题目内容

现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子．请回答下列问题：
（1）用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序
 
．
（2）下列说法错误的是
 
．
A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO2＞CO2
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．N2与CO为等电子体，化学性质相似
D．由于水分子间存在氢键，所以稳定性：H2O＞H2S
（3）E元素的+2价氧化物的熔点比+3价氧化物（高或低），原因是
 
．
（4）B单质的一种同素异形体的晶胞如图1所示，若晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个原子之间的距离为
 
 cm．
（5）F离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点．
①F原子的外围电子排布式为
 
．向F的硫酸盐溶液中通入过量C与A形成的气体N，可生成[F（N）4]2+，该离子的结构式为
 
（用元素符号表示）．
②某化合物与F（Ⅰ）（Ⅰ表示化合价为+1）结合形成图2所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式有
 
．
考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构
分析：A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．A元素能级个数与核外电子数相等，则A为H元素；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为C元素；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D为O元素；C原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，应处于Ⅷ族及相邻的族，E元素的基态原子有4个未成对电子，外围电子排布为3d64s2，则E为Fe，故F为Cu，据此解答．
解答： 解：A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．A元素能级个数与核外电子数相等，则A为H元素；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，原子核外电子排布为1s22s22p2，则B为C元素；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D为O元素；C原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，应处于Ⅷ族及相邻的族，E元素的基态原子有4个未成对电子，外围电子排布为3d64s2，则E为Fe，故F为Cu，
（1）C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，故答案为：C＜O＜N；
（2）A．沸点：SiO2＞CO2，是由于二氧化硅属于原子晶体，二氧化碳形成分子晶体，故A错误；
B．同周期随原子序数增大电负性增大，故电负性顺序：C＜N＜O，故B正确；
C．N2与CO分子都含有2个原子、价电子总数都是10，二者为等电子体，结构相似，而化学性质相差较大，故C错误；
D．稳定性：H2O＞H2S，是因为非金属性O＞S，与分子之间存在氢键无关，故D错误，
故答案为：ACD；
（3）Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大，所带电荷少，故FeO晶格能比Fe2O3小，FeO的熔点比Fe2O3低，
故答案为：Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大，所带电荷少，故FeO晶格能比Fe2O3小；

（4）晶胞中C原子数目=4+6×
1
2
+8×
1
8
=8，晶胞质量=8×
12
NA
g=
96
NA
g，若晶体的密度为ρg/cm3，则
晶胞体积=
96g
NA
ρ g/cm3
=
96
ρNA
cm3，则晶胞棱长=
3
96
ρNA
cm，C原子与周围4个C原子形成正四面体，该正四面体的棱长=
3
96
ρNA
cm×
2
2
=
2
×
3
12
ρNA
cm，则晶体中最近的两个原子之间的距离=
2
×
3
12
ρ?NA
2sin
109°28′
2
cm或
3
4
×
3
96
ρ?NA
；

（5）①F为Cu，原子的外围电子排布式为3d104s1 ，C与A形成的气体N，则A为H元素，N为NH3，F的硫酸盐为CuSO4，向CuSO4溶液中通入过量的NH3可生成[Cu（NH3）4]2+，该离子的结构式为：，
故答案为：3d104s1 ；；

②杂环上的碳原子含有3个σ键，没有孤对电子，采用sp2杂化，亚甲基上碳原子含有4个共价单键，采用sp3杂化，故答案为：sp2、sp3．
点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电负性、等电子体、晶体类型与性质、配合物、杂化理论、晶胞计算等，注意理解均摊法进行晶胞有关计算，（4）中计算为易错点、难点，需要学生理解晶胞结构，具备一定的空间想象与数学计算能力，注意理解均摊法进行晶胞有关计算，难度中等．
练习册系列答案
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将气体甲通入液体乙中得一混合液，取一定质量的该混合液进行完全燃烧实验，生成CO2、H2O的质量与甲气体在混合液中质量分数关系如图所示，甲、乙组合正确的是（　　）
A、乙烯  环己烷
B、甲烷  苯
C、乙炔  苯
D、乙烷  乙醇
Ⅰ、下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质
A B C D E
化合价 -4 -2 -1 -2 -1
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0
（1）E原子的外围电子排布式为
 
