A-I为原子序数递增的前4周期的元素.已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍.D为周期表中电负性最大的元素.F与C位于同一主族.E与G在周期表的位置是上下相连.两元素所在主族中所有元素都是金属.H为应用最广泛的金属,I处于周期表中的第二副族．请回答下列问题:(以下问题中的所有原子都必须在上述元素中寻找)(1)B单质分子中σ与π键数目比为1:2B.C.D第一电离能由小� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．

A-I为原子序数递增的前4周期的元素，已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍，D为周期表中电负性最大的元素，F与C位于同一主族，E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属，H为应用最广泛的金属；I处于周期表中的第二副族．请回答下列问题：（以下问题中的所有原子都必须在上述元素中寻找）
（1）B单质分子中σ与π键数目比为1：2B、C、D第一电离能由小到大的顺序为O＜N＜F（填写元素符号）
（2）H元素原子的价层电子排布式为3d⁶4s²，H³⁺离子可以与上述元素中的三种形成的某阴离子生成血红色络合物；该阴离子又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体，这种分子的化学式为CO₂等（写一种即可），该阴离子空间构型为直线型．
（3）D与G可以形成如图的晶胞，则黑点表示的是Ca元素（填写元素符号），该元素原子在该晶胞中的配位数为8
（4）若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子，按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个（共去掉4个），并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素，则这个晶胞化学式为ZnS，若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子，则成为另外一种晶胞，该晶胞中成键原子键角为109°28′．
（5）已知，F单质晶体的原子堆积为ABAB型，那么，该晶体的空间利用率为74.05%如果F单质的摩尔质量为M，晶胞棱长为a，晶胞高度为c则，该晶体密度表达式为$\frac{2M}{N{\;}_{A}ca{\;}^{2}sin60°}$．（阿伏加德罗常数用N_A表示，不化简）如果F的原子半径为R，用R表示的晶胞高度为$\frac{4\sqrt{6}R}{3}$．

分析 A-I为原子序数递增的前4周期的元素，已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍，则A原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素；D为周期表中电负性最大的元素，则D为氟元素；H为应用最广泛的金属，则H为Fe；I处于周期表中的第二副族，则I为Zn．E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属，结合原子序数可知，处于ⅡA族，E为Mg、G为Ca；结合原子序数可知，B为N元素、C为O元素；F与C位于同一主族，F的原子序数小于Ca，则F为S元素，据此解答．

