题目内容
已知元素周期表中共有18纵行,如图实线表示元素周期表的边界,按电子排布,可把周期表划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称均按构造原理最后填入电子的能级符号来命名。
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(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并标记分区。
(2)有的同学受这种划分的启示,认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另
一区,你认为应排在________区。
(3)请在元素周期表中标出4s轨道半充满的元素(用元素符号表示)。
(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3+比Fe2+稳定的原因:______________。
(5)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。若把第七周期排满,则元
素周期表共可以排布________种元素。
解析 29号元素原子的价电子排布,理论上也可以排成3d94s2,但实际上却
排成3d104s1,这是由能量最低原理决定的,即轨道处于全空、半充满或全充
满时,轨道能量最低。相比之下,第6、7纵行和第11纵行与其类似,当第6、
7纵行元素原子的价电子处于半充满状态时,轨道能量最低,所以可将第6、7
纵行部分元素排在ds区。
答案 (1)
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(2)ds
(3)如上图所示
(4)Fe原子的价电子排布式为3d64s2,Fe2+为3d6,Fe3+为3d5;依据“能量相
同的轨道处于全空、全充满或半充满时能量最低”的原则,Fe3+的3d轨道处
于半充满状态,结构比Fe2+的稳定,故Fe3+比Fe2+稳定 (5)118
为了合理利用化学能确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:___________________________________________。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的数值:
________________________________________________________________________。
| 化学键 | H—H | N—H | N≡N |
| 键能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-393.5 kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH2=-571.6 kJ·mol-1②
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-2 599 kJ·mol-1③
根据盖斯定律,计算298 K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:________________________________________________________________________。