题目内容

3．下表为元素周期表中第四周期的部分元素（从左到右按原子序数递增排列），根据要求回答下列问题：
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGe
（1）在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有钾、铬、铜（填元素名称）．
（2）写出Cr3+的电子排布式[Ar]3d3 ；元素周期表分为五个区域，Ga属于p区元素．
（3）Fe3+的化学性质比Fe2+稳定，其原因是Fe3+的3d轨道为半充满状态．
（4）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有5种．
（5）试比较：第一电离能I1（K）＜I1（Ca）（填“＞”、“＜”或“=”）．

分析 （1）4s轨道上只有1个电子的元素的外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1；
（2）根据能量最低原理书写Cr3+的电子排布式；
s区的元素为第IA、IIA族元素；第IB、IIB族为ds区，镧系元素、锕系元素为f区，ⅢB～ⅦB族（镧系元素、锕系元素产物）、第Ⅷ族为d区元素，ⅢA～ⅦA族、零族为p区；
（3）各轨道处于全满、半满、全空为稳定状态；
（4）按照从第一到第四周期的顺序书写符合条件的原子核外电子排布式；
（5）Ca元素原子4s能级为全满稳定状态，能量较低．

解答 解：（1）4s轨道上只有1个电子的元素的外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1，分别为钾、铬、铜，
故答案为：钾、铬、铜；
（2）Cr3+的电子排布式为：[Ar]3d3 ，Ga处于第四周期ⅢA族，属于p区元素，
故答案为：[Ar]3d3 ；p；
（3）Fe3+的3d轨道为半充满状态，化学性质比Fe2+稳定，
故答案为：Fe3+的3d轨道为半充满状态；
（4）第一周期中，有1个未成对电子，其电子排布式为1s1；第二周期中，未成对电子是2分别为：1s22s22p2、1s22s22p4；第三周期中未成对电子是3个的是1s22s22p63s23p3；第四周期中未成对电子是4个的是1s22s22p63s23p63d64s2，
故答案为：5；
（5）Ca元素原子4s能级为全满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能I1（K）＜I1（Ca），
故答案为：＜．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、元素周期表、电离能等，注意理解第一电离能异常情况、掌握核外电子排布规律．

练习册系列答案
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15．有下列几种物质：①铜片②澄清石灰水③NaHCO3溶液④NaHSO4固体⑤乙醇⑥Ba（OH）2溶液⑦CO2．按要求回答下列问题：
（1）属于电解质的是④（填序号，下同）属于非电解质的是⑤⑦．
（2）能导电的物质是①②③⑥．
（3）④溶于水的电离方程式为NaHSO4═Na++H++SO42-．
（4）将足量⑦通入②中的离子反应方程式为CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O．
（5）等体积等物质的量浓度的③和⑥两溶液混合的离子反应方程式为HCO3-+OH-+Ba2+═BaCO3↓+H2O．
14．2013年，“雾霾”成为年度关键词．近年来，对“雾霾”的防护与治理成为越来越重要的环境问题和社会问题．雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物三项组成．
（1）机动车的尾气是雾霾形成的原因之一，近几年有人提出利用选择性催化剂利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体，请写出该过程的化学方程式：2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2
（2）我国北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气也是雾霾的主要来源之一．经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，发现能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H1=+180.5kJ•mol-1
②CO（g）?C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）△H2=+110.5kJ•mol-1
③C （s）+O2（g）?CO2（g）△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1．
（3）燃煤尾气中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液，在pH为4～7之间时电解，硫元素在铅阴极上被电解还原为Na2S2O4．Na2S2O4俗称保险粉，广泛应用于染料、印染、造纸、食品工业以及医学上．这种技术是最初的电化学脱硫技术之一．请写出该电解反应中阴极的电极方程式：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
（4）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸铵，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）．若在T1℃、0.1MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2（其中n（SO2）：n（O2）=2：1），测得容器内总压强与反应时间如图所示：

①该反应的化学平衡常数表达式：K=$\frac{{C}^{2}（S{O}_{3}）}{{C}^{2}（S{O}_{2}）×C（{O}_{2}）}$
②图中A点时，SO2的转化率为45%
③计算SO2催化氧化反应在图中B点的压强平衡常数K=24300（MPa）-1（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
④若在T2℃，其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如图所示，则T1＜T2（填“＞”、“＜”、“=”）；其中C点的正反应速率vc（正）与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vc（正）＞vA（逆） （填“＞”、“＜”、“=”）．
11．已知A、B、C、D 是原子序数依次增大的四种短周期元素，B 的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D 原子有2 个未成对电子．A、B、D 三种元素组成的一种化合物M 是新装修居室中常含有的一种有害气体．E 是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A 原子相同，其余各层电子均充满．
请回答下列问题（用元素符号或化学式表示）：
（1）元素B、C、D 的基态原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C．
（2）M 分子中B 原子轨道的杂化类型为sp2．
（3）E 的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，如图1是由D、E 形成的某种化合物的晶胞结构示意图，该晶体1 个晶胞中阳离子的个数为4．

