题目内容

1．下表是元素周期表的一部分．表中所列字母分别代表一种元素．

试回答下列问题：
（1）请画出元素D的基态原子的价电子排布图，与D同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与D原子相同的元素有8种．
（2）A的最简单氢化物的中心原子的杂化形式为sp3；C在空气中燃烧产物的分子构型为V形，与其互为等电子体的单质的分子式为O3．
（3）B单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，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．

?晶胞中B原子的配位数为12，其堆积方式是（填“是或否”）密置堆积．?若B原子的半径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示B原子的相对原子质量，则该晶体的密度为$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}{d}^{3}}$g/cm3（用字母表示）．

分析 根据元素在周期表中的位置知，A、B、C、D分别是C、Al、S、Mn元素，
（1）Mn原子3d、4s能级上分别含有5、2个电子，与D同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与D原子相同的元素有Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn；
（2）A的最简单氢化物是甲烷，甲烷分子中C原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；
S在空气中燃烧产物是二氧化硫，二氧化硫分子中S原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫的分子构型，原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；
（3）晶胞中Al原子的配位数=3×8÷2，其堆积方式是密置堆积，Al的原子半径为dcm，根据图知，每个面对角线上3个原子共线，则晶胞边长=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞体积=（2$\sqrt{2}$d）3cm3?该晶胞中原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：根据元素在周期表中的位置知，A、B、C、D分别是C、Al、S、Mn元素，
（1）Mn原子3d、4s能级上分别含有5、2个电子，其价电子排布图为，与D同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与D原子相同的元素有Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn，所以有8种，
故答案为：；8；
（2）C元素的最简单氢化物是甲烷，甲烷分子中C原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论知C原子杂化类型为sp3；
S在空气中燃烧产物是二氧化硫，二氧化硫分子中S原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论得二氧化硫的分子构型为V形，原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，与其互为等电子体的单质的分子式为O3，
故答案为：sp3；V；O3；
（3）晶胞中Al原子的配位数=3×8÷2=12，其堆积方式是密置堆积，Al的原子半径为dcm，根据图知，每个面对角线上3个原子共线，则晶胞边长=2$\sqrt{2}$dcm，晶胞体积=（2$\sqrt{2}$d）3cm3?该晶胞中原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（2\sqrt{2}d）^{3}}$g/cm3=$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}{d}^{3}}$g/cm3，
故答案为：12；是；$\frac{\sqrt{2}M}{8{N}_{A}{d}^{3}}$g/cm3．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、等电子体等知识点，利用价层电子对互斥理论判断原子杂化方式及微粒空间构型，难点是晶胞计算，题目难度中等．

练习册系列答案
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11．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．11.2 L氧气中所含有的原子数为NA
B．7.8g的Na2O2中含有的阴离子的数目为0.2NA
C．0.10mol Fe 粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10NA
D．54g Al分别与足量的稀硫酸及氢氧化钠溶液反应失去的电子数都是6NA
12．物质的结构决定性质，性质反映其结构特点．
（1）氮族元素包括N、P、As、Sb和Bi五种元素．
①基态N原子的价电子排布图为．
②下列关于氮族元素的说法正确的是d．
a．N2可用于填充霓虹灯．其发光原理是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，以光的形式释放能量
b．P、N、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序是：P＞S＞N
c．基态As原子中，电子占据的最高能级为4d
d．Bi原子中最外层有5个运动状态不同的电子
（2）金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质，下列叙述中正确的有ac
a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2
b．晶体中共价键的键长：金刚石中C-C＜石墨中C-C；
c．晶体的熔点：金刚石＜石墨
d．晶体中共价键的键角：金刚石＞石墨
（3）某石蕊的分子结构如图所示．
①石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是碳、氧（填元素名称）； 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H3O+（填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是石蕊分子中含有-OH和-NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水．
9．可用自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递来解释的物理性质是（　　）
A．金属是热的良导体B．金属是电的良导体
C．金属有良好的延展性D．有金属光泽，不透明
16．元素电负性随原子序数的递增而增强的是（　　）
A．Na、K、RbB．N、P、AsC．Si、P、ClD．O、S、Cl
6．下列各组物质中，能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的是（　　）
A．乙烯、乙炔B．乙烯、丙烯C．苯、乙烷D．苯、甲苯
13．如图所示的装置中，能够组成原电池，产生电流的是（　　）
A．B．C．D．
10．室温下，稀氨水中存在电离平衡NH3•H2O?NH4++OH-，有关叙述正确的是（　　）
A．加入氯化铵固体，溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$减小
B．加水不断稀释，溶液碱性一定增强
C．加水稀释，平衡常数Kb增大
D．加入NaOH固体，平衡逆向移动
1．若用90g 碳酸锰矿（主要成分为MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3和杂质，其中杂质不参与反应）进行如图1操作，已知MnCO3难溶于水，一种新型、环保的运用阴离子膜的电解新技术，可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，

（1）已知浸出液中含有Fe2+、Fe3+、Mn2+，则试剂a可能是C（填字母）．试剂b与浸出液反应时不应引入新的杂质，则试剂b的名称为过氧化氢．
A．HClO    B．HCl    C．H2SO4    D．HNO3
（2）在浸出液中锰元素只以Mn2+的形式存在，在滤渣中也无MnO2，请解释原因：MnO2在酸性条件下被Fe2+还原为Mn2+．
（3）已知不同金属生成氢氧化物沉淀所需的pH值如图2．通NH3时调节溶液的pH=7，则滤渣的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；此时溶液中含有的阳离子为H+、NH4+、Mg2+、Mn2+．
（4）如图3装置内箭头表示阴离子移动方向，则B极为正极，实际阳极以试剂a为电解液，该技术之所以采用阴离子交换膜，是因为防止Mn2+进入阳极发生副反应生成MnO2，造成资源浪费．
（5）已知酒精的汽化热是n kJ/mol．反应：
2CO2（g）+6H2（g）→C2H5OH（g）+3H2O（l）△H=-p kJ/mol
C2H5OH（l）+3O2（g）→2CO2（g）+3H2O（l）△H=-qkJ/mol
据此写出电解时两气孔逸出气体反应的热化学方程式：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-$\frac{p+q+n}{3}$ kJ/mol
（6）已知某种物质X（相对分子质量209），其最高价氧化物对应水化物类似于硝酸，且能将Mn2+完全氧化为MnO4-，而自身还原为+3价，若将制得的金属锰，先用过量硫酸氧化为Mn2+，则Mn2+与HXO3反应的离子方程是为2Mn2++5XO3-+14H+=2MnO4-+5X3++7H2O．
（7）若上述反应进行完全，并测得X3+的质量为283.15g，碳酸锰矿与实际a反应，生成的气体体积为13.44L（标况下测得），则碳酸锰在原矿中的质量分数是69.00%．

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