn)為SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定會(huì)更強(qiáng).他們將制得的SO2和Cl2按體積比1:1同時(shí)通入到品紅溶液中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)品紅溶液并不像想象的那樣褪色.請(qǐng)你分析該現(xiàn)象的原因(用離子方程式表示)SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
(2)實(shí)驗(yàn)室中采用如圖2所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng),該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以控制銅與硝酸的反應(yīng)的發(fā)生與停止;有尾氣處理裝置.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.向體積為2L的固定密閉容器中通入3molX氣體,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):2X(g)?Y(g)+3Z(g)
(1)經(jīng)5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.2倍,則用Y的物質(zhì)的量濃度變化表示的速率為0.03mol/(L•min).
(2)若上述反應(yīng)在甲、乙、丙、丁四個(gè)同樣的密閉容器中進(jìn)行,在同一段時(shí)間內(nèi)測(cè)得容器內(nèi)的反應(yīng)速率分別為:甲v(X)=3.5mol/(L•min);  乙v(Y)=2mol/(L•min);
丙v(Z)=4.5mol/(L•min); 丁v(X)=0.075mol/(L•s).
若其它條件相同,溫度不同,則溫度由高到低的順序是。疽遥炯祝颈ㄌ钚蛱(hào)).
(3)若向達(dá)到(1)的平衡體系中充入氬氣,則平衡向不移動(dòng)(填“左“或“右“或“不移動(dòng)“);若向達(dá)到(1)的平衡體系中移走部分混合氣體,則平衡向右(填“左“或“右“或“不移動(dòng)“).
(4)若在相同條件下向達(dá)到(1)所述的平衡體系中再充入0.5molX氣體,則平衡后X的轉(zhuǎn)化率 (4)與 (1)的平衡中的X的轉(zhuǎn)化率相比較D.
A.無(wú)法確定    B.(4)一定大于 (1)C. (4)一定等于 (1)D. (4)一定小于 (1)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

9.釩(V)及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域.
(1)全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置,其原理如圖所示.
①若左槽溶液顏色逐漸由藍(lán)變黃,其電極反應(yīng)式為VO2++H2O-e-=VO2++2H+
②放電過(guò)程中,右槽溶液顏色逐漸由紫色變?yōu)樗{(lán)色.
③放電過(guò)程中氫離子的作用是:通過(guò)交換膜定向移動(dòng)使電流通過(guò)溶液形成閉合回路和參與正極反應(yīng);
④若充電時(shí),左槽溶液中n(H+)的變化量為2mol,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為2mol.
(2)將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池,其利用率更高,裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒).持續(xù)通入甲烷,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗甲烷的體積為V L.

①0<V≤44.8L時(shí),電池總反應(yīng)方程式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;
②44.8L<V≤89.6L時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)為CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-;
③V=67.2L時(shí),溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖,已知甲池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O則下列說(shuō)法中不正確的是( 。
A.甲池是燃料電池,其中通入氧氣的一極是原電池的正極
B.乙池是電解池,鐵電極是陰極,一段時(shí)間后會(huì)析出金屬銀
C.甲池是電解池,乙是原電池
D.甲池一段時(shí)間后溶液的pH值會(huì)變小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.某研究性學(xué)習(xí)小組向一定量的NaHSO4溶液(加入少量淀粉)中加入稍過(guò)量的KIO3溶液,一段時(shí)間后,溶液突然變藍(lán)色.為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響,探究如下.
通過(guò)測(cè)定溶液變藍(lán)所用時(shí)間來(lái)探究外界-條什對(duì)該反應(yīng)速率的影響,記錄如下:
編號(hào)0.01mol/LNaHSO3溶液(mL)0.01mol/LKIO3溶液(mL)H2O(mL)反應(yīng)溫度(℃)溶液變藍(lán)所用時(shí)間t/s
6.010.04.015t1
6.014.0015t2
6.0ab25t3
實(shí)驗(yàn)①②是探究KIO3溶液的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,表中t1>t2(填“>”、“=”或“<”);實(shí)驗(yàn)①③是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,表中a=10.0,b=4.0.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.下列有關(guān)試劑的保存方法錯(cuò)誤的是( 。
A.氫氧化鈉溶液保存在具有橡皮塞的玻璃試劑瓶中
B.少量的鈉保存在煤油中
C.氫氟酸盛裝在細(xì)口玻璃瓶中
D.新制的氯水通常保存在棕色玻璃試劑瓶中

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同步練習(xí)冊(cè)答案