[化学选修3:物质结构与性质]
Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素,原子序数依次递增.已知:
①Q为元素周期表中原子半径最小的元素;
②R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;
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;
④Q、R、Y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,Q、R两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂;
⑤Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同.
请回答下列问题(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示)
(1)化合物M的空间构型为
平面三角形
平面三角形
,其中心原子采取
sp2
sp2
杂化;化合物N在固态时的晶体类型为
分子晶体
分子晶体

(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为
C<O<N
C<O<N

(3)由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为
N2O
N2O
(写分子式)
(4)由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应,生成X2、RY2等物质.该反应的离子方程式为
2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O
2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O

(5)Z原子基态时的外围电子排布式为
3d24s2
3d24s2
;Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示,晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为
6
6
(2009?广州模拟)(1)下列现象和应用与电子跃迁无关的是
CF
CF

A.激光             B.焰色反应           C.燃烧放热
D.原子光谱         E.霓虹灯              F.石墨导电
(2)A、B、C三种短周期元素,A是原子半径最小的元素,B原子最外层电子数是次外层的两倍,C元素的基态原子L层有两个未成对电子.
①某直线形分子由A、B两种元素组成且原子个数比为1:1,该分子中含有
3
3
个σ键,
2
2
个π键.
②由A、B、C三种元素组成的无机阴离子,可形成二聚离子或多聚链状离子,从该阴离子的结构特点分析能够相互缔合的原因:
HCO3-中含有O-H键,相互之间可通过O-H┅O氢键缔合
HCO3-中含有O-H键,相互之间可通过O-H┅O氢键缔合

(3)CO的结构可表示为C≡O,N2的结构可表示为N≡N.下表是两者的键能数据:(单位:kJ/mol)
A-B A=B A≡B
C≡O 357.7 798.9 1071.9
N≡N 154.8 418.4 941.7
结合数据说明CO比N2活泼的原因:
断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是273kJ/mol,断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是523.3kJ/mol,断裂一个π键CO比N2更容易,所以CO更活泼
断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是273kJ/mol,断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是523.3kJ/mol,断裂一个π键CO比N2更容易,所以CO更活泼

(4)Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关.
①基态28Ni原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d84s2
1s22s22p63s23p63d84s2

②Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于
分子晶体
分子晶体
(填晶体类型).
③CuSO4?5H2O(胆矾)中含有水合铜离子因而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)
某化学课外研究小组拟对一种焰火原料(由两种短周期中的常见金属元素的单质组成的合金粉末)进行探究.请完成下列探究报告.
探究目的:探究该焰火原料的组成
资料检索:
①Mg2+检验的方法:取2滴待检液,加入2滴2mol?L-1NaOH溶液,再加入2滴镁试剂(I)染料(对硝基苯偶氮苯二酚).若出现沉淀并吸附镁试剂(I)染料呈天蓝色,表示待测液中含有Mg2+.(注:Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+会妨碍Mg2+的检测)
②Mg(OH)2可溶于浓的氯化铵溶液,其他的常见不溶性碱难溶于氯化铵溶液.
③很多合金是金属互化物,有确定的化学组成.
探究思路:①确定该焰火原料所含金属种类;②测定该火焰原料的化学式.
实验探究:(1)甲同学进行了初步实验,实验步骤和实验现象如下.请填写下表
试验序号 实验步骤 实验现象 结论
取少量该焰火原料,
加入冷水
无明显现象
合金中不含Li、Na等活泼金属
合金中不含Li、Na等活泼金属
取少量该焰火原料,
加入足量稀盐酸
完全溶解,有大量气体
产生、溶液呈无色
含有能与盐酸反应的较活泼的金属
含有能与盐酸反应的较活泼的金属
(2)乙同学取甲同学第②组实验所得的溶液,加入2滴NaOH溶液及镁试剂(I)染料,未见天蓝色物质.他得出合金中不含镁的结论.乙同学的结论
错误
错误
,(选填“正确”或“错误”)你的理由是
若稀盐酸过量,则不产生沉淀,就不能吸附镁试剂(I)染料,检验不出Mg2+
若稀盐酸过量,则不产生沉淀,就不能吸附镁试剂(I)染料,检验不出Mg2+

(3)丙同学设计实验方案,确定焰火原料中的金属种类,实验记录如下

由丙同学的实验记录可知该焰火原料是由
Mg
Mg
Al
Al
两种金属组成的合金;实验中滤液加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸的理由是
将NH4+转化为NH3,煮沸促进氨气逸出,防止NH4+干扰Mg2+的检验(或排除溶液中NH4+的干扰)
将NH4+转化为NH3,煮沸促进氨气逸出,防止NH4+干扰Mg2+的检验(或排除溶液中NH4+的干扰)

(4)丁同学利用丙同学的结论,设计如下图所示的实验步骤,确定合金组成.

问题讨论:
①能确定合金组成的数据组有
A、B、C
A、B、C
(填写选项字母).
A.m、n     B.m、y    C.n、y
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x,金属总物质的量为7mol.试在右图中作出y随x变化的曲线;
③当y=8.5mol时,该合金是一种金属互化物,其化学式为
Mg4Al3
Mg4Al3

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