题目内容

3．表1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）F-的结构示意图．
（2）D的气态氢化物的VSEPR模型为四面体，其中心原子的杂化类型为sp3杂化，分子的空间构型为三角锥形．
（3）G、H和I的第一电离能数值由大到小的顺序为：Mg＞Al＞Na（用元素符号作答）．
（4）元素M的化合物（MO2Cl2）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应．请回答下列问题：
①与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu（填元素符号）
②MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断MO2Cl2是非极性（填“极性”或“非极性”）分子．
③在C2H4、CH3Cl、CH2O、CS2、CCl4五种有机化合物中，碳原子采取sp2杂化的分子有C2H4、CH2O（填分子式）．
（5）已知元素N可形成一种红紫色配合物，其组成为NCl3•5NH3•H2O．该配合物中的中心离子N离子在基态时核外简化电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，又已知中心离子N离子的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，则该物质的配体是氨气分子和水分子．
（6）过去常以JE2为催化剂的载体．JE2的晶胞可作如下推导：先将NaCl晶胞中的所有Na+去掉，并将Cl-全部换成J原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个J原子便构成了晶体J的一个晶胞．则一个J的晶胞中有8个J原子．再在每两个相邻的J原子（距离最近的两个J原子）中心连线的中点处增添一个E原子，便构成了JE2晶胞，故JE2晶胞中有16个E原子．

分析 由元素在周期表中的位置可知，A为H，R为He，B为Li，C为C，D为N，E为O，F为F，T为Ne，G为Na，H为Mg，I为Al，J为Si，K为S，L为Cl，M为Cr，N为Co，
（1）F为F，F-的最外层有10个电子，据此可画出结构示意图；
（2）D的气态氢化物为氨气，氮原子价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，其中有一对孤电子对，据此答题；
（3）金属活泼性越强，第一电离能越小，但Mg的最外层s电子全满，为稳定结构，则第一电离能最大；
（4）①Cr的价电子为3d54s1，同周期中K的价电子为4s1，Cu的价电子为3d104s1；
②CCl4、CS2等为非极性分子，非极性分子易溶于非极性分子；
③CH3Cl、CCl4中C原子为sp3杂化，为四面体结构；而C2H4、CH2O中C原子为sp2杂化，为平面结构；CS2中C原子为sp杂化，为直线结构；
（5）根据电子排布式的书写规则书写，中心离子钴离子的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，说明该物质中氯元素是外界，为氯离子，则氨气分子和水分子为配体；
（6）NaCl晶胞如图：，将NaCl晶胞中的所有Na+去掉，并将Cl-全部换成Si原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个Si原子便构成了晶体Si的一个晶胞，则黑球可以看成是Si原子，“小立方体”中可放置四个Si原子，再在每两个硅原子之间连一个氧原子，即形成二氧化硅硅胞，利用均摊法可计算晶胞中各原子数．

解答 解：由元素在周期表中的位置可知，A为H，R为He，B为Li，C为C，D为N，E为O，F为F，T为Ne，G为Na，H为Mg，I为Al，J为Si，K为S，L为Cl，M为Cr，N为Co，
（1）F为F，F-的最外层有10个电子，离子结构示意图为，故答案为：；
（2）D的气态氢化物为氨气，氮原子价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，其中有一对孤电子对，所以VSEPR模型为四面体，空间构型为三角锥型，N原子采取sp3杂化，氨分子的空间构型为三角锥形，
故答案为：四面体；sp3杂化；三角锥形；
（3）金属活泼性越强，第一电离能越小，但Mg的最外层s电子全满，为稳定结构，则第一电离能最大，所以第一电离能为Mg＞Al＞Na，
故答案为：Mg＞Al＞Na；
（4）①Cr的价电子为3d54s1，同周期中K的价电子为4s1，Cu的价电子为3d104s1，则与Cr同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与Cr原子相同的元素有K、Cu，故答案为：K、Cu；
②CCl4、CS2等为非极性分子，非极性分子易溶于非极性分子，MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，则MO2Cl2是非极性分子，
故答案为：非极性；
③CH3Cl、CCl4中C原子为sp3杂化，为四面体结构；而C2H4、CH2O中C原子为sp2杂化，为平面结构；CS2中C原子为sp杂化，为直线结构，所以碳原子采取sp2杂化的分子有C2H4、CH2O，
故答案为：C2H4、CH2O；
（5）N为Co，钴离子的化合价是+3价，钴离子核外有24个电子，其基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，
中心离子钴离子的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，说明该物质中氯元素全部是外界，为氯离子，则氨气分子和水分子为配体，其化学式为[Co（NH3）5 H2O]Cl3，
故答案为：1s22s22p63s23p63d6，氨气分子和水分子；
（6）NaCl晶胞如图：，将NaCl晶胞中的所有Na+去掉，并将Cl-全部换成Si原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个Si原子便构成了晶体Si的一个晶胞，则黑球可以看成是Si原子，“小立方体”中可放置四个Si原子，故Si晶胞中有4+1+12×$\frac{1}{4}$=8个Si原子，在每两个相邻的Si原子（距离最近的两个Si原子）中心连线的中点处增添一个O原子，则晶胞中有$4×6×\frac{1}{2}+4$=16个O原子，
故答案为：8；16．

