题目内容

15．已知X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，s能级电子数是p能级电子数的两倍；Z原子L层上有2对成对电子；Q是第三周期中电负性最大的元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属．请回答下列问题：
（1）X、Y、Z第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N（填元素符号）．Y的简单氢化物的分子空间构型是三角锥形．其中心原子采取sp3杂化，属极性（填“极性”或“非极性”）分子．
（2）E元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5．
（3）XZ2分子中含有2个π键．
（4）Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，理由是氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高．
（5）X元素可形成X60单质，它与金属钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），该化合物中X60与钾原子个数比为1：3．

分析 X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，则X原子核外电子数为6，故X为碳元素；Z原子L层上有2对成对电子，则Z原子核外电子排布为1s22s22p4，故Z为氧元素；Y原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Y为氮元素；Q是第三周期中电负性最大的元素，Q为Cl元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属，E为Br元素，
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但氮原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去电子需要能量较高；
Y的简单氢化物为NH3，确定N原子价层电子对数，进而确定N原子杂化方式，根据空间结构判断正负电荷重心是否重合，确定分子极性问题；
（2）E为Br元素，原子核外电子数为35，根据核外电子排布规律书写；
（3）CO2分子中C原子成2个C=O双键，双键中含有1个σ键、1个π键；
（4）氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高；
（5）根据均摊法计算晶胞中X60与钾原子个数，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，则X原子核外电子数为6，故X为碳元素；Z原子L层上有2对成对电子，则Z原子核外电子排布为1s22s22p4，故Z为氧元素；Y原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Y为氮元素；Q是第三周期中电负性最大的元素，Q为Cl元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属，E为Br元素．
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但氮原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去电子需要能量较高，故N元素的第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，
Y的简单氢化物为NH3，为三角锥形结构，N原子价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，N原子杂化方式为sp3，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，
故答案为：C＜O＜N；三角锥形；sp3；N极性；
（2）E为Br元素，原子核外电子数为35，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p5，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p5；
（3）CO2分子中C原子成2个C=O双键，双键中含有1个σ键、1个π键，故CO2分子中含有2个π键，故答案为：2；
（4）氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高，故Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，
故答案为：氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中X60数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，K原子数目为2×6×$\frac{1}{2}$=6，故晶胞中X60与钾原子个数之比为2：6=1：3，故答案为：1：3

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布规律、电离能、化学键与氢键、晶胞计算等，难度中等，注意利用均摊法进行晶胞的计算．

练习册系列答案
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12．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．NaHCO3溶液与盐酸：CO32-+2 H+=H2O+CO2↑
B．硝酸银溶液与铜：Cu+Ag+=Cu2++Ag
C．金属钾与水反应：K+H2O═K++OH-+H2↑
D．用醋酸除水垢：2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑
13．以下反应中，Q1＞Q2的是（　　）
A．S（s）+O2（g）→SO2（g）+Q1kJ；S（g）+O2（g）→SO2（g）+Q2kJ
B．H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）→H2O（l）+Q1kJ；H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）→H2O（g）+Q2kJ
C．NaOH（aq）+HCl（aq）→NaCl（aq）+H2O（l）+Q1kJ
NaOH（aq）+HAc（aq）→NaAc（aq）+H2O（l）+Q2kJ
D．H2（g）+Cl2（g）→2HCl（g）+Q1kJ，H2（g）+I2（g）→2HI（g）+Q2kJ
3．化学镀是指使用合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺．化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等许多材料的装饰和防护．在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下：

回答下列问题：
（1）化学镀与电镀比较，优点之一是不需通电．
（2）镀件表面用热碱液清洗的作用是除去镀件表面油污，镀件表面粗化的目的是增强亲水性及增大接触面积．
（3）镀件浸入AgNO3溶液后，镀件表面吸附的SnCl2将AgNO3还原生成有催化活性的金属银，反应的化学方程式是2SnCl2+4AgNO3═4Ag+SnCl4+Sn（NO3）4．
（4）镀镍时，镀液中的Ni2+与H2PO2-在催化表面上反应沉积镍，同时生成中强酸H3PO3及与金属镍物质的量相等的氢气，该反应的离子方程式是2H2O+Ni2++2H2PO2-=Ni++H2↑+2H3PO3．
（5）化学镀某种金属时，反应时间与镀层厚度的实验数据记录如表所示：
反应时间t/s1
 		4
 		9
 		16
 
