1.2物质结构研究的范式与方法 同步练习
一、单选题
1.下列化学用语错误的是( )
A.乙炔的空间充填模型:
B.正丁烷的结构简式:CH(CH3)3
C.乙酸的球棍模型:
D.2,3-二甲基丁烷的键线式:
2.下列化学用语或模型正确的是( )
A.氮分子的电子式:
B.乙烯的结构简式:CH2CH2
C.Na2O2的电子式:
D.二氧化碳的比例模型:
3.下列化学用语正确的是( )
A.硫离子结构示意图: B.氨气的电子式:
C.乙烯的结构简式: D.甲烷的球棍模型:
4.下列对化学用语的描述正确的是( )
A.羟基的电子式: B.中子数为18的硫原子:18S
C.CO2的比例模型: D.氯乙烯的结构简式:CH2=CHCl
5.高纯度HF刻蚀芯片的反应为:4HF+Si=SiF4↑+2H2O。下列有关说法正确的是( )
A.(HF)2的结构式:H—F—F—H
B.H2O的比例模型:
C.Si原子的结构示意图:
D.SiF4的电子式:
6.下列有关物质的表达式错误的是( )
A.1,3-丁二烯的分子式:C4H6 B.乙烯球棍模型:
C.甲醛的结构式: D.乙炔的电子式:
7.下列有关化学用语正确的是( )
A.羟基的电子
B.Cl-的结构示意图:
C.二氧化碳分子的比例模型:
D.葡萄糖的摩尔质量:180
8.下列化学用语表示错误的是( )
A.甲烷的比例模型:
B.苯分子的实验式:CH
C.溴乙烷的电子式:
D.聚氯乙烯的链节:
9.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,X与Z同主族,W、X、Y形成的化合物如图。下列说法正确的是( )
A.原子半径:YB.电负性:W>X
C.X、Z形成的化合物可能为非极性分子
D.位于s区的元素有2种
10.下列化学用语正确的是( )
A.碳原子的核外电子轨道表示式:
B.第一电离能:O>N>C
C.新戊烷的球棍模型:
D.乙炔分子中σ键与π键个数比为1:2
11.下列表示正确的是( )
A.钠原子的结构示意图:
B.二氧化碳的结构式:O—C—O
C.氯化氢的分子结构模型:
D.氯化氢的电子式:
12.随着科学技术的发展,人们可以利用很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法正确的是( )
A.通过李比希元素分析仪可以确定有机物的分子式
B.对乙醇和二甲醚进行质谱分析,质谱图完全相同
C.利用红外光谱仪无法区分丁烯和环丁烷两种烃
D.X射线衍射图经过计算可获得键长和键角等数据
13.下列化学用语正确的是( )
A.苯的结构式:
B.乙烯的结构简式C2H4
C.3﹣甲基﹣1﹣丁烯的结构简式:(CH3)2CHCH=CH2
D.羟基(﹣OH)的电子式:
14.我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成,爆炸时的反应为 。下列化学用语的使用正确的是( )
A.中子数为16的硫的核素可表示为
B. 的电子式为
C.碳的两种单质金刚石和石墨互为同位素
D. 的比例模型为
15.下列说法正确的是( )
A.的空间充填模型:
B.2,3-二甲基丁烷的键线式:
C.的电子式:
D.基态N原子的轨道表示式:
16.下列表示正确的是( )
A.CaH2的电子式:H:Ca:H B.新戊烷的键线式:
C.F原子结构示意图: D.乙炔的比例模型:
二、综合题
17.
