题目内容

9．A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期，原子序数依次增大．其中，元素A的一种核素无中子，B的单质既有分子晶体又有原子晶体，化合物DE2为红棕色气体，G是前四周期中电负性最小的元素，M的原子核外电子数比G多10．
请回答下列问题：
（1）基态G原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1，M在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，元素B、D、E的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示）．
（2）元素A和E组成的阳离子空间构型为三角锥形；化合物ABD的结构式为H-C≡N，其中B原子的杂化方式为sp．
（3）G、M的晶体晶胞结构如图所示，这两种晶胞中原子的配位数之比为2：3．若晶体M密度为8.9 g•cm-3，则M的晶胞边长是$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$cm（不必计算出结果）．

分析 A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期，原子序数依次增大．其中元素A的一种核素无中子，则A为H元素；B的单质既有分子晶体又有原子晶体，则B为碳元素；化合物DE2为红棕色气体，则D为N元素、E为O元素；G是前四周期中电负性最小的元素，则G为K元素；M的原子核外电子数比G多10，则M为Cu．

解答 解：A、B、D、E、G、M六种元素位于元素周期表前四周期，原子序数依次增大．其中元素A的一种核素无中子，则A为H元素；B的单质既有分子晶体又有原子晶体，则B为碳元素；化合物DE2为红棕色气体，则D为N元素、E为O元素；G是前四周期中电负性最小的元素，则G为K元素；M的原子核外电子数比G多10，则M为Cu．
（1）基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1，M为Cu，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族，同周期随原子序数增大，元素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，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：N＞O＞C，
故答案为：1s22s22p63s23p64s1；第四周期第ⅠB族；N＞O＞C；
（2）元素A和E组成的阳离子为H3O+，O原子含有孤电子对为1，价层电子对数为3+1=4，故为三角锥形结构，化合物HCN的结构式为H-C≡N，其中C原子杂化轨道数目为2，杂化方式为sp杂化，
故答案为：三角锥形；H-C≡N；sp杂化；
（3）G晶胞中原子配位数为8，M晶胞中以顶点原子研究，与之最近的原子属于面心，配位数为$\frac{3×8}{2}$=12，这两种晶胞中原子的配位数之比为8：12=2：3，
Cu的晶胞中原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g，若晶体密度为8.9 g•cm-3，则晶胞体积为4×$\frac{64}{6.02×1{0}^{23}}$g÷8.9 g•cm-3=$\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}$cm3，则M的晶胞边长是$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$cm，
故答案为：2：3；$\root{3}{\frac{4×64}{8.9×6.02×1{0}^{23}}}$．

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、空间构型与杂化方式判断、晶胞结构与计算等，注意利用均摊法进行晶胞有关计算，理解掌握同周期元素第一电离能异常情况．

练习册系列答案
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19．已知X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素Z在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数比为3：8，X能与J形成离子化合物，且J+的半径大于X-的半径，Y2是空气主要成分之一．请回答：
（1）Q元素在周期表中的位置第三周期ⅥA族；X与J形成的离子化合物的电子式为
（2）元素的非金属性Z＞Q（填“＞”或“＜”），下列各项中，不能说明这一结论的事实有C（填序号）
A．Q的氢化物的水溶液在空气中会变浑浊   B．Z与Q形成的化合物中元素的化合价
C．Z和Q的单质的状态                  D．Z和Q在周期表中的位置
（3）X与Y可形成阳离子A，检验A离子的方法是取溶液少许于试管中，向溶液中加入浓氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝证明原溶液含有NH4+离子
（4）Y的气态氢化物与Z的单质反应的化学方程式为4NH3+5O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O
（5）J与Q的单质可形成如图所示原电池（工作温度为320℃），该原电池的负极反应为Na-e-=Na+，其中M是Na2O和Al2O3的混合物，则M的两个作用为隔离正负极，传导钠离子
（6）常温下向1000mL 0.2mol/L的Q的气态氢化物水溶液中加入1.15g的J的单质，反应后溶液中由水电离的氢离子浓度为1×10-9，则溶液中各微粒的浓度顺序为（由大到小，不包括水分子和氢氧根离子）c（H2S）＞c（HS-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（S2-）．
20．氯仿（CHCl3）常用作有机溶剂和麻醉剂，常温下在空气中易被氧化．实验室中可用热还原CCl4法制备氯仿，装置示意图及有关数据如下：

