题目内容
13.(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料.已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
| 电离能(kJ/mol) | I1 | I2 | I3 | I4 |
| A | 899 | 1 757 | 14 840 | 21 000 |
| B | 738 | 1 451 | 7 733 | 10 540 |
②某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图1所示,该同学所画的电子排布图违背了能量最低原理.
(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料.
①已知金刚石中C-C键的键长为154.45pm,C60中C-C键的键长为145pm和140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由不正确,C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键.
②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图2所示,该物质在低温时是一种超导体.该物质中K原子和C60分子的个数比为3:1.
③继C60后,科学家又合成Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si.Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为30.
分析 (1)①根据A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃,它们都是短周期元素推知元素A和元素B;
②由基态外围电子排布式可知,3s能级未填满就填充3p能级,而3s能级能量比3p能级低;
(2)①根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关分析;
②根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数;
③同一主族元素知,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大;利用均摊法计算共价键数目.
解答 解:(1)①表中A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃,说明它们属于ⅡA族,又它们都是短周期元素,且A的第一电离能比B大,因此A为Be元素,B为Mg元素,A基态原子的核外电子排布式为1s22s2,
故答案为:1s22s2;
②由B原子的基态外围电子排布式写成了ns1np1,可知,3s能级未填满就填充3p能级,3s能级能量比3p能级低,所以违背能量最低原理,
故答案为:能量最低原理;
(2)①因为C60构成的晶体是分子晶体,影响分子晶体熔点的作用是分子间作用力;而金刚石构成的晶体是原子晶体,影响原子晶体熔点的作用是原子间共价键,共价键作用大大与分子间作用力,因此金刚石的熔点高于C60,所以尽管C60中C-C键的键能可能大于金刚石,但其熔化时并不破坏化学键,因此比较键能没有意义,
故答案:不正确,C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键;
②在晶胞中,K原子在面心上和C60分子在顶点和中心,则其个数比为=$\frac{6×2×\frac{1}{2}}{8×\frac{1}{8}+1}$=$\frac{3}{1}$,故答案:3:1;
③同一主族元素知,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si,Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,所以每个硅原子和其中两个硅原子形成共价单键,和另外的一个硅原子形成共价双键,所以平均每个硅原子形成π键数目为$\frac{1}{2}$×60=30,
故答案为:N>C>Si;30.
点评 本题主要考查了电子排布式、晶胞中原子个数的确定等知识点,利用均摊法、元素周期律来分析解答,侧重于物质结构知识的综合考查,题目难度中等.
| A. | 3.4gNH3中含有电子数为2NA | |
| B. | 0.1mol/L CuSO4溶液中含有的SO42-数目为0.1NA | |
| C. | 常温常压下,2.24L O3中含有的氧原子数为0.3NA | |
| D. | 足量的MnO2与50mL 8mol/L浓盐酸充分反应后,生成Cl2的分子数为0.1NA |
| A. | 可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶,对人类健康危害极大 | |
| B. | 开发利用绿色能源(例如太阳能)替代化石燃料是人类可持续发展的必由之路 | |
| C. | 装修材料中的苯主要来自胶、漆等,是强致癌物 | |
| D. | 氟氯烃含量是空气质量报告的主要项目之一 |
| A. | 煤中含有苯及苯的同系物,可以通过干馏得到 | |
| B. | 煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物 | |
| C. | 含C18以上的烷烃经过催化裂化可以得到汽油 | |
| D. | 石油含有C5~C11的烷烃,可通过分馏得到汽油 |
| A. | 可以发生加成反应 | B. | 在催化剂作用下可以和溴反应 | ||
| C. | 可以发生银镜反应 | D. | 在一定条件下可以发生酯化反应 |
| A. | 原子序数:A>B>C>D | B. | 离子半径:A+>B2+>C->D2- | ||
| C. | 氢化物稳定性:H2D>HC | D. | 金属性:A>B |
(1)该同学在实验前,依据Fe2+的还原性,填写了下表.
| 实验操作 | 预期现象 | 反应的离子方程式 |
| 向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡 | 试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄 | Fe2++NO3-+2H+=Fe3++NO2+H2O |
(2)向原新制FeSO4溶液中反应后溶液中均加入KSCN溶液,前者不变红色,后者变红.该现象的结论是Fe2+被硝酸氧化为Fe3+.
(3)该同学通过查阅资料,认为溶液的红棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe 2+或Fe 3+发生反应而得到的,为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究.
Ⅰ.打开活塞a,关闭b,并使甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化.
Ⅱ.打开活塞b、关闭a,一段时间后再停止甲中反应.
Ⅲ.为与Ⅰ中实验进行对照,更换丙,丁后,使甲中反应继续,观察到的现象与步骤Ⅰ中相同.
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O;
②装置乙的作用是使NO2转化为NO;
③步骤Ⅱ的目的是排出乙右侧装置中残留的NO2;
④该实验可得出的结论是溶液的深棕色是由Fe2+与NO或NO2作用得到;
(4)该同学重新进行(Ⅰ)中实验,观察到了预期现象,其实验操作是向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制的FeSO4溶液,震荡.