解答解：A-I为原子序数递增的前4周期的元素，已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍，则A原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则A为碳元素；D为周期表中电负性最大的元素，则D为氟元素；H为应用最广泛的金属，则H为Fe；I处于周期表中的第二副族，则I为Zn．E与G在周期表的位置是上下相连，两元素所在主族中所有元素都是金属，结合原子序数可知，处于ⅡA族，E为Mg、G为Ca；结合原子序数可知，B为N元素、C为O元素；F与C位于同一主族，F的原子序数小于Ca，则F为S元素，
（1）B单质为N₂，分子中形成N≡N三键，含有1个σ键、2个π键，σ与π键数目比为1：2；同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素，故N、O、F第一电离能由小到大的顺序为O＜N＜F，
故答案为：1：2；O＜N＜F；
（2）H为Fe元素，原子的价层电子排布式为3d⁶4s²，Fe³⁺离子可以与上述元素中的三种形成的某阴离子生成血红色络合物，该阴离子为SCN^-，又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体，等电子体含有相同的原子数目与价电子总数，该分子为CO₂等，价电子总数相同的等电子体空间结构相似，故SCN^-与CO₂的空间结构相似为直线型，
故答案为：3d⁶4s²；CO₂等；直线型；
（3）F与Ca可以形成CaF₂，其晶胞中黑色球数目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，白色球数目=8，故黑色球代表Ca元素，由晶胞结构可知，应该F原子周围有4个Ca原子，即F原子配位数为4，则该Ca原子在该晶胞中的配位数为8，
故答案为：Ca；8；
（4）若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子，按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个（共去掉4个），则圆圈数目为4，黑色球数目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中原子数目为1：1，并将小点和圆圈对应的元素更改为另外两种元素，符合ZnS的立方结构，则这个晶胞化学式为ZnS，
若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子，则成为另外一种晶胞，由晶胞结构（类似金刚石结构）可知，每个原子周围连接4个原子，形成正四面体型，该晶胞中成键原子键角为109°28′，
故答案为：ZnS；109°28′；
（5）已知，S单质晶体的原子堆积为ABAB型，为六方最密堆积，晶胞如图：，
D、C′、A′、B′彼此原子相邻，构成正四面体结构，晶胞的高度为该正四面体高的2倍，如果F的原子半径为R，则DA′长为2R，正四面体的高DM，M为正三角形A′B′C′的中心，则A′M的长为 $\frac{2}{3}$×（2R×$\frac{\sqrt{3}}{2}$ ）=$\frac{2\sqrt{3}R}{3}$，则DM的长=$\sqrt{（{2R）}^{2}-（\frac{2\sqrt{3}R}{3}）^{2}}$=$\frac{2\sqrt{6}R}{3}$，故晶胞的高度=2×$\frac{2\sqrt{6}R}{3}$=$\frac{4\sqrt{6}R}{3}$；
S（△A′B′C′）=$\frac{1}{2}$×2R×2R×sin60°=$\sqrt{3}$R²，故底面面积为2 $\sqrt{3}$R²，晶胞的体积=2 $\sqrt{3}$R²×$\frac{4\sqrt{6}R}{3}$=8 $\sqrt{2}$R³，晶胞中含有原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，故原子总体积=2×$\frac{4}{3}$×πR³，故晶胞空间利用率=$\frac{2×\frac{4}{3}π{R}^{3}}{8\sqrt{2}{R}^{3}}$×100%=74.05%；
如果F单质的摩尔质量为M，晶胞的质量=$\frac{2M}{N{\;}_{A}}$，晶胞棱长为a，则S（△A′B′C′）=$\frac{1}{2}$×a×a×sin60°=$\frac{1}{2}$ a²sin60°，故底面面积为a²sin60°，晶胞高度为c，则晶胞体积=ca²sin60°，故晶体密度=$\frac{\frac{2M}{N{\;}_{A}}}{ca{\;}^{2}sin60°}$=$\frac{2M}{N{\;}_{A}ca{\;}^{2}sin60°}$，
故答案为：74.05%； $\frac{2M}{N{\;}_{A}ca{\;}^{2}sin60°}$； $\frac{4\sqrt{6}R}{3}$．

点评本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、电离能、晶胞结构与计算等，题目计算量大，对学生的空间想象与数学计算有较高的要求，（4）（5）为易错点、难点，理解晶胞结构是关键，难度较大．

练习册系列答案

离子	Cu²⁺	H⁺	Cl^-	SO₄^2-
浓度（c/mol•L^-1）	0.5	2	2	0.5

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的质量为3.2g．

16．

已知室温下，某些弱酸的电离常数如下：

	CH₃COOH	H₂CO₃	HClO
电离平衡常数	1.7×10^-5	K_a1=4.2．×10^-7 K_a2=5.6．×10^-11	3×10^-8

（1）常温下，物质的量浓度相同的下列四种溶液：
a．盐酸溶液 b．硫酸溶液 c．次氯酸溶液 d．醋酸溶液
①H⁺由大到小的顺序是：b、a、d、c（填字母）
②等体积a、b、d三种溶液与足量的锌完全反应，在相同的条件下，生成氢气的体积关系为b＞a=d或b=2a=2d（用字母及“＞”“＜”“=”表示）
③欲降低稀硫酸与足量锌生成氢气速率，但不影响产生氢气的物质的量，下列措施可行的是abd
a．加水稀释 b．加入Na₂SO₄溶液 c．加入Na₂CO₃固体 d．加入CH₃COONa固体
（2）某温度下pH均为4的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积变化如图所示，其中表示醋酸的曲线是b，该醋酸溶液稀释过程中，下列各量一定变小的是AC
A．c（H⁺） B.$\frac{c（C{H}_{3}COOH）．c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$ C.$\frac{c（C{H}_{3}COOH）}{c（{H}^{+}）}$
（3）新制饱和氯水中存在Cl₂+H₂O?HCl+HClO，为使HClO浓度增大，下列措施可行的B
A．加少量NaOH固体 B．加CaCO₃固体 C．加NaCl固体．

