题目内容

7．前四周期原子序数依次增大的六种元素，A、B、C、D、E、H中，A元素在宇宙中含量最丰富，B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数目相同．D元素是地壳中含量最多的元素，E为d区元素，其外围电子排布中有4对成对电子，H元素基态原子最外层只有一个电子，其它层均已充满电子．
（1）E元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族．
（2）六种元素中电负性最大的元素为O，前五种元素中第一电离能最小的元素为Ni（写元素符号）．C元素与元素氟能形成C2F2分子，该分子中C原子的杂化方式是sp2．
（3）配合物E（BD）4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，据此判断该分子属于非极性分子（填“极性”或“非极性”）．该分子中σ键与π键数目比为1：1．
（4）H单质的晶胞结构如图所示，则原子采取的堆积方式为面心立方最密堆积，若已知H原子半径为r pm，NA表示阿伏伽德罗常数，摩尔质量为M，用相应字母表示：
①该原子的配位数为12．
②该晶体的密度为$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$g/cm3．
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%（用含π表达式表示）．

分析 前四周期原子序数依次增大的六种元素，A、B、C、D、E、H中，A元素在宇宙中含量最丰富，则A为氢元素；B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数目相同，原子核外电子排布式为1s22s22p2，故B为碳元素；D元素是地壳中含量最多的元素则D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；E为d区元素，其外围电子排布中有4对成对电子，外围的电子排布式为3d84s2，故E为Ni；H元素基态原子最外层只有一个电子，其它层均已充满电子，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故H为Cu．

解答 解：前四周期原子序数依次增大的六种元素，A、B、C、D、E、H中，A元素在宇宙中含量最丰富，则A为氢元素；B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数目相同，原子核外电子排布式为1s22s22p2，故B为碳元素；D元素是地壳中含量最多的元素则D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为氮元素；E为d区元素，其外围电子排布中有4对成对电子，外围的电子排布式为3d84s2，故E为Ni；H元素基态原子最外层只有一个电子，其它层均已充满电子，原子核外电子数为2+8+18+1=29，故H为Cu．
（1）E为Ni，元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，
故答案为：第四周期Ⅷ族；
（2）六种元素中氧元素非金属性最大，则电负性最大的元素为O，前五种元素中注意Ni为金属元素，其它均为非金属元素，故第一电离能最小的元素为Ni，C元素与元素氟能形成N2F2分子，结构式为F-N=N-F，该分子中N原子形成2个σ键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为3，氮原子采取sp2杂化，
故答案为：O；Ni；sp2；
（3）配合物Ni（CO）4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，结合相似相溶原理判断该分子属于非极性分子，Ni与CO之间形成配位键，CO与N2互为等电子体，CO的结构式为C≡O，则Ni（CO）4分子中σ键与π键数目比为8：8=1：1，
改答案为：非极性；1：1；
（4）H单质的晶胞结构中原子处于顶点与面心，则原子采取的堆积方式为 面心立方最密堆积，
①以顶点原子研究，与之相邻的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，晶胞中原子的配位数是$\frac{3×8}{2}$=12；
②若H原子的半径为r pm，则晶胞棱长为4r pm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r pm，则晶胞体积为（2$\sqrt{2}$r×10-10 cm）3，晶胞中H原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，则该晶体的密度为 4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷（2$\sqrt{2}$r×10-10 cm）3=$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$ g/cm3．
③若H原子的半径为r，则晶胞棱长为4r×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$r，则晶胞体积为（2$\sqrt{2}$r）3，晶胞中H原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Q原子占有的总体积为4×$\frac{4}{3}$πr3，晶胞中原子的空间利用率=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$×100%=$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%，
故答案为：面心立方最密堆积；①12；②$\frac{M×1{0}^{30}}{4\sqrt{2}{r}^{3}{N}_{A}}$；③$\frac{\sqrt{2}π}{6}$×100%．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、电负性、杂化方式、晶体类型与性质、化学键、晶胞结构与计算等，（4）中关键是理解原子半径与晶胞棱长关系，掌握均摊法进行晶胞有关计算，注意同周期第一电离能异常情况．