．
（2）与AD2互为等电子体的分子化学式为
 
（写出一种）．
（3）BD2分子中B原子的杂化方式为
 
杂化，分子的立体构型
 
．
Ⅱ、下列是部分金属元素的电离能
X Y Z
第一电离能（kJ/mol） 520.2 495.8 418.8
（4）已知X、Y、Z的价层电子构型为ns1，则三种金属的氯化物（RCl）的熔点由低到高的顺序为
 
．
（5）氯化亚铜常用作有机合成催化剂，并用于颜料，防腐等工业．氯化亚铜的晶体结构如图所示．与同一个Cl-相连的Cu+有
 
个．
Ⅲ、第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物．
（6）①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为
 
．
②下列叙述不正确的是
 
．（填字母）
A．因为HCHO与水分子间能形成氢键，所以CH2O易溶于水
B．HCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C．C2H2分子有一个σ键、2个π键
D．N2和CO具有相似的结构特点
（7）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物．
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是
 

②六氰合亚铁离子[Fe（CN）6]4-中不存在
 
．
A、共价键   B、非极性键   C、配位键   D、σ键   E、π键
（8）根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Ti属于
 
区．
（9）一种Al-Fe合金的立体晶胞如图所示．请据此回答下列问题：
①确定该合金的化学式
 
．
②若晶体的密度=ρ g/cm3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离（用含ρ的代数式表示，不必化简）为
 
cm．
（某同学配制480mL 0.5mol/L NaOH溶液．
（1）该同学在实验过程中，用到的玻璃仪器有：量筒、玻璃棒、胶头滴管
 
．
（2）其操作步骤如乙图所示，则甲图操作应在乙图中的
 
（填选项字母）之间．

A．①与②B．②与③C．④与⑤D．⑤与⑥
（3）该同学应称取NaOH固体
 
g，用质量为23.1g的烧杯放在托盘天平上称取所需NaOH固体时，请在附表中选取所需的砝码大小
 
（填小写字母），
并在下图中选出能正确表示游码位置的选项
 
（填大写字母）
附表：砝码规格
a b c d e
砝码大小/g 100 50 20 10 5

（4）该同学实际配制NaOH溶液的浓度为0.48mol?L-1，原因可能是
 
（填序号）
A．称量NaOH固体时，采用了“左码右物”
B．容量瓶中原来存有少量水
C．溶解固体的烧杯移液后未洗涤
D．用胶头滴管加水定容时仰视刻度．
在一定体积密闭容器中，进行如下反应：
CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其平衡常数K和温度t的关系如下：
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
（1）K的表达式为
 
，
（2）该反应为
 
反应（“吸热”或“放热”）
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据
 

A．容器中压强不变　            B．混合气体中CO浓度不变
C．v（H2）正=v（H2O）逆 　　    D．c（CO2）=c（CO）
（4）在830℃时，若起始浓度c（CO）为1mol?L-1，c（H2O）为1mol?L-1，反应达到平衡时，CO的转化率为
 
．
食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
粗食盐常含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提供的试剂如下：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、75%乙醇、四氯化碳．实验室提纯NaCl的流程如下：

（1）欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出A所代表的多种试剂，按滴加顺序依次为i  NaOH   ii
 
iii
 
（填化学式）．
（2）请写出下列试剂加入时发生反应的离子反应方程式：
加入试剂i：
 
；
加入试剂iii：
 
．
（3）洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为
 
．（从提供的试剂中选）
（4）实验中用到的盐酸的物质的量浓度为0.400mol/L，现实验室某浓盐酸试剂瓶上的有关数据如图：
欲用上述浓盐酸配制实验所需浓度的稀盐酸480mL，
①配制需要的玻璃仪器有
 
（填仪器名称）
②需量取的浓盐酸的体积为
 
．
已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G为黄绿色；形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；B的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）；K为红棕色粉末．其转化关系如图．请回答：
（1）工业上制C用A不用H的原因
 
．
（2）写出C与K反应的化学方程式
 
，该反应的反应物总能量
 
（填“大于”或“小于”）生成物总能量．
（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源（短时间）电解E水溶液的化学方程式
 
．
（4）J与H反应的离子方程式为
 
．
将氯气分别通入含有下列离子的溶液中，其中的离子不发生变化的是（　　）
A、SO42-
B、Fe2+
C、S2-
D、I-
根据等电子原理，下列分子或离子与SO42-有相似结构的是（　　）
A、PCl5
B、CCl4
C、NF3
D、N2

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