题目内容

【题目】A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下:(NA为阿伏加德罗常数的值),请用化学用语回答下列问题:

元素

相关信息

A

基态原子的价电子排布式为nSnnPn

B

元素原子的核外p电子数比s电子数少1个

C

最外层电子数是电子层数的3倍

D

简单离子是第三周期元素中离子半径最小的

E

价电子层中的未成对电子数为4

(1)写出D元素在周期表的位置______,基态E2+价电子的排布图为_______,B元素能量最高的电子其轨道呈_______形。

(2)A与C形成的最高价化合物,中心原子轨道杂化类型为___________。

(3)A、B、C三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________,B、C、D简单离子的半径由大到小的顺序为_________。

(4)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式________。

(5)E可用做某些反应的催化剂,CO易导致E失去催化活性:E+5CO = E(CO)5,E(CO)5熔点为-20℃,沸点为103℃,易溶于乙醚,其晶体类型为___________。

(6)已知沸点:B2H4>A2H6 ,主要原因为____________________。

(7)铁的多种化合物均为磁性材料,氮化铁是其中一种,某氮化铁的晶胞结构如图所示,则氮化铁的化学式为________;设晶胞边长为a cm,该晶体的密度为________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。

【答案】第三周期,ⅢA族 哑铃型 sp N>O>C r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+) 分子晶体 前者可形成分子间氢键,后者只有范德华力 Fe4N

【解析】

A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,由A的基态原子的价电子排布式nsnnpn可知,n=2,则A为C元素;C的最外层电子数是电子层数的3倍,则C为O元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个,并结合原子序数依次增大可知,B为N元素;D为简单离子是第三周期元素中离子半径最小的元素,则D为Al元素;E的价电子层中的未成对电子数为4,则E为Fe元素,电子排布式为[Ar]3d64s2,据此分析解答。

由上述分析可知,A为C,B为N,C为O,D为Al,E为Fe,

(1)D为Al,Al为13号元素,在周期表的位置为第三周期,ⅢA族;E为Fe,基态E2+价电子的排布图为;B为N,其能量最高的电子其轨道为2p轨道,呈哑铃型;故答案为:第三周期,ⅢA族;;哑铃型;

(2)A为C,C为O,则A与C形成的最高价化合物为CO2,中心原子的价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数=2+=2,则中心原子的轨道杂化类型为sp杂化;故答案为:sp;

(3)A为C,B为N,C为O,三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;D为Al,B、C、D的简单离子核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,则它们的半径由大到小的顺序为r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+);故答案为:N>O>C;r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+);

(4)C为O,O的核外有18个电子的氢化物为H2O2,其电子式为;故答案为:;

(5)E为Fe,Fe(CO)5的熔点、沸点较低,则其属于分子晶体;故答案为:分子晶体;

(6)A为C,B为N,沸点:N2H4>C2H6,由于N2H4可形成分子间氢键,而C2H6不能形成分子间氢键,只有范德华力,因此沸点较低;故答案为:前者可形成分子间氢键,后者只有范德华力;

(7)一个晶胞中Fe原子的个数为个,N原子的个数为1个,则氮化铁的化学式为Fe4N;一个晶胞的质量为,则该晶体的密度为;故答案为:Fe4N;。

练习册系列答案
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甲:方案探究甲烷与氧化剂反应(如图1所示);

乙:方案探究甲烷与氯气反应的条件(如图2所示)。

甲方案实验现象:溴水不褪色,无水硫酸铜变蓝色,澄清石灰水变浑浊。

乙方案实验操作过程:通过排饱和食盐水的方法收集两瓶甲烷与氯气(体积比为1:4)的混合气体,I瓶放在光亮处,II瓶用预先准备好的黑色纸套套上,按图2安装好装置,并加紧弹簧夹a和b。

(1)碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式为__________。

(2)实验甲中浓硫酸的作用是 ______,集气瓶中收集到的气体 ____(填“能”或“不能”)直接排入空气中。

(3)下列对甲方案实验中的有关现象与结论的叙述都正确的是________(填标号)。

A.酸性高锰酸钾溶液不褪色,结论是通常条件下甲烷不能与强氧化剂反应

B.硬质玻璃管里黑色粉末无颜色变化,结论是甲烷不与氧化铜反应

C.硬质玻璃管里黑色粉末变红色,推断氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳

D.甲烷不能与溴水反应,推知甲烷不能与卤素单质反应

(4)写出甲方案实验中硬质玻璃管里可能发生反应的化学方程式:___(假设消耗甲烷与氧化铜的物质的量之比为2:7)

(5)—段时间后,观察到图2装置中出现的实验现象是 ________;然后打开弹簧夹a、b,现察到的实验现象是__________。

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