练习册系列答案
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（1）I中所含官能团的名称为羧基、羰基
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（6）写出J 的两种符合下列条件的同分异构体X结简式．
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18．图是合成有机高分子材料W的流程图：

已知：
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C．${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti的物理性质相同
D．${\;}_{22}^{18}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti为同一核素
2．为验证氯气的性质，某小组用如图所示的微型实验装置进行试验，a、b、c、d、e、是浸有相关溶液的滤纸．小组同学用KMnO4晶体与浓盐酸反应来制取少量的氯气，向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面．其化学方程式为：KMnO4+HCl（浓）→KCl+Cl2↑+MnCl2+H2O （未配平），请回答下列问题：

（1）上述反应中，Cl元素的化合价升高；而Mn 元素被还原．
（2）配平上述反应：
2 KMnO4+16 HCl（浓）═2 KCl+5 Cl2↑+2 MnCl2+8 H2O
（3）c处湿润蓝色石蕊试纸会先变红后褪色，产生此现象的原因是：氯水具有酸性和漂白性．
（4）e处滤纸的实验现象是：血红色，写出氯气与Fe2+反应的离子方程式是：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
（5）上述反应若在标准状况下产生56L的氯气，则转移电子为5mol．
12．八水氢氧化锶[Sr（OH）2•8H2O]常用于改进干性油和油漆的干燥性．工业上常用天青石为原料制备八水氢氧化锶，其生产流程如下：

已知：①Sr（OH）2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$SrO+H2O；
②天青石主要成分为SrSO4，主要杂质有BaCO3、SiO2等；
③SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10．
（1）为了提高焙烧效率及原料转化率，可在焙烧前将天青石先作研磨粉碎处理．
（2）焙烧过程中发生的主反应为SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑，该反应中还原剂是碳，当有5mol碳发生反应时，转移的电子数为10NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）．
（3）过滤1后滤渣的成分是BaSO4．
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（5）为了得到较纯的Sr（OH）2•8H2O，过滤2后还需进行的两步操作是洗涤、干燥．
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19．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示．

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的是（填装置序号）Ⅱ；
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是操作简便；
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是NaHCO3；
（4）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应．
①当石灰水过量时，其离子方程式为Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O；
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，所得溶液中溶质的化学式为Na2CO3．
（5）另有两瓶溶液，已知分别是K2CO3和NaHCO3，请你写出另外两种不同的鉴别方法．
①焰色反应，隔蓝色钴玻璃能看到紫色焰色的是K2CO3，否则是NaHCO3．
②加入BaCl2（CaCl2）溶液，产生白色沉淀的是K2CO3，否则是NaHCO3．
16．某烃的分子式为C11H20，1mol该烃在催化剂作用下可以吸收2mol H2；用酸性KMnO4溶液氧化，碳碳双键处断裂，得到丁酮（CH3CH2COCH3）、丙酮（CH3COCH3）和琥珀酸（HOOCCH2CH2COOH）三者的混合物，该烃的结构简式为（　　）
A．B．
C．D．
17．“心得安”是治疗心脏病的药物，下面是它的一种合成路线（具体反应条件和部分试剂略）：

回答下列问题：
（1）试剂a是NaOH（或Na2CO3），b中官能团的名称是氯原子、碳碳双键．
（2）②的反应类型是取代反应．
（3）心得安的分子式为C16H21O2N．
（4）芳香化合物D是1-萘酚的同分异构体，其分子中有两个官能团，能发生银镜反应，D能被KMnO4酸性溶液氧化成E（ C2H4O2） 和芳香化合物F （C8H6O4），E和F与碳酸氢钠溶液反应均能放出CO2气体，F芳环上的一氯代物只有一种．D的结构简式为；由F生成一硝基产物的化学方程式为．

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