(1)在①NH4Cl ②H2 ③CaCl2 ④O2 ⑤Na2O2 ⑥H2O2 ⑦D2 ⑧O3 ⑨12C ⑩14C(填序号,下同)只含有离子键的是 ,属于同素异形体的是 ,属于离子化合物的是 。
(2)联氨(又称肼 N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
①联氨分子的电子式为 ,结构式为 。
②实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(其中某一产物为 NaCl),反应的化学方程式为 。
18.据《自然》学术期刊显示,厦门大学教授郑南峰,与北京大学教授江颖课题组密切合作,提出了一种铜材料表面配位防腐技术,可实现各种尺度的铜材料抗氧化。Cu及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Cu原子电子排布式为
(2)磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①P与N同主族,其最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3 H3PO4(填“>”或“<”),从结构的角度说明理由: 。
②P与N的氢化物空间构型相似,PH3键角 NH3键角(填“>”“<"或“=”)。
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体,将其改写成配合物形式的化学式可书写成 。其中配体的分子构型为 ,阴离子的中心原子杂化类型为 ,S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是; ,胆矾晶体中不包含的作用力有 (填序号)。
A.离子键 B.金属键 C.氢键 D.共价键 E.配位键
(4)铜镍合金的立方晶胞结构如图所示:
已知原子O、A的分数坐标为(0,0,0)和(1,1,1),原子B的分数坐标为 ,若该晶体密度为dg·cm-3,则铜镍原子间最短距离为 pm(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)
19.发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜。其中铁经历了如下转化:
其中②的化学方程式为:Na2FeO2+NaNO2+H2ONa2Fe2O4+NH3↑+NaOH(未配平)。
完成下列填空:
(1)Na原子核外有 种能量不同的电子,其中能量最高的电子所占的电子亚层符号为 。将反应②中涉及的短周期元素,按原子半径由大到小顺序排列。
(2)NH3分子的结构式为 。从原子结构的角度解释氮元素的非金属性比氧元素弱的原因。
(3)配平反应②的化学方程式 。若反应生成11.2 L(标准状态)氨气,则电子转移的数目为 。
(4)反应③中Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为 。写出Fe→Fe3O4的置换反应的化学方程式
20.硫酸亚铁铵又称莫尔盐,其化学成分为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,在定量分析、电镀冶炼、医学等领域都有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子排布式为 。
(2)Fe元素位于元素周期表的 区,电负性大小:O S(填“>”“<”或“=”)。
(3)SO的空间结构为 形,中心原子轨道的杂化方式为 。
(4)液氨中存在的分子间作用力包括 。
(5)H2O在不同条件下可得到不同结构的晶体,其中一种冰晶体的立方晶胞结构如下图所示:
①每个晶胞中所含的氢键数目为 ;
②设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为anm,则晶胞密度为 g·cm-3。
三、推断题
21.X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素,常温下,六种元素的常见单质中三种为气体,三种为固体。X与M,W与N分别同主族,在周期表中X是原子半径最小的元素,且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子,Z、W的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等。试回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置为 ;Y的简单氢化物的稳定性 (填“>”“<”或“=”)W的简单氢化物的稳定性。
(2)X、Z形成的含18电子的化合物的结构式为 。
(3)由X、Z、W、N四种元素组成的一种离子化合物A,已知A既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出A与足量盐酸反应的离子方程式 。
(4)X和W组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是 (填化学式),此化合物可将碱性工业废水中的CN-氧化,生成碳酸盐和氨气,相应的离子方程式为 。