13．将过量的铁粉投入到盛有硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中，充分反应后，过滤，滤液中含有物质是（　　）

20．CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术，这种技术可将CO₂资源化，产生经济效益．
（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-820kJ/mol
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41.2kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃=-566kJ/mol则反应的
CO₂（g）+CH₄（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+229.6kJ/mol
（2）工业上，可利用太阳能以CO₂为原料制取C，其原理如图1所示：整个过程中FeO（填“Fe₃O₄”或“FeO”）是反应的催化剂．重整系统中发生的反应为：6FeO+CO₂$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe₃O₄+C每生成1mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为2mol．

（3）CO₂还可用于合成甲醇，反应方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
②在恒容的密闭容器中，加入H₂和CO₂的混合气体，不同温度条件，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数（CH₃OH）如图2所示．图中A、B、C、D、E五个点对应的状态中，处于平衡状态的是C、D、E（填字母），B点和E点的反应速率大小关系为v（B）＜v（E）（填“＞”、“＜”、“=”）．
③一定温度下，在甲、乙两个容积相同的恒容密闭容器中，加入H₂和CO₂的混合气体．

容器	甲	乙
反应物投入量	1molCO₂、3molH₂	a molCO₂、b molH₂、c molCH₃OH（g）、c molH₂O（g）

甲容器平衡后气体的压强为开始时的80%，要使乙容器达平衡时与甲容器达到相同的平衡状态，且起始时反应逆向进行，则c的取值范围为0.4＜n（c）≤1mol．

10．下列各项中电解质的电离方程式中正确的是（　　）

	A．	NaHCO₃ 的水溶液：NaHCO₃═Na⁺+H⁺+CO₃^2-
	B．	熔融状态的NaHSO₄：NaHSO₄═Na⁺+HSO₄^-
	C．	HF的水溶液：HF═H⁺+F^-
	D．	H₂S 的水溶液：H₂S?2H⁺+S^2-

17．A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．其中A、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1：1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

化合物	甲	乙	丙	丁
组成元素	B、C	A、C	A、D	C、D

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物．请填写下列空白：
（1）丙物质的化学式为NaH，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为1：2．
（2）研究表明乙物质具有弱酸性，则乙物质在水中的电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-．
（3）某同学设计了一个以结构简式为 BA₃-CA的物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO₄的混合溶液，其装置如图1：

①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图2所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺；；原混合液中CuSO₄溶液物质的量浓度为0.1 mol/L．

14．中学化学实验，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性．在25℃，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色．而要精确测定溶液的pH，需用pH计．pH计主要通过测定溶液中H⁺浓度来测定溶液的pH．
（1）已知水中存在如下平衡H₂O?H⁺+OH^-△H＞0．现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈中性，选择的方法是C（填字母）．
A．向水中加入NaHSO₄溶液 B．向水中加入Cu（OH）₂固体
C．加热水至100℃[其中c（H⁺）=1×10^-6 mol•L^-1]D．在水中加入H₂SO₄溶液
（2）现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显淡黄色，若用pH计测定，则pH＜7 （填“＞”“＜”或“=”），溶液呈中性（填“酸”“碱”或“中”）．
（3）证明NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是ae（填序号）．
a．测定溶液的pH b．加入Ba（OH）₂溶液 c．加入盐酸 d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测．

15．下列实验操作正确且能达到相应实验目的是（　　）

	实验目的	实验操作
A	称取2.0gNaOH固体	先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体
B	制备Fe（OH）₃胶体	向氯化铁饱和溶液中逐滴加入少量NaOH溶液，加热煮沸至液体变为红褐色
C	证明碳酸的酸性强于硅酸	CO₂通入Na₂SiO₃溶液中，析出硅酸胶体
D	萃取碘水中的碘	将碘水倒入分液漏斗，然后再注入酒精，振荡，静置分层后，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

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