X.Y.Z.R为前四周期元素.原子序数依次增大．X.Y同周期.X基态原子的最外层电子数是次外层的2倍.Y基态原子的s能级和p能级上电子数相等,Z是地壳中含量最高的金属元素,R+离子的3d轨道全充满．请回答下列问题:(1)Z3+离子的核外电子排布式是1s22s22p6．(2)科学家成功地在高压下将XY2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体.该晶体中X原子的杂化轨道� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

X、Y、Z、R为前四周期元素，原子序数依次增大．X、Y同周期，X基态原子的最外层电子数是次外层的2倍，Y基态原子的s能级和p能级上电子数相等；Z是地壳中含量最高的金属元素；R⁺离子的3d轨道全充满．
请回答下列问题：
（1）Z³⁺离子的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶．
（2）科学家成功地在高压下将XY₂转化为具有类似SiO₂结构的原子晶体，该晶体中X原子的杂化轨道类型是sp³；X、Z、R的单质分别与足量Y₂充分反应所得产物的熔点由高到低的顺序是Al₂O₃＞CuO＞CO₂．（填化学式）
（3）由Y、R形成的某化合物的晶胞结构如右图所示，其化学式是CuO．
（4）常温下，pH相同的NaZY₂与Na₂XY₃两种溶液，物质的量浓度较大的是Na₂CO₃．（填化学式）
（5）将亚硫酸钠的水溶液逐滴加入RCl₂的水溶液中，再加入少量浓盐酸混匀，得到难溶的白色沉淀RCl，该反应的离子方程式是SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．

分析 X、Y、Z、R为前四周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的最外层电子数是次外层的2倍，最外层最多含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层为4个电子，所以X为C元素；Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z为Al元素；X、Y同周期，则Y为第二周期，Y基态原子的s能级和p能级上电子数相等，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，为O元素；R⁺离子的3d轨道全充满，的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，R原子的原子序数为29，则R为Cu元素，据此进行解答．

解答解：X、Y、Z、R为前四周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的最外层电子数是次外层的2倍，最外层最多含有8个电子，则X含有两个电子层，最外层为4个电子，所以X为C元素；Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z为Al元素；X、Y同周期，则Y为第二周期，Y基态原子的s能级和p能级上电子数相等，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，为O元素；R⁺离子的3d轨道全充满，的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，R原子的原子序数为29，则R为Cu元素，
（1）Z为Al元素，铝离子核外电子总数为10，铝离子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶，
故答案为：1s²2s²2p⁶；
（2）XY₂为CO₂，CO₂在高温高压下所形成的晶体具有类似SiO₂结构的原子晶体，该晶体中C原子形成4个C-O单键，则C原子含有4价层电子对，所以C原子轨道的杂化类型为sp³；
X、Z、R分别为C、Al、Cu元素，Y₂为氧气，则X、Z、R的单质分别与足量Y₂充分反应所得产物分别为：二氧化碳、氧化铝和氧化铜，二氧化碳形成的晶体为分子晶体，其沸点最低，氧化铜和氧化铝都是离子晶体，其中氧化铝中离子键较短，则其沸点较高，所以三者的沸点高低为：Al₂O₃＞CuO＞CO₂，
故答案为：sp³；Al₂O₃＞CuO＞CO₂；
（3）Y为O元素、R为Cu元素，由O、Cu形成的某化合物的晶胞结构如右图所示，Y的数目=8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$+1=4，R原子数目为4，所以Y和R的离子数目之比为4：4=1：1，所以该化合物的化学式为CuO，
故答案为：CuO；
（4）NaZY₂与Na₂XY₃分别为NaAlO₂、Na₂CO₃，碳酸氢根离子的酸性大于氢氧化铝，则pH相同时，碳酸钠溶液的浓度大于偏铝酸钠，故答案为：Na₂CO₃；
（5）白色沉淀为CuCl，二者发生了氧化还原反应，该反应的离子方程式为SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，
故答案为：SO₃^2-+2Cu²⁺+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．

点评本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，正确推断各元素名称为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生灵活应用基础知识的能力．

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【实验探究】
（1）木炭与浓硫酸反应的化学方程式：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（2）图1A装置中品红溶液颜色褪色（填“褪色”或“不褪色”），证明含有SO₂气体；
（3）图1装置B的作用是除去某种气体，这主要是利用了该气体的还原性性质来实现目的；
【实验讨论】
（4）有同学对B装置能否除尽SO₂气体有疑义．你认为应该在B、C装置之间连接图2中的A装置，以确认SO₂是否除尽；
【联系实际】
（5）煤和石油的燃烧过程中都有二氧化硫和二氧化碳排放，其中二氧化硫造成的环境影响主要是A，二氧化碳造成的环境影响主要是C．（每空格只填一个选项）
A．酸雨 B．破坏臭氧层 C．温室效应 D．光化学烟雾．

