(2)B的氢化物即为NH3,中心氮原子采取sp3采化,由于有一对孤对电子,所以NH3应为三角锥形;(3)AC2即为二氧化碳,电子式中碳以二对电子分别和两边的氧共用;等子电子体的概念中要明确两点:
原子数相等,价电子数相同。
(4)24号Cr要注意核外电子的特殊性,即d电子为半充满的稳定结构排布,即[Ar]3d64s1。
根据题目中所给信息,CrCl3的配体为NH3和H2O,两者之比为2:
1,又总配体为6,则NH3为4个,H2O为2个,又Cl为外界,则配合物不难写出为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。
(5)B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3,还原为最低价时应为-3价,即NH4NO3,D的单质即Mg,应被氧化成Mg2+,然后根据化合价升除总值进行配平即可。
【答案】
(1)C<O<N
(2)三角锥形sp3(3)N2O(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3(5)4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
【专题训练】
1.下列排列顺序正确的是()
①热稳定性:
H2O>HF>H2S②原子半径:
Na>Mg>O
③酸性:
H3PO4>H2SO4>HClO4④结合质子能力:
OH->CH3COO->Cl-
A.①③B.②④C.①④D.②③
2.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是()
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
3.某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成HmX分子,在agHmX中所含质子的物质的量是()
A.
(A-N+m)molB.
(A-N)mol
C.
(A-N)molD.
(A-N+m)mol
4.下列叙述正确的是()
A.除零主元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B.除短周期外,其它周期均为18种元素
C.副族元素没有非金属元素
D.碱金属元素是指ⅠA族的所有的元素
5.下列叙述中正确的是()
A.NH3、CO、CO2都是极性分子
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线型分子
6.根据表1信息,判断以下叙述正确的是()
表1 部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.112
0.104
0.066
主要化合价
+2
+3
+2
+6、-2
-2
A.氢化物的沸点为H2T<H2R B.单质与稀盐酸反应的速率为L<Q
C.M与T形成的化合物具有两性D.L2+与R2-的核外电子数相等
7.X、Y均为元素周期表中前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是()
8.右图是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是
A.元素①位于第二周期第ⅣA族
B.气态氢化物的稳定性:
④>②
C.最高价氧化物对应水化物酸性:
⑤>④
D.元素的最高正化合价:
③=⑤
9.下列关于晶体的说法正确的组合是()
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A.①②③⑥B.①②④C.③⑤⑦D.③⑤⑧
10.砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍,而耗能只有其10%,推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措,已知砷化镓的晶胞结构如右图。
试回答下列问题
(1)下列说法正确的是(选填序号)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同B.第一电离能:
As>Ga
C.电负性:
As>GaD.砷和镓都属于p区元素
E.半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体
(2)砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD方法制备得到,该反应在700℃进行,反应的方程式为:
。
AsH3空间形状为:
(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为:
。
(3)Ga的核外电子排布式为:
。
(4)AsH3沸点比NH3低,其原因是:
。
11.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。
请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为、;
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是和,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式),理由是;
(3)Q的元素符号是,它属于第周期,它的核外电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为;
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键。
12.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短同期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。
(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为。
(2)W与Y可形成化合物W2Y,该化合物的电子式为。
(3)X的硝酸盐水溶液显性,用离子方程式解释原因。
(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为。
(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性>(用分子式表示)
(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是:
>>>。
(7)Z的最高价氧化物为无色液体,0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出QkJ的热量。
写出该反应的热化学方程式:
。
13.氮是地球上极为丰富的元素。
(1)Li3N晶体中氮以N3-存在,基态N3-的电子排布式为。
