21．(09年福建理综·30)[化学--物质结构与性质](13分)

Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：

①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；

②Y原子价电子(外围电子)排布msⁿmpⁿ

③R原子核外L层电子数为奇数；

④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

(1)Z²⁺ 的核外电子排布式是　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)在[Z(NH₃)₄]²⁺离子中，Z²⁺的空间轨道受NH₃分子提供的　　　　　 形成配位键。

(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是　　　　 。

a.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙　　　　　　　 b.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙

c.稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙　　　　　　　 d.稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙

(4)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为　　　　　　 (用元素符号作答)

(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为　　　　 。

(6)五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于　　　 。

答案：(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹ (2)孤对电子(孤电子对)

(3)b　 (4)Si < C <N　 (5) 3:2 (6)原子晶体

解析：本题考查物质结构与性质。29号为Cu。Y价电子：msⁿmpⁿ中n只能取2，又为短周期，则Y可能为C或Si。R的核外L层为数，则可能为Li、B、N或F。Q、X的p轨道为2和4，则C(或Si)和O(或S)。因为五种元素原子序数依次递增。故可推出：Q为C，R为N，X为O，Y为Si。(1)Cu的价电子排布为3d¹⁰4s¹，失去两个电子，则为3d⁹。(2)Cu²⁺可以与NH₃形成配合物，其中NH₃中N提供孤对电子，Cu提供空轨道，而形成配位键。(3)Q、Y的氢化物分别为CH₄和SiH₄，由于C的非金属性强于Si，则稳定性CH₄>SiH₄。因为SiH₄ 的相对分子质量比CH₄大，故分子间作用力大，沸点高。(4)C、N和Si中，C、Si位于同一主族，则上面的非金属性强，故第一电离能大，而N由于具有半充满状态，故第一电离能比相邻元素大，所以N>C>Si。(5)C、H形成的相对分子质量的物质为C₂H₂，结构式为H-C≡C-H，单键是σ键，叁键中有两个是σ键一个π键，所以σ键与π键数之比为3︰2。(6)电负性最大的非元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO₂，属于原子晶体。

20．(09年安徽理综·25)(17分)

W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物。

(1)W位于元素周期表第　 周期第　　 族。W的气态氢化物稳定性比H₂O(g) 　　(填“强”或“弱”)。

(2)Y的基态原子核外电子排布式是　　　 ，Y的第一电离能比X的　　　 (填“大”或“小”)。

(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是　　　 。

Fe(s)+O₂(g)=FeO(s) △H=－272.0kJ·mol^－1

2X(s)+O₂(g)=X₂O₃(s) △H=－1675.7kJ·mol^－1

X的单质和FeO反应的热化学方程式是　　　　　　　　　 。

答案：^{(1)二 　VA　 弱}

^{(2)1s22s22p63s23p4　 大}

^{(3)Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O}

^{(4)3FeO(s) + 2Al(s)Al2O3(s) + 3Fe(s)　 △H=－859.7KJ/mol}

解析：首先推出题中几种元素，W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，在结合原子序数的大小可知，W是氮元素，Y是硫元素，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，根据基态原子核外电子所遵循的原则，可以写出电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，X为铝元素，Z能够形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物，推知Z为铜元素，两种氧化物分别为Cu₂O和CuO。

19．(09年海南化学·19.4)(11分)

已知A、B、C、D和E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如右图。

请回答：

(1)A元素的名称是　　　　　　　　　　 ；

(2)B的元素符号是　　　　　　　 ，C的元素符号是　　　　　　　 ，B与A形成的化合物比C 与A形成的化合物沸点高，其原因是　　　　　　　　　　

(3)E属元素周期表中第　 　　　　周期，第　　　　 族的元素，其元素名称是　　　　 ，它的+2价离子的电子排布式为　　　　　　　　　　 ：

(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为　　　　　　 ；该离子化合物晶体的密度为ag·cm^-3，则晶胞的体积是　　　　　　　　 (只要求列出算式)。

答案：：(11分)

(1)氢(1分)

(2)F　　　 Cl　　 氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键(3分)

(3)四　　 VIIB　 锰　 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵(4分)

(4)CaF₂　　 (3分)

