题目内容

7．碳、氮、氧是同周期相邻的三种元素，碳、氮、氧及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用．请回答下列问题：
（1）碳、氮、氧的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞C
（2）H2O的中心原子杂化轨道空间构型为V形，固态H2O的晶体类型为分子晶体，
（3）比较键角的大小：H2O＜CH4（填“＞”“＜”或“=”），原因为两种分子均采取sp3杂化，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小
（4）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图为．

分析 （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；
（2）根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，共价化合物形成的晶体为分子晶体；
（3）根据价层电子对互斥理论可知两种分子均采取sp3杂化，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小；
（4）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，M的离子质子数为11，电子数为10，M为钠元素．

解答 解：（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N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（2）H2O分子中O原子价层电子对个数=2+$\frac{6-2×1}{2}$=4，所以O原子采用sp3杂化，分子空间构型是正四面体形，但含有两个孤电子对，所以分子构型为V形，H2O为共价化合物，形成分子晶体，
故答案为：V形；分子晶体；
（3）CH4中碳原子价层电子对个数=4+$\frac{4-4}{2}$=4，为sp3杂化，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体形，其键角为109°28′，H2O中心原子O原子成2个σ键、含有$\frac{6-1×2}{2}$=2对孤对电子，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+2=4，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，H2O分子的立体构型是V形，其键角为104.5°，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小，所以H2O的键角小于CH4，
故答案为：＜；两种分子均采取sp3杂化，甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小；
（4）N的质子数为7，H的质子数为1，NH4+中含有10个电子，11个质子，元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，M的离子质子数为11，电子数为10，M为钠元素，则M的原子结构示意图为，
故答案为：．

点评 本题主要考查了第一电离能、原子杂化类型、原子结构等知识，题目难度中等，注意价层电子对互斥理论熟练应用．

练习册系列答案
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A．BCl3B．H2SC．NCl3D．SF6
18．某化工厂利用原电池原理处理废水并淡化海水．工作示意图如下．下列说法正确的是（　　）
A．电极a在装置中做正极
B．装置中膜A是阳离子交换膜
C．电极b的电极反应式是2NO3-+10e-+12H+═N2↑+6H2O
D．若有机物表示为C4H8O2，每转移10mol电子，电极a上产生22.4LCO2（标准状况）
15．钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠（Na2SX）分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如图所示：
Na2SX$?_{放电}^{充电}$2Na+XS （3＜X＜5）
物质NaSAl2O3
熔点/℃97.81152050
沸点/℃892444.62980
（4）根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为C（填字母序号）．
A．100℃以下      B．100℃～300℃
C．300℃～350℃D．350℃～2050℃
（5）关于钠硫电池，下列说法正确的是AD（填字母序号）．
A．放电时，电极A为负极
B．放电时，Na+的移动方向为从B到A
C．充电时，电极A应连接电源的正极
D．充电时电极B的电极反应式为SX2--2e-=xS
（6）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol•L-1 NaCl溶液，当溶液的pH变为l3时（忽略电解前后溶液的体积变化），电路中通过的电子的物质的量为
0.05mol，钠硫电池两极的反应物的质量差为2.3 g．（假设电解前钠硫电池两极的反应物质量相等）
2．下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．O.1mol/LKHC03溶液与O．1mol/L KOH溶液等体积混合，所得溶液中：c（K+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）
B．pH=1的NaHSO4溶液：c（H+）═c（SO42-）+c（OH-）
C．20ml O．lmol/L CH3COONa溶液与lOmLO．lmol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：C（Cl-）＞（CH3COO-）＞c（H+）＞c（CH3COOH）
D．pH=2的H2C2O4溶液与pH=l2的NaOH溶液任意比例混合：c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HC2O4-）
12．有X、Y、Z、T、U五种短周期元素．X、Y、Z三元素在周期表中的位置如图所示，三元素的原子序数之和是41．X和T的单质在不同条件下反应，可以生成T2X（白色固体）和T2X2（淡黄色固体）两种化合物．U单质在Z单质中燃烧时产生苍白色火焰，生成物的水溶液能使石蕊试液变红．
X
YZ
（1）各元素的符号是：ZCl，TNa
（2）Y原子的结构示意图为，U2X的电子式
（3）YX2和U2Y反应的化学方程式为2H2S+SO2═3S↓+2H2O，其中氧化剂是SO2，被氧化的元素是S．
19．下表列出的对晶体的说明中，错误的是（　　）
选项ABCD
晶体名称碘化钾干冰石墨碘
晶体中
的粒子		阴、阳离子分子原子分子
粒子间
的作用		离子键分子间
作用力		共价键分子间
作用力
A．AB．BC．CD．D
16．下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是（　　）
A．乙醇、戊烷、硝基苯B．苯、四氯化碳、己烯
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