镀层厚度y/nma2a3a4a
由此推断，镀层厚度y与反应时间t的关系式为y=at1/2；欲使镀层厚度为6anm，需要的反应时间为36s．
（6）化学镀镍废液中含有Ni 2+等污染物，需转化为沉淀除去．已知25℃，Ksp[Ni（OH）2]=2.0×10-15．若加入碱后使废液的pH=10，则处理后的废液中镍元素的含量为1.2×10-2mg•L-1．
10．将去除表面氧化膜的镁条投入到一定浓度的硝酸银溶液中，相关物质之间存在如下转化关系（部分产物略去）：

（1）画出镁的离子结构示意图；
（2）A溶液肯定含有下列物质中的ab．
a．Mg（NO3）2  b．NH4NO3  c．HNO3  d．NH3•H2O
（3）气体B能和CuO在加热条件下反应后生成Cu，该反应的化学方程式是2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2↑+3H2O．
20．铅的单质、氧化物、铅盐在现代工业中有着重要的用途
（1）工业利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下[已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质．25℃时，Ksp（CaSO4）=5×10-5，Ksp（PbSO4）=1.6×10-8．]：

①生产过程中，必须使浸出渣中仍含少量的铅单质，其目的是防止银溶解在硝酸中，废液中存在可循环利用于的物质，该物质是HNO3．
②写出酸浸过程中单质铅反应的化学方程式：3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O，若沉淀物含有极少量CaSO4，则洗涤剂最好使用c
a．水      b．10%硫酸、水     c．Pb（NO3）2溶液、水
③当溶液中某种金属离子浓度小于10-5mol•L-1时，可认为该离子己全部沉淀，若废液中c（Ca2+）=0.05mol•L-1，试判断铅离子是否沉淀完全（写出简要的计算过程）．沉淀不完全．
（2）已知铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2，此外，Pb3O4中铅元素价态类似于Fe3O4中铁的价态．Pb3O4能与硝酸发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅的氧化物，写出反应的化学方程式Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb（NO3）2+2H2O．
（3）Pb、PbO2、PbSO4均是构成铅蓄电池的物质，铅蓄电池反应式为：
Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）$?_{充电}^{放电}$2PbSO4（s）+2H2O（l）
①充电时，阳极发生的反应可表示为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+：
②放电生成的固体会附聚在电极表面，若工作中正极质量增重96g时，理论上电路中转移的电子数为3NA．
7．如图为元素周期表的一部分，W、X，Y、Z均为短周期主族元素，下列分析一定正确的是（　　）
WX
YZ
A．Y的气态氢化物最稳定B．Z的单核阴离子还原性最强
C．X单质常温下化学性质活泼D．Y的原子序数比W大7
4．下列是25℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数，下列说法正确的是（　　）
化学式AgClAg2CrO4CH3COOHHClOH2CO3
Ksp或KaKsp=1.8×10-10Ksp=9.0×10-12Ka=1.8×10-5Ka=3.0×10-8Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A．相同浓度CH3COONa和NaClO的混合溶液中，各种离子浓度的大小关系是：c（Na+）＞c（ClO-）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
B．次氯酸钠溶液中通入少量CO2的离子方程式为：2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
C．向0.1 mol•L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液中至c（CH3COOH）：c（CH3COO-）=5：9，此时溶液的pH=5
D．向浓度均为1.0×10-3 mol•L-1的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加1.0×10-3 mol•L-1的AgNO3溶液，CrO42-先形成沉淀
5．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素．X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子，Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍，W是原子半径最大的短周期元素．下列判断正确的是（　　）
A．最高价含氧酸酸性：X＜YB．X、Y、Z可形成离子化合物
C．W可形成双原子分子D．M与W形成的化合物含极性共价键

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