（4）化合物CA3的沸点比化合物BA4的高，其主要原因是NH3分子间能形成氢键．
（5）写出与BD2互为等电子体的C3-的结构式[N=N=N]-．
（6）微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置．最早用于有机废水处理，图2是利用微生物燃料电池处理含M 废水的装置，其中3 是质子交换膜．负极所在的左室中发生反应的电极反应式是HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+．
（7）铁粉和E 单质粉末的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO 的体积和剩余金属的质量如表（假设硝酸的还原产物只有NO）．则稀硝酸的浓度为4mol/L．
编号①②③④
稀硝酸的体积/mL100200300400
剩余金属的质量/g18.09.600
NO 的体积/mL224044806720V
18．元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律．下表所列是五种短周期的原子半径及主要化合价（已知铍的原子半径为0.089nm）．
元素代号ABCDEFG
原子半径/nm0.0370.160.1430.1020.0990.0740.075
主要化合价+1+2+3+6、-2-1-2+5、-3
（1）C元素在元素周期表中的位置是第三周期第Ш A族；
（2）B的原子结构示意图为；
（3）D、E气态氢化物的稳定性强弱顺序为H2S＜HCl（填化学式）；
（4）上述七种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO4（填化学式）；
（5）以C为材料制成的容器不能贮存强碱溶液，用离子方程式表示其原因为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（6）碲（52Te）的某化合物是常用的VCR光盘记录材料之一，可在激光照射下发生化学或物理的性能改变而记录、储存信号．推测碲元素在周期表中的位置，则碲元素及其化合物可能具有的性质为：ACD；
A．单质碲在常温下是固体          B．Cl2通入H2Te溶液中不发生反应
C．H2Te不如HI稳定                    D．H2TeO4的酸性比H2SO4的弱
（7）液态GA3的电离方式与液态A2F类似，则液态GA3的电离方程式为2NH3（l） NH4++NH2-．
8．下列离子方程式中不正确的是（　　）
A．氢氧化钡溶液与硫酸混合：Ba2++2OH-+2H++SO42-═BaSO4↓+2H2O
B．铁粉与硝酸银溶液反应：Fe+2Ag+═Fe2++2Ag
C．氯化铝溶液与过量的氨水反应：Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
D．氯气通入冷的氢氧化钠溶液中：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
15．目前，安全生产和食品、药品安全受到人们的高度重视．下列有关说法不正确的是（　　）
A．检查病人胃病所用的钡餐，只能用BaSO4，不可以用BaCO3
B．为了使馒头、银耳等洁白、卖相好，可以用点燃硫磺法熏蒸它们
C．可以用SO2来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等
D．“硫磺”温泉可以医治皮肤病
12．实验室中需要22.4l（标准状况）SO2气体．化学小组同学依据化学方程式Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$  ZnSO4+SO2↑+2H2O计算后，取65.0g锌粒与98%的浓H2SO4（ρ=1.84g•cm-3）110mL充分反应锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质．
（1）化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是H2（填分子式）．产生这种结果的主要原因是随着反应的进行，硫酸浓度降低，致使锌与稀硫酸反应生成H2：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
（用化学方程式和必要的文字加以说明）
（2）为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究．

①装置B中加入的试剂NaOH溶液，作用是除去混合气体中的SO2．
②装置D加入的试剂浓硫酸，装置F加入的试剂无水硫酸铜．
③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是装置E中玻璃管中黑色CuO粉末变红色，干燥管F中无水硫酸铜变蓝色．
④U型管G的作用为防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验．
13．已知：
①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180kJ•mol-1
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2=-92.4kJ•mol-1
③2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3=-483.6kJ•mol-1
下列说法正确的是（　　）
A．反应②中的能量变化如图所示，则△H2=E1-E3
B．N2的燃烧热为180 kJ•mol-1
C．由反应②知在温度一定的条件下，在一恒容密闭容器中通入1molN2和3molH2，反应后放出的热量为Q1kJ，则Q1=92.4
D．氨的催化氧化反应为4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-906 kJ•mol-1

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