题目内容
X、Y、Z、Q为短周期非金属元素,R是长周期元素.X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子;Z元素在地壳中含量最多;Q是电负性最大的元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子.请回答下列问题:(答题时,X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示)
(1)R的基态原子的电子排布式为______.
(2)X、Y、Z三种元素第一电离能从大到小顺序为______.
(3)已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构(球棍模型,短线不一定代表单键):
①该分子中两个Y原子之间的键型组合正确的是______
A.仅1个σ键B.1个σ键和2个π键
C.1个σ键和1个π键D.仅2个σ键
②该分子中Y原子的杂化方式是______
(4)R2+水溶液中存在配合物离子[R(H2O)4]2+,请画出[R(H2O)4]2+离子的结构式______
(5)X与Y元素可以形成一种超硬新材料,其晶体部分结构如图所示,有关该晶体的说法正确的是______
A.该晶体属于分子晶体
B.此晶体的硬度比金刚石还大
C.晶体的化学式是X3Y4
D.晶体熔化时共价键被破坏,没有克服范德华力和氢键.
【答案】分析:X、Y、Z、Q为短周期非金属元素,R是长周期元素.
X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍,且为非金属,则X为C元素;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子,则Y为N元素;
Z元素在地壳中含量最多,则Z为O元素;Q是电负性最大的元素,则Q为F元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子,则R为Cu元素.
解答:解:X、Y、Z、Q为短周期非金属元素,R是长周期元素.
X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍,且为非金属,则X为C元素;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子,则Y为N元素;
Z元素在地壳中含量最多,则Z为O元素;Q是电负性最大的元素,则Q为F元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子,则R为Cu元素.由分析可知:X为C元素;Y为N元素;Z为O元素;Q为F元素;R为Cu元素.
(1)R为Cu元素,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1;
(2)同周期元素从左到右元素的第一电离能逐渐减小,则C元素的最小,由于N的2p轨道电子为半充满状态,难以失去电子,
第一电离能大于O,所以第一电离能从大到小的顺序为:N>O>C,故答案为:N>O>C;
(3)Y2Q2为N2F2,有如图2种结构,N原子之间形成N═N双键,①N原子之间形成N═N双键,含有1个σ键和1个π键,故选C;
②杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数,该分子中N原子的杂化轨道数=2+1=3,所以N原子杂化方式是sp2杂化,故答案为:sp2杂化;
(4)[R(H2O)4]2+为[Cu(H2O)4]2+,离子结构式为,故答案为:;
(5)A、X与Y元素可以形成一种超硬新材料,由晶体部分结构可知,该晶体为原子晶体,故A错误;
B、C-N键键长比C-C键长短,C-N键键能大,所以晶体的硬度比金刚石还大,故B正确;
C、结构中每个X原子周围有4个Y原子,每个Y原子周围有3个X原子,所以该晶体化学式为X3Y4,即为C3N4,故C正确;
D、该晶体为原子晶体,晶体熔化时共价键被破坏,没有克服范德华力和氢键,故D正确.
故答案为:BCD.
点评:本题综合性较大,涉及元素推断、核外电子排布、电离能、化学键、晶体结构与性质,考查学生对信息的理解和知识综合应用的能力,难度较大.配离子的结构式结构式为易错点.
X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍,且为非金属,则X为C元素;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子,则Y为N元素;
Z元素在地壳中含量最多,则Z为O元素;Q是电负性最大的元素,则Q为F元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子,则R为Cu元素.
解答:解:X、Y、Z、Q为短周期非金属元素,R是长周期元素.
X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍,且为非金属,则X为C元素;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子,则Y为N元素;
Z元素在地壳中含量最多,则Z为O元素;Q是电负性最大的元素,则Q为F元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子,则R为Cu元素.由分析可知:X为C元素;Y为N元素;Z为O元素;Q为F元素;R为Cu元素.
(1)R为Cu元素,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1;
(2)同周期元素从左到右元素的第一电离能逐渐减小,则C元素的最小,由于N的2p轨道电子为半充满状态,难以失去电子,
第一电离能大于O,所以第一电离能从大到小的顺序为:N>O>C,故答案为:N>O>C;
(3)Y2Q2为N2F2,有如图2种结构,N原子之间形成N═N双键,①N原子之间形成N═N双键,含有1个σ键和1个π键,故选C;
②杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数,该分子中N原子的杂化轨道数=2+1=3,所以N原子杂化方式是sp2杂化,故答案为:sp2杂化;
(4)[R(H2O)4]2+为[Cu(H2O)4]2+,离子结构式为,故答案为:;
(5)A、X与Y元素可以形成一种超硬新材料,由晶体部分结构可知,该晶体为原子晶体,故A错误;
B、C-N键键长比C-C键长短,C-N键键能大,所以晶体的硬度比金刚石还大,故B正确;
C、结构中每个X原子周围有4个Y原子,每个Y原子周围有3个X原子,所以该晶体化学式为X3Y4,即为C3N4,故C正确;
D、该晶体为原子晶体,晶体熔化时共价键被破坏,没有克服范德华力和氢键,故D正确.
故答案为:BCD.
点评:本题综合性较大,涉及元素推断、核外电子排布、电离能、化学键、晶体结构与性质,考查学生对信息的理解和知识综合应用的能力,难度较大.配离子的结构式结构式为易错点.
练习册系列答案
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