【題目】原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七種元素,核電荷數(shù)均小于36。已知X的一種1∶2型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵,且所有原子共平面;Z的L層上有2個未成對電子;Q原子的s能級與p能級電子數(shù)相等;R單質(zhì)是制造各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心材料;T處于周期表的ds區(qū),原子中只有一個未成對電子。
(1)Y原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子,基態(tài)T原子有________種不同能級的電子。
(2)X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序為_______________(用元素符號表示)。
(3)由X、Y、Z形成的離子ZXY-與XZ2互為等電子體,則ZXY-中X原子的雜化軌道類型為_______________________。
(4)Z與R能形成化合物甲,1 mol甲中含________mol化學鍵,甲與氫氟酸反應,生成物的分子空間構(gòu)型分別為___________________。
(5)G、Q、R氟化物的熔點如下表,造成熔點差異的原因為_________________。
氟化物 | G的氟化物 | Q的氟化物 | R的氟化物 |
熔點/K | 993 | 1539 | 183 |
(6)向T的硫酸鹽溶液中逐滴加入Y的氫化物的水溶液至過量,反應的離子方程式為___________,
(7)X單質(zhì)的晶胞如圖所示,一個X晶胞中有________個X原子。
【答案】7 7 C<O<N sp雜化 4 SiF4為正四面體形、H2O為V形 NaF與MgF2為離子晶體,SiF4為分子晶體,故SiF4的熔點最低;Mg2+的半徑比Na+的半徑小、電荷數(shù)多,晶格能:MgF2>NaF,故MgF2的熔點比NaF高 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH- 8
【解析】
X的一種1:2型氫化物分子中既有σ鍵又有π鍵,說明分子里有雙鍵或參鍵,且所有原子共平面,所以X為C元素,它的1:2型氫化物為乙烯;Z的L層上有2個未成對電子,即核外電子排布為1s22s22p2或1s22s22p4,X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,所以Z為O元素,Y的原子序數(shù)介于碳、氧之間,則Y為N元素;Q原子s能級與p能級電子數(shù)相等,則Q的核外電子排布為1s22s22p4或1s22s22p63s2,由于Q的原子序數(shù)比Z大,所以Q的電子排布為1s22s22p63s2,即Q為Mg元素;而G的原子序數(shù)介于氧和鎂元素之間,所以G為Na元素;R單質(zhì)是制造各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心材料,R為Si元素;T處于周期表的ds區(qū),且最外層只有一個電子,則T為Cu。
(1)Y為氮元素,核外電子排布式為1s22s22p3,所以7種不同運動狀態(tài)的電子,T為Cu元素,它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,有7種不同原子軌道的電子,故答案為:7;7;
(2)同周期隨原子序數(shù)增大,元素第一電離能呈增大趨勢,氮元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于氧元素的,故第一電離能由小到大的順序為:C<O<N,故答案為:C<O<N;
(3)OCN-與CO2互為等電子體,所以它們結(jié)構(gòu)相似,在二氧化碳中碳的價層電子對數(shù)為:=2,所以碳的雜化方式為sp雜化,故答案為:sp雜化;
(4)化合物甲為二氧化硅,在二氧化硅晶體中,每個硅原子周圍有四個Si-O 鍵,所以1mol二氧化硅中含有4molSi-O 鍵,SiO2與HF反應的方程式為:SiO2+4HF=SiF4+2H2O,其中SiF4中硅原子的價層電子對數(shù)為4+=4,沒有孤電子對,所以SiF4的空間構(gòu)型為正四面體,H2O中氧原子的價層電子對數(shù)為2+=4,有2對孤電子對,所以H2O的空間構(gòu)型為V形,故答案為:4;SiF4為正四面體形;H2O為V形;
(5)在NaF、MgF2、SiF4中NaF與MgF2為離子晶體,SiF4為分子晶體,故SiF4的熔點低,Mg2+的半徑比Na+的半徑小,電荷數(shù)高,晶格能MgF2>NaF,故MgF2的熔點比NaF高,故答案為:NaF與MgF2為離子晶體,SiF4為分子晶體,故SiF4的熔點低,Mg2+的半徑比Na+的半徑小,電荷數(shù)高,晶格能MgF2>NaF,故MgF2的熔點比NaF高;
(6)向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水至過量,開始生成氫氧化銅沉淀,后來沉淀溶解生成四氨合銅離子,其反應的離子方程式為:Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,故答案為:Cu2++2 NH3H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(7)C單質(zhì)的晶胞如圖所示,在頂點上8個原子,面心上/span>2個原子,晶體內(nèi)部為4個原子,所以一個C晶胞中原子數(shù)為:×8+×6+4=8,故答案為:8;。
【點晴】