14．高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．它可以按下列方法制备：SiO₂ $→_{高温}^{①C}$Si（粗）$→_{300℃}^{②HCl}$SiHCl₃$→_{1000℃--1100℃}^{③过量H_{2}}$Si（纯），下列说法正确的是（　　）

	A．	步骤①的化学方程式为：SiO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+CO₂↑
	B．	步骤①②③中每生成或反应1mol Si，转移4mol电子
	C．	二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
	D．	SiHCl₃（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl₄（沸点67.6℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl₃

11．常温下，NC1₃是一种油状液体，其分子空间构型为三角锥形，下列对NC1₃的有关叙述错误的是（　　）

	A．	NC1₃中N-C1键键长比CCl₄中C-C1键键长短
	B．	NC1₃分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
	C．	NCl₃分子是极性分子
	D．	NBr₃的沸点比NCl₃的沸点低

18．下列物质的使用不涉及化学变化的是（　　）

	A．	用饱和硫酸铵溶液沉淀蛋白质
	B．	用生石灰干燥氨气
	C．	用铝制的容器盛装浓硫酸
	D．	用饱和碳酸钠溶液收集实验室制取的乙酸乙酯

8．已知M、W、X、Y、Z均为短周期元素，M为形成化合物种类最多的元素．W、Z同主族，X、Y、Z同周期，Z元素的原子序数为W的2倍，Z的最外层电子数为Y的最外层电子数的2倍，Y的电子层数和最外层电子数相等，W和X能形成X₂W和X₂W₂两种化合物，下列说法不正确的是（　　）

	A．	W、X、Y形成的简单离子，其半径大小关系为W＞X＞Y
	B．	M、W元素形成的简单氢化物的稳定性：W＞M
	C．	X是同周期中金属性最强的元素
	D．	Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液能与Y的单质在常温下剧烈反应

15．甲醇合成反应为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）

（1）合成甲醇的反应过程中物质能量变化如图1所示．写出合成甲醇的热化学方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-（b-a）kJ/mol．
（2）实验室在lL密闭容器中进行模拟合成实验．将1molCO和2molH₂通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：（表中数据单位：mol•L^-l）

温度\时间	10min	20min	30min	40min	50min	60min
300℃	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500℃	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

①300℃时反应开始10分钟内，H₂的平均反应速率为0.08mol/（L•min）；
②500℃时平衡常数K的数值为25；
③300℃时，将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是cd（选填编号）．
a．c（H₂）减小
b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH₃OH的物质的量增加
d．重新平衡时$\frac{c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$减小
（3）如图2是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．
①甲中负极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为2.24l；
③反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要300mL5.0mol•L^-lNaOH 溶液．

12．化学反应原理对于研究物质的变化意义重大．
（1）向某密封容器中充入等物质的量气体A和B，-定温度下，发生如下反应：
aA（g）+bB（g）?2C（g），达平衡后，只改变一个反应条件，测得容器中相关物质的物质的量浓度、化学反应速率随时间变化关系曲线分别如图所示．

①7min内A的化学反应速率v（A）=0.08mol•L^-1•min^-1．
②b=1．
③反应的△H＜O（填“＞”、“=”或“＜”＞，40min改变的反应条件是升高温度．
④20-30min和30〜40min的化学平衡常数关系是：前者等于后者（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）25℃时，将0.2mol•L^-1的某酸HX逐滴加入到25mL0.1mol•L^-1NaOH溶液中，恰好完全反应时，所得溶液的pH＞7．
①当滴加的体积小于12.5mL时，随着HX的滴入，水的电离程度会逐渐增大（填“逐渐增大”、“无变化”或“逐渐减小”）．
②若滴加至15mL时溶液呈中性，则HA的电离常数K=5×10^-7mol•L^-1．
③当滴加至25mL时，溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（X^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

13．

烧杯中装有一定量硫酸和硫酸铜的混合溶液，已知该溶液中含H₂SO₄的质量为9.8g．某同学为测定该混合溶液中硫酸铜的质量，向烧杯中逐渐加入l0%的NaOH溶液，得到沉淀的质量记录如下：

加入NaOH溶液的质量/g	50.0	100.0	150.0	200.0	250.0
生成沉淀的质量/g	0.0	2.5	8.6	9.8	9.8

（1）得到沉淀的总质量为9.8g，该混合溶液中硫酸铜的质量为16g．
（2）参加反应的NaOH溶液的总质量是多少克？
（3）画出在该混合溶液中加入NaOH溶液质量与生成沉淀质量变化关系的曲线．

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