22.现有五种元素,其中A、B、C为短周期主族元素,D、E为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素的第一至第四电离能如下: I1 = 738 kJ·mol-1 I2= 1451 kJ·mol-1 I3 = 7733 kJ·mol-1 I4 = 10540 kJ·mol-1
D是前四周期中电负性最小的元素
E在周期表的第七列
(1)B元素基态原子中能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向,原子轨道呈 形。
(2)E位于第 族、 区,该元素原子的核外电子排布式为 。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的电子排布图为 , 该同学所画的电子排布图违背了 。
(4)已知BA5为离子化合物,写出其电子式: 。
(5)检验D元素的方法是 ,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因: 。
答案解析部分
1.B
A.乙炔的结构简式为CHCH,空间充填模型:,A不符合题意;
B.正丁烷的结构简式:CH3CH2CH2CH3,B符合题意;
C.乙酸的结构简式为CH3COOH,球棍模型为:,C不符合题意;
D.2,3-二甲基丁烷的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2,键线式:,D不符合题意;
故答案为:B。
A.乙炔为直线形分子,其空间填充模型为;
C.乙酸的结构简式为CH3COOH,球棍模型为;
D.2,3-二甲基丁烷的键线式为。
2.C
A.氮气是双原子分子,两个N原子间通过三对共用电子成键,电子式为 ,故A不符合题意;
B.乙烯的分子式为C2H4,官能团为碳碳双键,结构简式为CH2=CH2,故B不符合题意;
C.Na2O2为离子化合物,是由钠离子和过氧根离子组成,电子式为 ,故C符合题意;
D.由二氧化碳的分子式与模型可知,模型中半径较小的球表示碳原子,模型中碳原子的半径应比氧原子半径小,实际碳原子的半径应比氧原子半径大,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.电子式是一种用来表示原子最外层电子数的式子;
B.结构简式是把结构式中的单键省略之后的一种简略表达形式,通常只适用于以分子形式存在的纯净物。应表现该物质中的官能团:只要把碳氢单键省略掉即可,碳碳单键、碳氯单键、碳和羟基的单键等大多数单键可以省略也可不省略 ;
C.比例模型是体现的组成该分子的原子间的大小关系的模型;
D.过氧化钠中氧原子之间形成的是共价键,钠离子和氧二负离子之间形成的是离子键。
3.C
A.硫离子质子数为16,硫离子的结构示意图为,故A不符合题意;
B.氨气是共价化合物,氨气的电子式为,故B不符合题意;
C.乙烯的结构简式为,故C符合题意;
D.是甲烷的比例模型,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.硫离子电子层均达到稳定结构;
B.氨气是共价化合物,原子核外电子数均达到稳定结构;
C.乙烯的官能团是碳碳双键;
D.甲烷为正四面体形结构,氢原子半径小于碳原子。
4.D
A.羟基为电中性基团,氧原子周围多1个电子,羟基的电子式:,故A不符合题意;
B.中子数为18的硫原子质量数为34,符号为34S,故B不符合题意;
C.CO2分子中碳原子半径大于氧原子半径,且比例模型中球和球紧靠,中间不用棍连,正确的比例模型为:,故C不符合题意;
D.氯乙烯分子含有氯原子和碳碳双键两种官能团,其结构简式为:CH2=CHCl,故D符合题意;
故答案为:D。
A、注意-OH和OH-的区别;
B、质量数=质子数+中子数;
C、注意球棍模型和比例模型的区别;
D、结构简式的双键、三键一般不能够省略,醛基、羧基、酯基例外。
5.C
A.HF间存在氢键,(HF)2的结构式:H-F···H-F,故A不符合题意;
B .H2O分子结构是V型,所以其比例模型为: ,故B不符合题意;
C .Si是14号元素,其原子结构示意图: ,故C符合题意;
D .F原子最外层7个电子,SiF4的电子式:,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.(HF)2是由2个HF分子通过分子间氢键形成的双聚分子;
B.水分子为V形;
D.F原子最外层达到8电子稳定结构。
6.B
A.1,3-丁二烯的结构简式为CH2=CH-CH=CH2,分子式为C4H6,A不符合题意;
B.乙烯分子中碳原子半径比氢原子大,6个原子共面,比例模型为 ,B符合题意;
C.甲醛分子式为CH2O,含有醛基,结构式为 ,C不符合题意;
D.乙炔分子式为C2H2,2个C原子间形成三键,电子式为 ,D不符合题意;
故答案为:B。
A.根据结构式写出分子式
B.比例模型并非球棍模型
C.结构式体现出官能团
D.共价化合物通过共用电子对
7.A
A.羟基中含有一个氢氧共用电子对,其电子式为,A符合题意;
B.Cl-是由Cl原子最外层得到一个电子形成的,其核电荷数不变,原子核外最外层电子数为8,B不符合题意;
C.CO2为直线型分子,因此其比例模型为,C不符合题意;
D.摩尔质量的单位为g/mol,因此葡萄糖的摩尔质量为180g/mol,D不符合题意;
故答案为:A
A.电子式的书写需结合原子最外层电子结构;
B.Cl-是由Cl原子最外层得到一个电子形成的;