本題考查晶胞計算及原子結(jié)構(gòu)與元素周期律,為高頻考點,把握原子結(jié)構(gòu)、電子排布、元素化合物知識推斷元素為解答的關(guān)鍵。價層電子對互斥模型(簡稱VSEPR模型),根據(jù)價電子對互斥理論,價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù).σ鍵個數(shù)=配原子個數(shù),孤電子對個數(shù)=×(a-xb),a指中心原子價電子個數(shù),x指配原子個數(shù),b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要的電子個數(shù);分子的立體構(gòu)型是指分子中的原子在空間的排布,不包括中心原子未成鍵的孤對電子;實際空間構(gòu)型要去掉孤電子對,略去孤電子對就是該分子的空間構(gòu)型。側(cè)重分析與應用能力的考查,注意(7)中計算為解答的難點。
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【題目】2018年3月南京理工教授制出了一種新的全氮陰離子鹽—AgN5,目前已經(jīng)合成出鈉、錳、鐵、鈷、鎳、鎂等幾種金屬的全氮陰離子鹽。
(1)基態(tài)Mn2+的價電子排布式為____;銀與銅位于同一族,銀元素位于元素周期表的___區(qū)。
(2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶體的部分結(jié)構(gòu)如圖1所示:
N、O、Mg元素的前3級電離能如下表所示:
元素 | I1/kJmol-1 | I2/kJmol-1 | I3/kJmol-1 |
X | 737.7 | 1450.7 | 7732.7 |
Y | 1313.9 | 3388.3 | 5300.5 |
Z | 1402.3 | 2856.0 | 4578.1 |
①X、Y、Z中為N元素的是____,判斷理由是__________。
②從作用力類型看,Mg2+與H2O之間是________、N5與H2O之間是________。
③N5-為平面正五邊形,N原子的雜化類型是_______?茖W家預測將來還會制出含N4-、N6-等平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)離子的鹽,這一類離子中都存在大π鍵,可用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則N4-中的大π鍵應表示為_________。
(3)AgN5的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,Ag+周圍距離最近的Ag+有_______個。若晶體中緊鄰的N5-與Ag+的平均距離為a nm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則AgN5的密度可表示為_____gcm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。
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【題目】下表為元素周期表的一部分,請參照元素①一⑧在表中的位置,用化學用語回答下列問題:
Ⅰ.(1)請畫出元素⑧的陰離子結(jié)構(gòu)示意圖_________。
(2)④、⑤、⑦的原子半徑由小到大的順序為________。
(3)⑤和⑥的最高價氧化物對應水化物的堿性強弱為_______>______。
(4)④、⑤兩種元素的原子按1:1組成的常見化合物的電子式為__________。
Ⅱ.由表中①一⑧中的一種或幾種元素形成的常見物質(zhì)A、B、C可發(fā)生以下反應(副產(chǎn)物已略去),試回答:
(1)若X是一種常見過渡金屬單質(zhì),向C的水溶液中滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀,C溶液中金屬離子與氫氧化鈉溶液反應的產(chǎn)物在空氣中發(fā)生顏色變化的方程式________;又知在酸性溶液中該金屬離子能被雙氧水氧化,寫出該反應的離子方程式_________________。
(2)若A、B、C為含有同一金屬元素的無機化合物,X為強電解質(zhì),A溶液與C溶液反應生成B,則B的化學式為______,寫出A與C兩溶液反應的離子方程式___________。
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【題目】用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定40 mL 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,所得滴定曲線如圖所示(忽略混合時溶液體積的變化)。下列敘述錯誤的是( )
A. Ka2(H2SO3)的數(shù)量級為10-8
B. 若滴定到第一反應終點,可用甲基橙作指示劑
C. 圖中Z點對應的溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)
D. 圖中Y點對應的溶液中:3c(SO32-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
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【題目】CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義。回答下列問題:
已知化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如表:
化學健 | C﹣H | C=O | H﹣H | C≡O(CO) | ||
鍵能(kJ/mol) | 413 | 745 | 436 | 1075 |
(1)①CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。則該反應的△H=_____________。
