题目内容

镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：
（1）基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。
（2）沸点:NH3________AsH3(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。
（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。

（4）H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因________________________。
（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用NA表示阿伏加德罗常数的值）。
（1）4s24p2（1分）
（2）＞（1分，写“大于”不得分） NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3 (2分，只要指明NH3分子间存在氢键即可)
（3）As4O6（1分）    sp3（1分）
（4）H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+(2分，合理答案即可)
（5）(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4（2分，不写反应条件不扣分，化学式写错、不配平不得分）； (2分，合理答案即可)

试题分析：（1）锗是第四周期第ⅣA族元素，原子序数是32，所以依据核外电子排布规律可知，基态锗原子的价电子排布式为4s24p2；
（2）由于氮元素的非金属性强，因此NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3沸点；
（3）根据分子结构可知，分子内含有6个氧原子，4个砷原子，化学式为As4O6。由于每个As原子形成3个共价键，又因为中心原子还有1对孤对电子，所以采用的是sp3杂化；
（4）由于H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+，所以H2SeO4比H2SeO3酸性强；
（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，则根据原子守恒可知，另外一种生成物是甲烷，则该反应的方程式为(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4；根据晶胞结构可知GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连，且As原子全部在晶胞里面，共计是4个。晶胞边长为a pm，所以晶胞的体积
是a3pm3，所以每立方厘米含该晶胞的个数是，因此含有的As原子个数是×4，物质的量是mol，所以As元素的质量是mol×75g/mol＝g。
练习册系列答案
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乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2与水反应生成乙炔的反应方程式为________.
（2）比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______（用元素符号表示），用原子结构观点加以解释______。
（3）CaC中C22－与O22＋互为等电子体，O22＋的电子式可表示为______；1molO22＋中含有的π键数目为_______。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22－数目为______。

（5）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 _______。
（6）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______；分子中处于同一直线上的原子数目最多为______。
第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物。
（1）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．C6H6分子中含有6个σ键和1个大π键，C2H2是非极性分子
D．CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式________。
（2）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
写出一种与 CN－互为等电子体的单质的分子式________。
（3）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。
（4）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若晶体的密度为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。
已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以　　　　方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。 
(2)Y在周期表中位于　　　　　　　　　　　　;Z4+的核外电子排布式为　　　　。 
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10 m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。

①制备M的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　(Z用元素符号表示)。 
②在M晶体中,Ba2+的氧配位数(Ba2+周围等距且最近的O2-的数目)为　　　　。 
③晶体M密度的计算式为ρ=　　　　　　　　　　(Z相对原子质量为48)。
汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气的污染问题也成为当今社会急需解决的问题。为使汽车尾气达标排放，催化剂及载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图甲：

　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙
（1）下列有关说法正确的是________。
A．C3H8中碳原子都采用的是sp3杂化
B．O2、CO2、N2都是非极性分子
C．每个N2中，含有2个π键
D．CO的一种等电子体为NO＋，它的电子式为[：N??O：]＋
（2）CO与Ni可生成羰基镍[Ni（CO）4]，已知其中镍为0价，镍原子在基态时，核外电子排布式为_____________________；[Ni（CO）4]的配体是________，配位原子是________。
（3）Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，它在周期表中的位置是________。
（4）为了节省贵重金属并降低成本，也常用钙钛矿型复合氧化物催化剂。一种复合氧化物晶体结构如图乙，则与每个Sr2＋紧邻的O2－有________个。
[物质结构与性质]碳是形成化合物种类最多的元素。
(1)CH2=CH—C≡N是制备腈纶的原料，其分子中σ键和π键的个数之比为________(填最简整数比)，写出该分子中所有碳原子的杂化方式：________________。
(2)乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)的分子式均为C2H6O，但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点，其原因是_______________________________。
(3)某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为________________。
(4)碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。如图所示为碳化硅的晶胞(其中为碳原子，为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有________个。设晶胞边长为a cm，密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、b的式子表示)。
砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为　　　　;砷与溴的第一电离能较大的是　　　　。 
(2)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是　。 
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。As的空间构型为　　　　,与其互为等电子体的一种分子为　　　　。 
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的化学式为　　　　,As原子采取　　　　杂化。 

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与　　　　个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有　　　　(填字母)。 
A．离子键B．σ键C．π键D．氢键　E.配位键　F.金属键　G.极性键
向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。
（一）在化学实验和科学研究中，水是一种最常用的溶剂。水是生命之源，它与我们的生活密切相关。
（1）写出H2O的空间构型________。
（2）水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是          。
A．氧原子的杂化类型发生了改变B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变D．微粒中的键角发生了改变
（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是          (请用相应的编号填写)。

（二）胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料，波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上。
（4）写出铜原子价电子层的电子排布式          ，与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素是          (填元素符号)。
（5）实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有    ____      。
（6）实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。实验中所加C2H5OH的作用是         ____________ 。
下列说法正确的是
A．Na、Fe分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
B．将Ba(OH)2溶液滴到明矾溶液中，当SO42-刚沉淀完时，铝以Al(OH)3的形式存在
C．氢氧燃料电池以铂作电极，KOH溶液作电解质溶液,电池工作时溶液中的阴离子移向正极
D．能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3

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