点评 本题考查位置、结构、性质的应用，题目综合性较强，涉及元素的推断、电离能大小的判断、核外电子排布式的书写、晶胞的结构分析和计算等知识点，题目难度中等，答题时要熟记元素周期表．

练习册系列答案
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13．（1）下列变化：①碘的升华；②氧气溶于水；③氯化钠溶于水；④烧碱熔化；⑤氯化氢溶于水；⑥氯化铵受热分解．（填序号）化学键没有被破坏的是①②；仅发生离子键破坏的是③④  仅发生共价键破坏的是⑤；既发生离子键又发生共价键破坏的是⑥．
（2）已知拆开1mol H-H键、1mol N≡N、1mol N-H键分别需要吸收的能量为436kJ、946k J、391k J．则由N2和H2反应生成1mol NH3需要放出（填“放出”或“吸收”）46KJ的热量．
（3）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设制一个化学电池（正极材料用碳棒），回答下列问题：
①该电池的负极材料是Cu，发生氧化反应（填“氧化”或“还原”），电解质溶液是AgNO3溶液；
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14．依据事实，写出下列反应的热化学方程式．
（1）在25℃、101kPa下，1g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ．则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.2kJ•mol-1．
（2）已知拆开1mol H-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
11．下列变化中，属于物理变化的是（　　）
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18．某温度下，10L密闭容器中充入4molA和6molB（g），发生A（g）+2B（g）?C（g）+4D（g）反应，反应进行到10s时C的浓度为0.2mol/L，再过一段时间反应达平衡，平衡时容器的压强是起始时的1.2倍，则：
①前10s以D（g）浓度变化表示的平均反应速率为多少？
②10s时，混合气体中D的体积分数为多少？
③平衡时，A的浓度是多少？
8．NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，2.0 g氟化氢所含电子数为0.1NA
B．1 mol Na2O2 跟足量H2O反应时得到电子的数目为2NA
C．标准状况下，11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D．现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14 g，其原子数为3NA
15．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是（　　）
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．Cl?、S2?、Ca2+、K+半径逐渐减小
D．35Cl2与37Cl2得电子能力相同
12．下列6个转化，其中不能通过一步反应实现的是（　　）
①SiO2→Na2SiO3     
②Al（OH）3-→Al2O3      
③SiO2→H2SiO3
④Al2O3-→Al（OH）3     
⑤Na2O2→NaCl       
⑥Al-→AlO2-．
A．①②B．③④C．②③D．⑤⑥
13．设NA为阿伏加德罗常数．下列叙述中正确的是（　　）
A．10g H${\;}_{2}^{18}$O中所含的中子数为4NA
B．1mol苯分子中含有的碳碳双键数为3NA
C．标准状况下，22.4LCl2完全反应，转移的电子数一定是2NA
D．常温下，1L0.1mol/L Na2CO3溶液中的阴离子总数大于0.1NA

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