(2)N≡N的键能为942kJ·mol-1,N-N单键的键能为247kJ·mol-1,计算说明N2中的键比键稳定(填“σ”或“π”)。
(3)(CH3)3NH+和AlCl4-可形成离子液体。
离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂(填“大”或“小”),可用作(填代号)。
a.助燃剂
b.“绿色”溶剂
c.复合材料
d.绝热材料
(4)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。
X的元素符号是,与同一个N3-相连的x+今有个。
14.镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。
工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。
某同学画出的MgO晶胞结构示意图如右图所示,请改正图中错误:
。
(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。
燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:
。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氧化物
NaF
MgF2
SiF4
熔点/K
1266
1534
183
解释表中氟化物熔点差异的原因:
。
(5)人工模拟是当前研究的热点。
有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合
或Cu(I)(I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有键的特性。
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异
。
15.下表是元素周期表的一部分。
表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素“o”的基态原子电子排布式
(2)k在空气中燃烧产物的分子构型为,中心原子的杂化形式为,该分子是(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)由j原子跟c原子以1:
1相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体j相同。
两者相比熔点更高的是,试从结构角度加以解释:
(4)i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,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
若已知i的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,i的相对原子质量为M,请回答:
①晶胞中i原子的配位数为_______。
②该晶体的密度为______(用字母表示)。
答案:
1.B【解析】本题主要考查原子结构及周期律的基本知识。
根据非金属性:
F>O>S,可以判断氢化物的热稳定性的顺序为:
HF>H2O>H2S,同理可以判断酸性:
HClO4>H2SO4>H3PO4,所以①、③错误。
根据原子在元素周期表中的位置及原子半径的规律可以判断,②正确。
质子即氢离子,离子越易结合质子,说明对应的酸性弱,则④正确。
2.C【解析】在基态多电子原子中,能量最高的电子最易失去,其电离能也最小,离核就最远,故A、B、D正确;因p、s轨道所对应的电子层数不知,故C错。
3.A【解析】X原子的质子数为(A-N)个,一个HmX中所含的质子数为(A-N+m)个,HmX的摩尔质量为(A+m)g·mol-1,所以agHmX中所含质子的物质的量为
(A-N+m)mol。
4.C【解析】选项A中,F和O元素应除外;选项B,第六周期为32种元素,如果第七周期填满也为32种元素;选项D,第一主族元素包括H,而碱金属元素中无H。
5.B【解析】分子的极性一般与物质的空间结构有关,空间结构对称的属于非极性分子,反之属于极性分子。
对于ABn分子,其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数,则属于非极性分子,反之属于极性分子,当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。
键的极性只与是否属于同种非金属有关,而物质的稳定性与化学键的键能有关,一般,非金属性越强,所对应的气态氢化物越稳定。
所以选项A中CO2属于非极性分子;选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性减弱;选项D中的H2O属于V型结构。
6.C【解析】T只有-2价,且原子半径小,所以T为O元素;R的最高正价为+6价,最低价为-2价,所以R为S元素;L的原子半径最大,化合价为+2价,所以L为Mg;M的原子半径介于Mg和S之间且化合价为+3价,所以M为Al;而Q的原子半径在Mg和O之间且化合价为+2价,所以Q为Be。
选项A,由于H2O中存在氢键,所以沸点:
H2T>H2R;选项B,由于Mg的金属性比Al强,所以与HCl反应的速率:
L>Q;选项C,Al和Be的化合物具有两性;选项D,Mg2+只有两个电子层而S2-具有三个电子层。
7.B【解析】X、Y均为周期表的前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,A项,对于阳离子,核外电子数为m-a,对于阴离子,核外电子数为n+b,故A项错;X2-与Y-电子层结构相同,则它们应位于同一周期,且X在Y的前面,Y的非金属性强于X,所对应的离子的还原性:
X2->Y-,B项正确;S2-与Cl-电子层结构相同且位于同一周期,C项错误;X的原子半径大于Y,故X的非金属性弱于Y,其气态氢化物的稳定性也弱于Y,D项错误。
8.C【解析】从图上分析,
不可能为位于第二周期第ⅣA族,因为这样
后面的元素应为F,而F上面是不存在元素的,故A项错;
位于同主族,从上至下,非金属性减弱,所对应的气态氢化物的稳定性减弱,故B项错;
位于同周期,从左向右,非金属性增强,所对应的最高价氧化物对应水化物酸性增强,C项正确;元素
应为F,而F没有最高正价,D项错。
9.C【解析】
稀有气体中不存在化学键;
金属晶体中存在的是阳离子和自由电子;
一般熔点比较为:
原子晶体>离子晶体>分子晶体;同为原子晶体或离子晶体,则比较原子(或离子)半径,越小的越高;同为分子晶体,存在氢键的大,相对分子质量大的大;
NaOH中存在离子键和共价键;
此晶胞类似于干冰,距离最近的位于顶点和面心,
个;
SiO2为硅氧四面体;
分子间作用力只决定物质的物理性质,而稳定性与化学键的牢固程度有关;
离子晶体是阴、阳离子间的静电作用,熔化时,离子间距离增大,故破坏了离子键。
10.
