题目内容

[选修一物质结构与性质]
有X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序数递增的八种元素,其中X的原子中没有成对电子,Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,Z元素基态原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对电子,Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,E原子得到一个电子后3p轨道全充满,G+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层.M、N原子的价层电子构型为nS1,其电离能数据如下表:
M N
第一电离能(kJ/mol) 495.8 418.8
回答下列问题:
(1)Z元素原子的价层电子的轨道表示式为:
;
(2)由X、Y形成的Y2X2分子中,含有
3
3
个O-键,
2
2
个π键:
(3)比较ME、NE的熔点高低并说明理由
NaCl熔点高于KCl,Na+半小小于K+,Na+与Cl-形成的离子键强于K+与Cl-形成的离子键(或NaCl晶格能高于KCl)
NaCl熔点高于KCl,Na+半小小于K+,Na+与Cl-形成的离子键强于K+与Cl-形成的离子键(或NaCl晶格能高于KCl)
.
(4)Y、Z、Q的第一电离能由小到大的顺序为
C<O<N
C<O<N
.(用元素符号回答)
(5)YQ2中心原子的杂化方式为
sp
sp
,有一种与YQ2互为等电子体的离子,能用于鉴别Fe3+,写出其电子式
.
(6)GE的晶胞结构如图所示,阴离子周围最近的阳离子有
4
4
个;GE晶体的密度为ag?cm-3,则晶胞的体积是
4×99.5g/mol
ag/cm3×6.02×1023mol-1
4×99.5g/mol
ag/cm3×6.02×1023mol-1
(只要求列出计算式).
分析:X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序数递增的八种元素,其中X的原子中没有成对电子,则X为H;Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,电子排布为1s22s22p2,所以Y为C;Z元素基态原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对电子,最外层电子为2s22p3,所以Z为N;Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,电子排布为1s22s22p4,所以Q为O;E原子得到一个电子后3p轨道全充满,最外层为3s23p5,所以E为Cl;G+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层,则G的质子数为2+8+18+1=29,所以G为Cu;N原子的价层电子构型为nS1,第一电离能小,为第四周期元素,价电子排布4s1,则N为K;M应为第三周期元素,价电子为3s1,所以M为Na,
(1)价层电子排布为2s22p3;
(2)由X、Y形成的C2H2分子,结构式为H-C≡C-H;
(3)离子半径越小,晶格能越大,熔沸点越高;
(4)同周期从左向右第一电离能增大,但N原子p轨道半满,为稳定结构,则第一电离能更大;
(5)CO2为直线结构,利用KSCN溶液检验Fe3+;
(6)由CuCl晶体的晶胞结构图可知,由面上的阴离子可知,上下各有2个阳离子,1个晶胞中由4个CuCl,利用V=
m
ρ
来计算.
解答:解:X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序数递增的八种元素,其中X的原子中没有成对电子,则X为H;Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,电子排布为1s22s22p2,所以Y为C;Z元素基态原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对电子,最外层电子为2s22p3,所以Z为N;Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,电子排布为1s22s22p4,所以Q为O;E原子得到一个电子后3p轨道全充满,最外层为3s23p5,所以E为Cl;G+中所有电子正好全部充满K、L、M三个电子层,则G的质子数为2+8+18+1=29,所以G为Cu;N原子的价层电子构型为nS1,第一电离能小,为第四周期元素,价电子排布4s1,则N为K;M应为第三周期元素,价电子为3s1,所以M为Na,
(1)价层电子排布为2s22p3,N元素原子价层电子的轨道表示式为:,故答案为:;

(2)由X、Y形成的C2H2分子,结构式为H-C≡C-H,有3个O-键,2个π键,故答案为:3;2;
(3)离子半径越小,晶格能越大,熔沸点越高,则NaCl熔点高于KCl,Na+半小小于K+,Na+与Cl-形成的离子键强于K+与Cl-形成的离子键(或NaCl晶格能高于KCl),
故答案为:NaCl熔点高于KCl,Na+半小小于K+,Na+与Cl-形成的离子键强于K+与Cl-形成的离子键(或NaCl晶格能高于KCl);
(4)同周期从左向右第一电离能增大,但N原子p轨道半满,为稳定结构,则第一电离能更大,所以第一电离能为C<O<N,故答案为:C<O<N;
(5)CO2为直线结构,则中心C原子采取sp杂化,一般利用KSCN溶液检验Fe3+,且SCN-与CO2互为等电子体,SCN-的电子式为,
故答案为:sp;;
(6)由CuCl晶体的晶胞结构图可知,由面上的阴离子可知,上下各有2个阳离子,则阴离子周围最近的阳离子有4个;
1个晶胞中由4个CuCl,由V=
m
ρ
可知,V=
4×99.5g/mol
ag/cm3×6.02×1023mol-1
,
故答案为:4;
4×99.5g/mol
ag/cm3×6.02×1023mol-1
.
点评:本题考查原子结构与物质的性质,题目难度较大,元素的推断是解答本题的关键,注重对第一电离能、化学键、晶胞结构等高考常考查点的考查.
练习册系列答案
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(2012?开封二模)[选修一物质结构与性质]同一周期(短周期)各元素形成单质的沸点变化如图1所示(按原子序数连续递增顺序排列).该周期部分元素氟化物的熔点见表.
 
氟化物 AF BF2 DF4
熔点/K 1266 1534 183
(1)A原子核外共有
11
11
种不同运动状态的电子,
4
4
种不同能级的电子.
(2)B的单质在空气中燃烧的主要产物是白色的
MgO
MgO
,还生成少量的
Mg3N2
Mg3N2
(填化学式);
(3)已知下列数据:
①、Fe(s)+
1
2
O2(g)=FeO(s)△H=-272.0kJ/mol
②、2C(s)+
3
2
O2(g)=C2O3(s)△H=-1675.7kJ/mol
 则C的单质和FeO反应的热化学方程式为
2Al(s)+3FeO(s)=3Fe(s)+Al2O3(s)△H=-859.7kJ/mol
2Al(s)+3FeO(s)=3Fe(s)+Al2O3(s)△H=-859.7kJ/mol
.
(4)元素D的气态氢化物分子为
非极性
非极性
分子(填“极性”或“非极性”).D的电负性比E的
小
小
 (填“大”或“小”).在D、E、G、H四种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是
HCl
HCl
 (填化学式).
(5)G的最高价氧化物水化物的酸根离子的立体构型是
正四面体
正四面体
,其中G原子的杂化轨道类型是
sp3
sp3
.
(6)元素H的钠盐晶胞结构如图2所示,每个Na+周围与之距离最近的Na+的个数为
12
12
.
(7)解释上表中氟化物熔点差异的原因:
NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低;MgF2的晶格能比NaF的晶格能大,故MgF2的熔点比NaF高
NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,故SiF4的熔点低;MgF2的晶格能比NaF的晶格能大,故MgF2的熔点比NaF高
.

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