题目内容
碳、氮、氧、氟都是位于第二周期的重要的非金属元素。请回答下列问题:
(1)基态氟原子的核外电子排布式是______________ 。
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是_________________。
(3)碳和另外三种元素均可形成化合物。四氟化碳的空间构型为____________,CF4可以利用甲烷与Cl2和HF在一定条件下反应来制备,其反应方程式为___________;CO是__________分子(填“极性”或“非极性”),CO的常见等电子体为N2、CN-,已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为___________;C3N4是一种新型材料,它的硬度比金刚石还高,可做切割工具,可推测出C3N4属于_________晶体。
(4)N4分子结构和白磷一样都是正四面体。又已知断裂1molN-N键吸收167kJ热量,生成1 molN≡N键放出942kJ热量,0.1 molN4转变为N2将放出____________热量:
(5)CaF2和CaC2都属于离子晶体。CaF2晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞(如图)的体积是_______________(只要求列出算式)。
(6)CaC2晶体的晶胞与氯化钠相似,但由于CaC2晶体中的C存在,使晶胞沿一个方向拉长,则CaC2晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca2+数目为__________,C与O 互为等电子体,O的电子式为____________。
(1)1s22s22p5 (1分) (2)F>N>O>C (2分)
(3)正四面体(1分) CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl(2分)。
极性(1分) 1:1(或2:2)(1分)原子(1分)
(4) 88.2 kJ(2分) (5)(2分)
(6) 4 (1分)(1分)
解析试题分析:(1)氟是9号元素,基态原子的核外电子排布式是1s22s22p5;
(2) 第一电离能N因2p轨道电子半充满稳定而比O大,故 F>N>O>C;
(3) 四氟化碳的空间构型为正四面体,制备反应是 CH4 + 4 Cl2 + 4 HF CF4 + 8 HCl;CO不对称,是极性分子;由N2确定HCN分子的结构式是H—C≡N,分子中σ键与π键数目之比为2:2=1:1;C3N4的硬度比金刚石还高,说明是原子晶体。
(4) N4分子结构和白磷一样都是正四面体,说明有6个N-N。由N4="2" N2可知,0.1 molN4转变为N2将放出热量为0.1×(6×167-2×942)=" 88.2" (kJ)。
(5)晶胞中的Ca2+是4个,F-是8个,由密度为a g·cm-3=
得CaF2晶胞的体积:。
(6)CaC2晶体的晶胞与氯化钠相似,Cl-的周围距离最近有6个Na+,由于CaC2晶体中的C存在,使晶胞沿一个方向拉长,使2Ca2+拉远了,实验CaC2晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca2+数目为4,C 与N2等电子体,故O与N2等电子体,电子式是。
考点:化学与STS问题。
X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
元素 | 相关信息 |
X | X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3 |
Y | Y是地壳中含量最高的元素 |
Z | Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1 |
W | W的一种核素的质量数为28,中子数为14 |
T | 常温常压下,T单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积 |
P | P的价层电子排布为[Ar]3d104s2 |
(2)TY2中心原子的杂化方式为_______;XY2中一个分子周围有__________个紧邻分子;堆积方式与XY2晶胞类型相同的金属有_________(从“Cu、 Mg、K、Po”中选出正确的),其空间利用率为_______。
(3)Z的第一电离能比Mg的________(填“大”或“小”);写出Z单质与NaOH溶液反应的化学方程式 。
(4)写出W的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式 ;W的最高价氧化物与XY2的熔点较高的是 ,原因是 。
(5)处理含XO、TO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质T。已知:
① XO(g)+ 1/2O2(g)=XO2(g) ΔH="-283.0" kJ·mol-1 ② T(s)+O2(g)=TO2(g) ΔH="-296.0" kJ·mol-1
此反应的热化学方程式是______________________________。
(6)P在周期表的 区;P和T形成的化合物PT在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方PT晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为_________ g·cm-3(列式并计算)。
已知A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素,它们原子序数的大小关系为A<C<B<D<E。又知A原子的p轨道为半充满,其形成的简单氢化物的沸点是同主族非金属元素的氢化物中最高的。D原子得到一个电子后其3p轨道将全充满。B+离子比D原子形成的离子少一个电子层。C与B可形成BC型的离子化合物。E的原子序数为29。
请回答下列问题:
(1) 元素A简单氢化物中A原子的杂化类型是________,B、C、D的电负性由小到大的顺序为______(用所对应的元素符号表示)。C的气态氢化物易溶于水的原因是____________________。
(2)E原子的基态电子排布式为________。元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞与体心立方堆积的晶胞中实际含有的E原子的个数之比为____________。
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ·mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是________。
(5)温室效应,科学家设计反应:CO2+4H2—→CH4+2H2O以减小空气中CO2。若有1 mol CH4生成,则有________mol σ键和________mol π键断裂。
已知BeCl2为共价化合物。 下列对于BeCl2分子的说法正确的是
A.由极性键构成的极性分子 | B.由非极性键构成的非极性分子 |
C.由非极性键构成的极性分子 | D.由极性键构成的非极性分子 |
下列电子式书写正确的是
A. | B. | C. | D. |