解析：从D、E是周期表中1-18列中E排第7列可判断E是第4周期VIIB族，所以D也在第4周期；图中离子化合物D：B=1：2，则D为Ca，且B的序数在前面，B为F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H。

(2)考查氢键；(3)锰在周期表中的位置，+2价时已经失去个电子，所以排布式为[Ar]3d⁵；

(4)ρ= = (40+38)×4÷(6.02×10²³)g÷V = a g·cm^-3

V =

18．(12分)(08年江苏化学·21A)

已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC₂为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl₃能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)

(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　　　　 。

(2)B的氢化物的分子空间构型是　　　　　　 。其中心原子采取　　　　　 杂化。

(3)写出化合物AC₂的电子式　　　　　　 ；一种由B、C组成的化合物与AC₂互为等电子体，其化学式为　　　　　　　 。

(4)E的核外电子排布式是　　　　　　　 ，ECl₃形成的配合物的化学式为　　　　 。

(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

答案：(12分)

(1)C＜O＜N　　　　　　　 (2)三角锥形　　　　 sp³

(3)　　 N₂O

(4)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹(或[Ar] 3d⁵4s¹)　　　 [Cr(NH₃)₄(H₂O)₂]Cl₃

(5)4Mg+10HNO₃=4Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O

解析：A:化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，推知C为氧元素，D为镁元素，AC₂为非极性分应为二氧化碳，A为碳元素。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高，推出B氮元素，NH₃分子空间构型是三角锥形，氮原子sp³杂化，E的原子序数为24，ECl₃能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界，E为铬元素，二氧化碳分子应满足8电子稳定态。

17．(8分)(08年山东理综·32)[化学­--物质结构与性质]

氮是地球上极为丰富的元素。

(1)Li₃N晶体中氮以N^3-存在，基态N^3-的电子排布式为___________。

(2) NN的键能为942 kJ·mol^-1，N-N单键的键能为247 kJ·mol^-1，计算说明N₂中的___________键比____________键稳定(填“σ”或“π”)。

(3)(CH₃)₃NH⁺和AlCl₄^-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂__________(填“大”或“小”)，可用作__________(填代号)。

　 a．助燃剂

　 b．“绿色”溶剂

　 c．复合材料

　 d．绝热材料

(4)X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N^3－形成的晶体结构如图所示。X的元素符号是_____________，与同一个N^3-相连的X⁺有__________个。

答案：

(1)1s²2s²2p⁶(2)π　　 σ　 (3)小　 b　　 (4)Cu　 6

解析：基态N^3-的电子10个，已达稳定状态，故为1s²2s²2p⁶，计算可知，N≡N中的π键的键能为942 kJ·mol^-1减去N－N单键的键能247 kJ·mol^-1 ，因此π键比σ键稳定。离子液体由阴、阳离子组成，其挥发性较小，且无污染。X⁺中所有电子正好充满KLM三个电子层，应含有28个电子，则X原子未29个电子，X的元素符号是Cu，X⁺ 和N^3-组成比例为3：1，根据晶体结构图所示黑点为X⁺，白点为N^3-，与同一个N^3-相连的X⁺有6个。

16．(11分)(08年海南化学·25)四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1。

(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是　　　 、　　　 ；杂化轨道分别是　　　 、　　　 _；a分子的立体结构是　　　 。

(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是　　　 晶体、　　　 晶体。

(3)X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是(填分子式)　　　 。

(4)Y与Z比较，电负性较大的　　　 ，其+2价离子的核外电子排布式是　　　　　　　　　 。

答案：(11分)(1)CH₄　 SiH₄　 sp³　 sp³　 正四面体　 (2)分子　 原子　 (3)CO₂

(4)C　 (5)Zn　 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

解析：由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s²2s²2p²，为碳元素；由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族，又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y，所以Z可能为硅元素(14号)或锗元素(32号)，若Z为锗元素，则四种元素的核电荷数之和大于51(因W的核电荷数比Z的还要大)，即Z只能为硅元素；由“W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1”可知W的最外层电子数为2，由“d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1”可知d轨道中的电子数为10，所以W原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，即W为锌元素；又因四种元素的核电荷数之和为51，所以X元素的核电荷数为1，是氢元素。

15．(10分)(08年广东化学·27)镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。

(1)以MgCl₂为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl₂等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有　　　　　　 。