(1)BCDE
(2)(CH3)3Ga+AsH3
GaAs+3CH4
(或:
)。
三角锥,sp2
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p1
(4)NH3分子间能形成氢键,而As电负性小,半径大,分子间不能形成氢键。
【解析】本题以第三代半导体砷化镓为背景,全面考查原子结构与性质、分子结构及晶体结构知识灵活掌握程度,另一方面通过LED推广使用形成节能减排价值取向和环境友好的消费情趣。
这类试题常常是通过小背景作为生长点,融合物质的结构与性质大部分知识内容。
11.
(1)SC
(2)V形直线形SO2因为CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中的溶解度较大(3)Cr四1s22s22p63s23p63d54s1+6(4)F-H…FF-H…OO-H…FO-H…O
【解析】此题主要考查了电子排布式,分子的空间构型,分子的极性,“相似相溶”原理以及氢键的表示方法。
题型属于推断式,首先要正确的推出所有元素,然后再回答相应问题。
12.
(1)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(2)
(3)酸Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+(4)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(5)HCl>H2S(6)S2->Cl->Na+>Al3+(7)Cl2O7(l)+H2O(l)=2HClO4(aq);△H=-4QkJmol-1
【解析】根据W、X、Y、Z是的同一短同期原子序数递增的元素,且W、X的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,确定出W、X分别为Na和Al;由W与Y形成W2Y可以确定Y为S,Y的低价氧化物(SO2)与Z单质的水溶液反应可以确定Z为Cl,确定出四种元素其它的问题便迎刃而解。
X的硝酸盐即Al(NO3)3属于强酸弱碱盐,水解显酸性。
对于电子层结构相同的不同离子,核电荷数越小,离子半径越大,即S2->Cl->Na+>Al3+;Z的最高价氧化物为Cl2O7,0.25mol与水反应放出QkJ热量,则1mol放出4QkJ的热量,可以写出对应的热化学方程式。
13.(l)1s22s22p6
(2)πσ(3)小b(4)Cu6
【解析】
(1)N3-应与稀有气体Ne具有相同的电子排布式。
(2)氮气分子中含有1个σ键与2个π键,根据题中提供的键能可得N-Nπ键为
KJ·mol-1,故π键比σ键稳定。
(3)因为“熔点低于100℃”,所以易挥发,当其作为“绿色溶剂”时,实验结束后可采用加热分离的方法。
(4)根据“X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可知X为Cu;根据晶胞图知,白球为
个,黑球为
个,又根据化合价有,n(Cu+):
n(N3-)=3:
1,所以白球为N3-,黑球为Cu+,而1个白球周围有6个黑球。
14.
(1)增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性。
(2)⑧应为黑色。
(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。
燃烧时,电子获得能量,从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。
跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态,它随即就会跳回原来轨道,并向外界释放能量(光能)。
(4)NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。
又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,且2个单位正电荷,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MgF2的熔点大于NaF。
(5)①σ②微粒间的相互作用a中为氢键,b中为配位共价键。
【解析】本题主要考查了晶胞中粒子的