物质相对分子质量密度/（g•mL-1）沸点/℃水中溶解性
CHCl3119.51.5061.3难溶
CCl41541.5976.7难溶
实验步骤：
①检验装置气密性；②开始通入H2； ③点燃B处酒精灯；
④向A处水槽中加入热水，接通C处冷凝装置的冷水；   
⑤向三颈瓶中滴入20mLCCl4；
⑥反应结束后，停止加热，将D处锥形瓶中收集到的液体分别用适量NaHCO3溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水CaCl2固体，静置后过滤；
⑦对滤液进行蒸馏纯化，得到氯仿15g．请回答：
（1）若步骤②和步骤③的顺序颠倒，则实验中产生的不良后果可能为加热时氢气遇氧气发生爆炸、生成的氯仿被氧气氧化．
（2）B处中发生主要反应的化学方程式为CCl4+H2$→_{△}^{催化剂}$CHCl3+HCl．
（3）C处中应选用的冷凝管为B（填选项字母）；冷水应从该冷凝管的a（填“a”或“b”）口接入．

（4）步骤⑥中，用水洗涤的目的为洗掉NaHCO3和NaCl．
（5）该实验中，氯仿的产率为61%．
（6）氯仿在空气中能被氧气氧化生成HCl和光气（COCl2），该反应的化学方程式为2CHCl3+O2=2COCl2+2HCl．
17．为了探究铁和硫反应产物中铁的化合价为+2价或+3价或既有+2也有+3价，某同学设计了如下图所示的实验过程：（已知硫会溶于热碱溶液）

请回答以下问题：
（1）混合粉末A中S粉必须要过量，其原因是为了保证铁粉完全反应，从而避免过量的铁粉与操作③中的反应生成Fe2+而干扰实验验
（2）反应在“惰性气体环境中”进行的原因是防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干扰实验
（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，这说明了硫和铁粉反应是放热反应
（4）操作②的作用是除去混合物中过量的硫粉．
（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是防止硫酸中溶解的O2将前面反应过程中可能生成的Fe2+氧化而干扰实验．
（6）为探究产物中铁的价态，需要继续对D溶液进行实验，请写出操作④的具体操作、现象及结论：取少量的D溶液于两支小试管中，向第一支试管中滴加少量KSCN溶液，向第二支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液．如果第一支试管出现血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色不褪去，说明铁和硫反应只生成三价铁；如果第一支试管不变血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色褪去，说明只生成亚铁；如果第一支试管变血红色，第二支试管紫红色也褪去，说明既生成了三价铁也生成了亚铁．
4．下列事实能证明苯分子中碳和碳之间的化学键是一种介于单键与双键之间的独特的键的是（　　）
A．邻-二溴苯只有一种
B．苯分子中所有原子在同一平面上
C．二甲苯没有同分异构体
D．苯既能发生加成反应也能发生取代反应
14．在相同状况下，有关H2、O2、CH4三种气体的叙述正确的是（　　）
A．其密度之比等于对应的物质的量之比
B．其质量之比等于相对分子质量之比
C．等质量的三种气体，其体积比等于相对分子质量的倒数之比
D．等体积的三种气体，其物质的量比等于相对分子质量之比
1．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，32g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA
B．100 mL 1 mol•L-1K2SO4溶液中含有的钾离子数为0.1NA
C．10克氖气所含原子数约为6.02×1023
D．常温常压下，NA个H2分子的体积小于22.4L
18．一定条件下反应H2（g）+I2（g）═2HI（g）达到平衡状态的标志是（　　）
A．υ（正、H2）=υ（逆、HI）
B．容器内的总压强不随时间而变化
C．单位时间内生成2n mol HI的同时，生成n mol的I2
D．H2、I2、HI的反应速率比为2：2：1的状态
19．（Ⅰ）已知在448℃时，反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）的平衡常数 K1为49，则该温度下反应2HI（g）?H2（g）+I2（g）的平衡常数K2为$\frac{1}{49}$；反应$\frac{1}{2}$H2（g）+$\frac{1}{2}$I2（g）?HI（g）的平衡常数K3为7．
（Ⅱ）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：
t/℃7008008301 0001 200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是BC．
A．容器中压强不变  B．混合气体中c（CO）不变  C．v（H2）正=v（H2O）逆   D．c（CO2）=c（CO）
（4）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO2）为2mol/L，c（H2）为1.5mol/L，c（CO）为1mol/L，c（H2O）为3mol/L，则下一时刻，反应向逆向（填“正向”或“逆向”）进行．

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