(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：　　　　　　　　　　 。

(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：　　　　　　　　 。

(4)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：

解释表中氟化物熔点差异的原因：　　　　　　　 。

(5)人工模拟是当前研究的热点。有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合或Cu(I)(I表示化合价为+1)时，分别形成a和b：

①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有　　　　 键的特性。

②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用力的差异　　　　　　　　 。

答案：(10分)(物质结构选做题)

(1)增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性

(2)⑧应为黑色

(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。燃烧时，电子获得能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来的地能量轨道，并向外界释放能量(光能)

(4)NaF与MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，所以NaF与MgF₂远比SiF₄熔点要高。又因为Mg²⁺的半径小于Na⁺的半径，所以MgF₂的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF₂的熔点大于NaF。

(5)①σ键　 ②a中存在氢键和范德华力，b中存在配位键

解析：(1)　 以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时，常加入NaCl、KCl、或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有：增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性。

(2)　 请更正图中错误：⑧应为黑色。

(3)　 请用原子结构的知识解释发光的原因：原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。燃烧时，电子获得能量，从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来轨道，并向外界释放能量(光能)。

(4)　 解释表中氟化物熔点差异的原因：NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。又因为Mg2+的半径小于Na+的半径，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF2的熔点大于NaF。

(5)　 ①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有：σ键的特性。

②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用的差异：a中微粒间的相互作用为氢键，b中微粒间的相互作用为配位共价键。　

35．［化学--选修物质结构与性质］(15分)

(1)S　 C

(2)V形　 直线形　 SO₂　 因为CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大

(3)Cr　 四　 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ +6

(4)F-H…F　 F-H…O　 O-H…F　　 O-H…O

解析：根据电子的核外排布规律，能量最低原理，且X原子核外的M层中只有两对成对电子，故X为硫元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，共有6个电子，Y为碳元素，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素为氧元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，Q的核电荷数为24，是铬元素，在元素周期表的各元素中电负性最大的是氟元素。XZ₂与YZ₂分子为SO₂、CO₂， SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO₂在H₂O中的溶解度较大。且H易与O、 F、N形成氢键。

14．[化学--选修物质结构与性质](15分)(08年宁夏理综·35)

X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：

(1)X、Y的元素符号依次为　　　　　 、　　　　　 ；

(2)XZ₂与YZ₂分子的立体结构分别是　　　　　 和　　　　　 ，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是　　　　　 (写分子式)，理由是　　　　　　　　　　 ；

(3)Q的元素符号是　　　　 ，它属于第　　　 周期，它的核外电子排布式为　　　　　 ，在形成化合物时它的最高化合价为　　　　　　　 ；

(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键　　　　　　　 。

13．(07年山东理综·32)(8分)[化学－物质结构与性质]

请完成下列各题：

(1)前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有　　 种。

(2)第ⅢA、ⅤA原元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为　　　　　　 。在GaN晶体中，每个Ga原子与　　　 个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为　　　　　 。在四大晶体类型中，GaN属于　　　　 晶体。

(3)在极性分子NCl₃中，N原子的化合物为―3，Cl原子的化合价为+1，请推测NCl₃水解的主要产物是　　　　　　 (填化学式)。

　 答案：(1)5

　 (2)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹(或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹)　 4　 正四面体　 原子

　 (3)HClO　 NH₃·H₂O

　 解析：(1)第四周期中，基态原子中未成对电子数与其周期数相同的元素包括：第1周期的氢、第二周期的碳和氧、第三周期的磷、第四周期的铁，共5种。

　 (2)Ga在元素周期表中是第四周期、第ⅢA族，原子序数是31，即其原子核外电子数是31，根据核外电子的排布规律可以写出该原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹。因为GaN晶体结构与单晶硅相似，可知GaN晶体是原子晶体，晶体结构为空间网状结构，每个Ga原子与四个N相连，这四个N原子构成的空间构型是正四面体型。

　 (3)水解反应前后各元素的化合价不变，由题意知NCl₃中N的化合价为-3价，Cl的化合价为+1价，则在NCl₃水解的产物中N的化合价也是-3价，Cl的化合价是+1价，分析可知其水解产物是HClO和NH₃ ·H₂O 。