题目内容
(14分)现有5种短周期元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子,B最外层上电子数是次外层电子数的两倍,C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性,E是短周期中电负性最小的元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题:
(1)写出A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式 。
(2)CS2和B、D元素形成的一种化合物为等电子体,则CS2的分子结构为 ,1molCS2中含有的π键为 个。
(3)Y的中心原子的杂化轨道类型为 ,分子的立体构型为 。
(4)由A、B、D、E形成的化合物W、Z,其中W由三种元素组成,Z由四种元素组成,水溶液物显碱性,用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因 。等浓度,等体积的W,Z的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,钛原子的电子排布式为 ,该氮化钛的化学式为 ,氮原子的配位数为 。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm,则氮化钛的密度为 g.cm3(NA为阿佛加德罗常数值,只列式计算)。![]()
(1)Na+[:H]-(1分) (2)S=C=S(1分),2×6.02×1023个(1分)
(3)sp3(1分),三角锥形(1分)
(4)HCO3-+H2O
H2CO3+OH-(2分) c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)(2分)
(5)1S22S22p63S23d24S2(1分) TiN(1分) 6(1分)62×4/(2a×10-10)NA(2分)
解析试题分析:现有5种短周期元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子,则A是氢元素;B最外层上电子数是次外层电子数的两倍,因此B是碳元素;C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性,则C是氮元素,Y是氨气。E是短周期中电负性最小的元素,则E的金属性最强,因此是钠元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物,这说明D是氧元素。
(1)A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物是氢化钠,含有离子键,电子式为
。
(2)CS2和B、D元素形成的一种化合物为等电子体,该化合物是CO2,二氧化碳是直线形结构,因此则CS2的分子结构为直线形,结构式为S=C=S。双键是由1个δ键和 1个π键构成的,1molCS2分子中含有2个碳硫双键,因此含有的π键为2×6.02×1023个个。
(3)氨气分子中氮原子含有1对孤对电子,价层电子对数是4,速中心原子的杂化轨道类型为sp3,分子的立体构型为三角锥形。
(4)由A、B、D、E形成的化合物W、Z,其中W由三种元素组成,Z由四种元素组成,水溶液物显碱性,则该化合物分别是碳酸钠和碳酸氢钠,二者均强碱弱酸盐,水解溶液显碱性,因此Z溶液显碱性的原因是HCO3-+H2O
H2CO3+OH-。由于碳酸氢根的水解程度大于电离程度,因此等浓度,等体积的W,Z的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。
(5)钛是22号元素,依据核外电子排布规律可知钛原子的电子排布式为1S22S22p63S23d24S2。根据晶胞结构可知钛原子个数是1+12×
=4,氮原子个数是8×
+6×
=4,因此化学式为TiN。氮原子周围离氮原子最近的钛原子个数6个(上下左右前后各1个),因此氮原子的配位数为6。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm,则晶胞的边长是2a×10-10 cm,则有
×NA=4,即则氮化钛的密度为62×4/(2a×10-10)NAg.cm3。
考点:考查元素推断、核外电子排布、等电子体、共价键、杂化轨道、空间构型、水解以及晶胞计算
(13分)近现代战争中,制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢,热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为:铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
(1)铬元素的基态原子的价电子层排布式是 。
(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为 .
(3)Mn和Fe的部分电离能数据如表:
| 元 素 | Mn | Fe | |
| 电离能 /kJ·mol-1 | I1 | 717 | 759 |
| I2 | 1509 | 1561 | |
| I3 | 3248 | 2957 | |
根据表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。
某镍配合物结构如右图所示,分子内含有的作用力
有 (填序号)。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 。
(5)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是
(6)铁能与氮形成一种磁性材料,其晶胞结构如右图所示,则该磁性材料的化学式为
X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
| 元素 | 相关信息 |
| X | X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3 |
| Y | Y是地壳中含量最高的元素 |
| Z | Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1 |
| W | W的一种核素的质量数为28,中子数为14 |
| T | 常温常压下,T单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积 |
| P | P的价层电子排布为[Ar]3d104s2 |
(2)TY2中心原子的杂化方式为_______;XY2中一个分子周围有__________个紧邻分子;堆积方式与XY2晶胞类型相同的金属有_________(从“Cu、 Mg、K、Po”中选出正确的),其空间利用率为_______。
(3)Z的第一电离能比Mg的________(填“大”或“小”);写出Z单质与NaOH溶液反应的化学方程式 。
(4)写出W的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式 ;W的最高价氧化物与XY2的熔点较高的是 ,原因是 。
(5)处理含XO、TO2烟道气污染的一种方法,是将其在催化剂作用下转化为单质T。已知:
① XO(g)+ 1/2O2(g)=XO2(g) ΔH="-283.0" kJ·mol-1 ② T(s)+O2(g)=TO2(g) ΔH="-296.0" kJ·mol-1
此反应的热化学方程式是______________________________。
(6)P在周期表的 区;P和T形成的化合物PT在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方PT晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为_________ g·cm-3(列式并计算)。
已知BeCl2为共价化合物。 下列对于BeCl2分子的说法正确的是
| A.由极性键构成的极性分子 | B.由非极性键构成的非极性分子 |
| C.由非极性键构成的极性分子 | D.由极性键构成的非极性分子 |