②在恒容絕熱條件下,一定能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是_____________。(填字母)
A.混合氣體的密度不再變化B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
C.容器內(nèi)的溫度不再變化D.v正(CH4)=2v逆(H2)
(2)利用CO2可制取甲醇,其反應為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0KJ/mol;為探究用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理,現(xiàn)進行如下實驗:在恒溫恒容密閉容器中,充入2molCO2和6molH2,進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖1所示。從反應開始到平衡,v(H2)=_____________;該溫度下的平衡常數(shù)數(shù)值=_____________(保留三位有效數(shù)字)。
(3)下列措施能使增大的是________。
A.降低溫度
B.恒溫恒容下,再充入2molCO2、6molH2
C.使用高效催化劑
D.恒溫恒容充入He(g)使體系壓強增大
(4)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖2。
①該電池的負極反應式為_____________
②電池工作時,CO32﹣向電極_____________移動(填A或者B)。
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【題目】環(huán)丙叉環(huán)丙烷(A)的結(jié)構(gòu)特殊,根據(jù)如下轉(zhuǎn)化判斷下列說法正確的是( )
A.反應①、②分別是加成反應和消去反應
B.有機物A 的二氯代物有 4 種(不考慮立體異構(gòu))
C.有機物 B 的所有原子都在一個平面內(nèi)
D.有機物C 的同分異構(gòu)體中,同時含有苯環(huán)和羥基的有 5 種
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【題目】已知:乙炔的結(jié)構(gòu)為H—C≡C—H,4個原子在同一直線上,能與單質(zhì)溴發(fā)生加成反應,1,4-二苯基丁二炔廣泛應用于農(nóng)藥的合成,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法不正確的是( )
A.該有機物的化學式為C16H10
B.該分子中處于同一直線上的原子最多有6個
C.該物質(zhì)能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.該分子中所有原子可能位于同一平面上
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【題目】硫酸工業(yè)尾氣中二氧化硫的含量超過0.05%(體積分數(shù))時需經(jīng)處理后才能排放。某;瘜W興趣小組欲測定某硫酸工廠排放尾氣中二氧化硫的含量,分別采用以下方案:
[甲方案]:如圖所示,圖中氣體流量計B用于準確測量通過的尾氣體積。將尾氣通入一定體積已知濃度的碘水中測定SO2的含量。當洗氣瓶C中溶液藍色消失時,立即關(guān)閉活塞A。
(1)洗氣瓶C中導管末端連接一個多孔球泡D,可以提高實驗的準確度,其理由是_______________________________________。
(2)洗氣瓶C中溶液藍色消失后,沒有及時關(guān)閉活塞A,測得的SO2含量____________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
[乙方案]:實驗步驟如下面流程圖所示:
(3)步驟①中過量H2O2的作用是________________________________________
(4)寫出步驟②中反應的化學方程式_______________________________________
(5)步驟②中Ba(OH)2是否足量的判斷方法是________________________________
(6)通過的尾氣體積為VL(已換算成標準狀況)時,該尾氣中二氧化硫的含量(體積分數(shù))為__________________________(用含有V、m的代數(shù)式表示)。
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【題目】有一化合物X,其水溶液為淺綠色,可發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應物、生成物已略)。其中B、D、E、F均為無色氣體,M、L為常見的金屬單質(zhì),C為難溶于水的紅褐色固體。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀,H和M反應可放出大量的熱。請回答下列問題:
(1)B的電子式為____________。
(2)電解混合液時陽極反應式為_______________________。
(3)寫出L長期放置在潮濕空氣中的腐蝕原理:
負極:___________________________________。
正極:___________________________________。
總反應:______________________________________________________。
(4)已知a g E氣體在D中完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時,放出b kJ的熱量,寫出E氣體燃燒熱的熱化學方程式為___________________________。
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