题目内容

A，B，C，D，E五种元素，均位于周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为57；B原子的L层P轨道中有2个电子，C的原子核外有三个未成对电子，D与B原子的价电子数相同，E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态．
（1）B，D可分别与A形成只含一个中心原子的共价化合物X和Y，其中X的电子式为
 
；Y采取的杂化轨道类型为
 
；C与A形成的常见化合物的分子构型为
 
．
（2）B和D的最高价氧化物的晶体中熔点较高的是
 
（填化学式），其原因
 
．
（3）B与C比较电负性较大的是
 
（填元素符号），E2+的核外电子排布式为
 
．
（4）E2+与C的常见氢化物形成的配离子的离子反应方程式为
 
．
（5）铝单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示．若已知铝原子半径为d，NA表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为M，则该原子的配位数
 
，该晶体的密度可表示为
 
，据下图计算，Al原子采取的面心立方堆积的空间利用率为
 
．
考点：位置结构性质的相互关系应用,原子核外电子排布,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构
分析：A、B、C、D、E五种元素，均位于周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增加，B原子的L层P轨道中有2个电子，其原子核外电子排布为你1s22s22p2，则B为碳元素；E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态，则E原子核外电子数=2+8+18+1=29，故E为Cu元素；D与B原子的价电子数相同，结合原子序数可知D为Si，C的原子核外有三个未成对电子，原子序数小于Si，则其外围电子排布为2s22p3，故C为N元素；五元素核电荷数之和为57，故A的核电荷数=57-6-7-14-29=1，故A为H元素，据此解答．
解答： 解：A、B、C、D、E五种元素，均位于周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为57；B原子的L层P轨道中有2个电子，其原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为碳元素；E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态，则E原子核外电子数=2+8+18+1=29，故E为Cu元素；D与B原子的价电子数相同，结合原子序数可知D为Si，C的原子核外有三个未成对电子，原子序数小于Si，则其外围电子排布为2s22p3，故C为N元素，五元素核电荷数之和为57，故A的核电荷数=57-6-7-14-29=1，故A为H元素，
（1）C、Si可分别与H元素形成只含一个中心原子的共价化合物X和Y，则X为CH4、Y为SiH4，
CH4分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对，其电子式为，；SiH4中Si原子呈4个σ键、不含孤电子对，故Si原子采取sp3杂化；N与H形成的常见化合物为NH3，分子构型为三角锥形，
故答案为：；sp3；三角锥形；
（2）B和D的最高价氧化物分别为CO2、SiO2，由于SiO2是原子晶体而CO2是分子晶体，故熔点较高，
故答案为：SiO2；SiO2是原子晶体而CO2是分子晶体；
（3）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，且N元素2p能级为半满稳定状态，故N元素第一电离能高于碳元素；Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，
故答案为：N；1s22s22p63s23p63d9；
（4）Cu2+与C的常见氢化物NH3形成的配离子的离子反应方程式为Cu2++4NH3═[Cu（NH3）4]2+，故答案为：Cu2++4NH3═[Cu（NH3）4]2+；
（5）由图可知，晶胞为面心立方堆积，以顶点的原子分析，位于面心的原子与之相邻最近，1个顶点原子为12个面共用，故配位数为12；
铝原子半径为d，由图丙可知，正方形对角线长度为4d，立方体的棱长为
2
2
×4d=2
2
d，晶胞体积为（2
2
d ）3=16
2
d3 ，晶胞中含有原子数目=8×
1
8
+6×
1
2
=4，Al相对原子质量为M，故晶胞的质量=4×
M
NA
g，故晶体的密度=
4×
M
NA
16
2
d3 
=
M
4
2
d3?NA
；
晶体为面心立方最密堆积，空间利用率为74%，
故答案为：12；
M
4
2
d3?NA
；74%．
点评：本题考查物质结构与性质，涉及元素周期律、分子结构、杂化轨道、核外电子排布、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等，注意对电离能突变的理解，晶胞计算需要学生具有一定的数学计算能力与空间想象力，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
将BaCO3形成的悬浊液均分成四份，若分别加入
①50mL0.2mol?L-1Na2CO3溶液
②100mL 水   
③50mL 0.01mol?L-1 氯化钡溶液  
④100mL 0.001mol?L-1盐酸后，BaCO3仍有剩余，
则各分散系中BaCO3固体的质量由大到小的顺序为（　　）
A、①③②④B、③④①②
C、④③①②D、②①④③
下列实验不能获得成功的是（　　）
  实验目的 实验步骤
A． 探究催化剂对化学反应速率的影响 向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液
B． 探究乙醇能发生氧化反应 将铜丝在酒精灯加热后，立即伸入无水乙醇中
C． 探究石蜡油分解的产物不都是烷烃 将石蜡油加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中
D． 探究蔗糖水解的产物中是否含有葡萄糖 取少量蔗糖溶液加稀硫酸，水浴加热几分钟后，再加入新制的氢氧化铜悬浊液并且加热
A、AB、BC、CD、D
资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品．
（1）有科学家提出可利用Fe0吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下
6FeO（s）+CO2（g）═2Fe3O4（s）+C（g）△H=-76.0KJ?mol-1该反应中每放出38kJ热量，转移电子的物质的量为
 
