题目内容
1.碳、氮、氟、硅、铁、钛等元素的化合物广泛应用于生产生活,回答下列问题:(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为9,1mol氮气分子中σ键和π键的物质的量之比为1:2;基态钛原子的价电子排布式为3d24s2.
(2)C、N、F三种元素电负性由大到小的顺序为F>N>C.第二周期元素中第一电离能介于B、F之间的有4种.
(3)NF3分子的空间构型为三角锥型,N原子的杂化轨道类型为sp3.
(4)已知铁的单质有如图1所示的两种常见堆积方式,其中属于面心立方最密堆积的是a(填a或b)
(5)金刚砂(SiC)的硬度仅次于金刚石,其晶胞结构如图2所示,金刚砂晶体类型为原子晶体,每个C原子周围最近的C原子数目为12,若晶胞的边长为a cm,阿伏伽德罗常数为 NA,则金刚砂的密度为$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3(不需要化简)
分析 (1)硅质子数为14,根据能量最低原理书写核外电子排布式,根据核外电子排布式确定最高能层具有的原子轨道数,每个氮气分子中有一个σ键和2个π键,Ti是22号元素,根据核外电子排布规律书写价电子排布式;
(2)同一周期元素,元素电负性随着原子序数增大而增大,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,据此判断;
(3)根据NF3分子中N原子的价层电子对数判断杂化轨道类型;
(4)由图可知,a为面心立方最密堆积,b为体心立方最密堆积;
(5)金刚砂硬度大,晶胞中Si、C原子之间形成共价键,为空间网状结构,属于原子晶体,晶胞中存在四面体构型,晶胞中Si、C原子位置可以互换,互换后以顶点C原子为研究对象,与之最近的C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Si处于顶点与面心、C原子处于晶胞内部,利用均摊法计算晶胞中Si、C原子数目,进而计算晶胞质量,再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度.
解答 解:(1)硅质子数为14,基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,最高能层3s、3p、3d具有的原子轨道数为1+3+5=9,每个氮气分子中有一个σ键和2个π键,所以1mol氮气分子中σ键和π键的物质的量之比为1:2,Ti是22号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价电子排布式为为3d24s2,
故答案为:9;1:2;3d24s2;
(2)同一周期元素,元素电负性随着原子序数增大而增大,所以C、N、F三种元素电负性由大到小的顺序为F>N>C,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第二周期元素中第一电离能介于B、F之间的有Be、C、N、O,共4种,
故答案为:F>N>C;4;
(3)根据价层电子对理论知,NF3分子中N原子价层电子对个数=$\frac{5+3}{2}$=4,所以N原子采用sp3杂化,
故答案为:sp3;
(4)由图可知,a为面心立方最密堆积,b为体心立方最密堆积,
故答案为:a;
(5)金刚砂硬度大,晶胞中Si、C原子之间形成共价键,为空间网状结构,属于原子晶体,晶胞中存在四面体构型,晶胞中Si、C原子位置可以互换,互换后以顶点C原子为研究对象,与之最近的C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,故每个C原子周围最近的C原子数目为$\frac{3×8}{2}$=12,晶胞中Si处于顶点与面心,晶胞中Si元素数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,C原子处于晶胞内部,晶胞中C原子数目为4,故晶胞质量为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g,晶胞体积为(a cm)3,则晶胞密度为4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g÷(a cm)3=$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3,
故答案为:原子晶体;12;$\frac{160}{{N}_{A}{a}^{3}}$.
点评 本题主要考查原子结构与位置关系、杂化轨道、电负性、第一电离能、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等,注意利用均摊法进行计算,题目难度中等,侧重对学生的基础知识和综合能力的考查.
| A. | 480mL,56.2g | B. | 500mL,56.2g | C. | 500mL,58.5g | D. | 任意规格,56.2g |
| A. | NaHCO3俗名小苏打 | |
| B. | 在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3 | |
| C. | 与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率:NaHCO3<Na2CO3 | |
| D. | 热稳定性:NaHCO3<Na2CO3 |
| 0.600 | 0.500 | 0.400 | a | |
| 318.2 | 3.60 | c | 2.40 | 1.80 |
| 328.2 | 9.00 | 7.50 | d | 4.50 |
| b | 2.16 | 1.80 | 1.44 | 1.08 |
| A. | a<0.400 | B. | c>2.40 | C. | b<318.2 | D. | d<1.44 |
| A. | 将质量分数为98%的浓硫酸稀释成质量分数为20%的稀硫酸要用容量瓶配制 | |
| B. | 配制100mL1mol/L的氢氧化钠溶液,称量固体质量为4.0g | |
| C. | 容量瓶在定容时,若视线仰视,会使得配制出的溶液物质的量浓度偏小 | |
| D. | 容量瓶洗涤时,若瓶底上有少量蒸馏水,可不必烘干直接使用 |
| A. | 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液呈血红色 | |
| B. | 在溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,证明原溶液中有Fe2+ | |
| C. | 向FeCl3溶液中滴加稀氨水,可制备Fe(OH)3胶体 | |
| D. | Fe2O3$\stackrel{盐酸}{→}$FeCl3(aq)$\stackrel{蒸发、灼烧}{→}$无水FeCl3 |
已知:2KMnO4+16HCl→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
| 选项 | 实验现象 | 解释或结论 |
| A | a处变蓝,b处变红棕色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
| B | c处先变红,后褪色 | 氯气与水生成了酸性物质 |
| C | d处立即褪色 | 氯气与水生成了漂白性物质 |
| D | e处变红色 | 还原性:Fe2+>Cl- |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |