题目内容
【题目】己知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素,他们的原子序数依次增大。其中A原子的L层有2个未成对电子。D是电负性最大的元素,E与F同主族,E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。G3+离子3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的順序为______________________。D的核外有______________种运动状态不同的电子。
(2)A的最简单氢化物属于___________(填“极性分子”和“非极性分子”)。
离子空间构型是__________,其中心原子采取__________________杂化。
(3)晶体熔点:EC_________FC(填“>”、“<”或“=”)
(4)G和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于表:
元素 | M | G | |
电离能(kJmol-1) | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 | |
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态G2+再失去一个电子难。其原因是_________________________________________。
【答案】C<O<N 9 非极性分子 平面三角形 sp2杂化 > Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定
【解析】
根据原子的结构特点推导各元素符号。D是电负性最大的元素,则D为F元素,A原子的L层有2个未成对电子,则A为C或O,若A为O元素,则B和C不可能存在,故A为C元素,B为N元素,C为O元素;E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,则E为Mg元素,F为Ca元素,G3+离子3d轨道电子为半满状态,G的电子排布式为1s22s22p63s23d64s2,则G为Fe元素。综上:A、B、C、D、E、F、G分别为:C、N、O、F、Mg、Ca、Fe。
(1)同一个周期从左到右,第一电离能逐渐增大,但N原子的2p3为半充满结构,较稳定,故其第一电离能大于O的第一电离能,故C、N、O的电离能大小关系为C<O<N。F核外有9个电子,每个电子的运动状态均不同,故F有9种运动状态不同的电子;
(2)CH4立体结构为正四面体,故为非极性分子。CH3+的价层电子对数为3,σ键数为3,孤电子对数为0,故CH3+的空间构型为平面三角形。CH3+的价层电子对数为3,所以中心原子C原子采取sp2杂化;
(3)MgO和CaO均为离子化合物,Mg2+与Ca2+所带电荷相同,但是前者半径比后者小,表现为晶格能大,熔点大,所以MgO的熔点高于CaO的熔点。
(4)M为Mn元素,Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定,因而再失去一个电子比Fe2+困难。
【题目】高炉炼铁过程中发生反应:
Fe2O3(s)+CO(g)![]()
Fe(s)+CO2(g),已知该反应在不同温度下的平衡常数如表,下列说法正确的是( )
温度 | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
A.ΔH>0
B.1000℃时,在固定体积的密闭容器中,某时刻测得上述体系中,CO、CO2的物质的量分别为0.5 mol、1.8 mol,此时反应向正反应方向进行
C.其他条件不变,向平衡体系充入CO2气体,K值减小
D.其他条件不变,升高温度,可以提高CO的平衡转化率