mol．
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol?L-1，H2 0.8mol?L-1，CH4 0.8mol?L-1，H2O 1.6mol?L-1起始充CO2和H2的物质的量分别为
 
、
 
．CO2的平衡转化率为
 
．
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充人1mol CO2和4mol H2，在II中充人1mol CH4和2mol H2O（g），300℃下开始反应．达到平衡时，下列说法正确的是
 
（填字母）．
A、容器I、II中正反应速率相同
B、容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C、容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D、容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：
①上述生产过程的能量转化方式是
 
．
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为
 
，阴极的电极反应式为
 
．
某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+）：

常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见表：
阳离子 Fe3+ Fe2+ Mg2+ Al3+ Cu2+ Cr3+
开始沉淀时的pH 1.9 7.0 9.3 3.7 4.7 ---
沉淀完全时的pH 3.2 9.0 11.1 8.0 6.7 9（＞9 溶解）
（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是
 
（至少写一条）．
（2）加入H2O2目的是氧化
 
离子，其有关的离子方程式
 
（写一种）．针铁矿（Coethite）是以德国诗人歌德（Coethe）名字命名的，组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是
 
．
（3）调pH=8是为了将
 
离子（从Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+中选择）以氢氧化物沉淀的形式除去．滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中，其有关的离子方程式是
 
，取少量上层澄清溶液，向其中通入足量的CO2，又能重新得到相应的沉淀，其有关的离子方程式为
 
．
（4）试配平最后一步相关的氧化还原方程式：
 
Na2Cr2O7+
 
SO2+
 
 H2O=
 
 Cr（OH）（H2O）5SO4+
 
 Na2SO4，每生成1mol Cr（OH）（H2O）5SO4时，该反应中转移的电子数为
 
．
已知反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
（1）请用单线桥法标出电子转移的方向和数目
 
．
（2）在该反应中，氧化剂是
 
，氧化产物是
 
．
（3）当有0.3mol电子发生转移时，发生反应的Cu的质量为
 
．
（4）请将以上反应改写为离子方程式
 
．
（5）写出FeCl3的电离方程式
 
．
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4（s）?2NH3（g）+CO2（g）．实验测得不同温度下的平衡数据列于如表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强（kPa） 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度 （×10-3mol/L） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
（1）可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
 
．
A．2v（NH3）═v（CO2）
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
（2）根据表中数据，列出该反应的平衡常数表达式：，并计算25.0℃时的分解平衡常数：
 
．
（3）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡．若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量
 
（填“增加”、“减小”或“不变”）．
（4）氨基甲酸铵分解反应的焓变△H
 
0，熵变△S
 
0（填“＞、＜或=”）．
将下列物质进行分类：①
 
1
1
H与
 
3
1
H； ②O2与O3； ③乙醇（C2H5OH）与CH3甲醚（CH3-O-CH3）； ④正丁烷（CH3CH2 CH2 CH3）与异丁烷（CH3-CH-CH3），⑤甲烷（CH4）与丙烷（C3H8）．
（1）互为同位素的是
 
（填序号、下同）；
（2）互为同系物的是
 
；
（3）互为同分异构体的是
 
．
常温下，下列离子能使纯水中的H+数目增加的是（　　）
A、Cl-
B、CO 32-
C、Na+
D、NH 4+

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