C.CO2为直线型分子;
D.摩尔质量的单位为g/mol;
8.D
A.甲烷的分子式为CH4,比例模型为 ,故A不符合题意;
B.苯的分子式为C6H6,实验式为CH,故B不符合题意;
C.电子式为 ,故符合要求,故C不符合题意;
D.聚氯乙烯的链节为 ,故D符合题意;
故答案为:D。
A.甲烷中碳原子的半径比氢原子的半径大
B. 实验式是用元素符号表示化合物分子中元素的种类和各元素原子个数的最简整数比的式子
C.溴乙烷为共价化合物,溴原子周围电子都应该体现出来
D.聚氯乙烯的单体物为
9.C
分析可知,W、X、Y、Z分别是B、O、Mg、S元素,
A.Y、Z分别是Mg、S元素,同周期元素从左到右原子半径减小,则原子半径:Y(Mg)>Z(S),A不符合题意;
B.非金属性越强其电负性越大,W、X分别是B、O,同周期从左到右非金属性增强,则电负性:W(B)C.非极性分子是原子间以共价键结合,分子里电荷分布均匀,正负电荷中心重合的分子,X为O、Z为S元素,形成的化合物可能为非极性分子如SO3,C符合题意;
D.位于周期表第IA、IIA族元素属于s区的元素,则只有Mg元素属于s区元素,D不符合题意;
故答案为:C。
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素 ,根据 基态W原子的核外s能级上的电子总数比p能级上多3个,则W的核外电子排布式为1s22s22p1,可推出W是硼元素;由图可知Y原子最外层有2个电子,且Y位于W之后,可推出Y是镁元素;根据图示信息可知X能形成2个共价键,且X位于W之后,可推出X是氧元素,X与Z同主族,且Z位于X之后,可推出Z是硫元素。据此分析。
10.A
A.碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,则轨道表示式: ,A用语符合题意;
B.N原子最外层电子处于半充满的稳定状态,则第一电离能:N>O>C,B用语不符合题意;
C.异戊烷的球棍模型: ,C用语不符合题意;
D.乙炔分子中含有3条σ键,2条π键,则σ键与π键个数比为3:2,D用语不符合题意;
故答案为A。
B.电离能根据非金属性进行判断,但同周期中第二主族和第五主族元素反常比相邻的元素电离能大;
C.新戊烷的结构中最长链是三个碳原子进行判断;
D.根据单键是σ键,叁键中含有1个σ键和2个π键进行判断。
11.A
A.钠原子核内有11个质子,核电荷数为11,则其结构示意图: ,A表示符合题意;
B.二氧化碳的结构式为O=C=O,B表示不符合题意;
C.氯化氢的分子球棍模型为 ,C表示不符合题意;
D.氯化氢为共价化合物,则电子式 ,D表示不符合题意;
故答案为:A。
A.原子结构示意图中核内质子数等于核外电子数;
B.二氧化碳中C、O之间有2对公用电子对;
C.氯化氢的分子球棍模型中H和O的原子半径不同;
D.氯化氢为共价化合物。
12.D
A.李比希元素分析仪检测元素种类,故A不符合题意;
B.质谱仪检测相对分子质量,二者的相对分子质量相同,但分子碎片的质量不完全相同,质谱图不完全相同,故B不符合题意;
C.红外光谱仪检测化学键、官能团的结构特征,丁烯和环丁烷的官能团不同,利用红外光谱仪可以区分丁烯和环丁烷两种烃,故C不符合题意;
D.X射线衍射图经过计算可获得键长和键角等数据,故D符合题意;
故答案为:D。
A.通过李比希法只能测定有机物的比例式;
B.乙醇和二甲醚的类别不同,能够产生的离子碎片不同,所以质谱图不会完全相同;
C.红外光谱可以鉴别有机物中的官能团,丁烯和环丁烷的官能团种类不同,所以能用红外光谱鉴别;
D.X射线衍射图经过计算可获得键长和键角等数据。
13.C
解:A、苯的结构中还有一个大π键,故苯的结构式为 ,故A错误;
B、乙烯中含有碳碳双键,为官能团,乙烯的结构简式:CH2=CH2,故②正确;
C、3﹣甲基﹣1﹣丁烯的主链上有4个碳原子,在1号和2号碳原子间有一个碳碳双键,在3号碳原子上有一个甲基,故结构简式为:(CH3)2CHCH=CH2,故C正确;
D、氧原子与氢原.子通过一对共用电子对连接,羟基中的氧原子含有一个未成对电子,电子式为: ,故D错误.
故选C.
A、苯的结构式为 ;
B、乙烯中含有碳碳双键,在书写结构简式时,碳碳双键应保留;
C、3﹣甲基﹣1﹣丁烯的主链上有4个碳原子,在1号和2号碳原子间有一个碳碳双键,在3号碳原子上有一个甲基;
D、根据电子式的写法和羟基中含有一个未成对电子来解答;
14.A
A.中子数为16,质量数为32可用 表示,A符合题意;
B. K2S的电子式: ,B不符合题意;
C.金刚石和石墨互为同素异形体,不是同位素,C不符合题意;
D.CO2的分子模型为直线型,不是V型,D不符合题意;
故答案为:A。
A.左下角是质子数,左上角是质量数
B.硫离子应分在K+的两边,不能合并在一起
C.同位素需要是元素,但是金刚石和石墨是碳元素形成的不同的单质
D.二氧化碳的构型不对
15.B
A.水分子的空间构型为V形,空间充填模型为,故A不符合题意;
B.2,3-二甲基丁烷的键线式为,故B符合题意;
C.溴化铵是离子化合物,电子式为,故C不符合题意;
D.氮原子的原子序数为7,基态原子的轨道表示式为,故D不符合题意;
故答案为:B。
A.H2O的空间构型为V形,结合H、O原子半径大小进行分析。
B. 注意键线式中分子骨架是指除碳-氢键外的所有化学键,单键用线段表示,双键和叁键分别用平行的两条、三条线表示。
C.注意溴离子最外层有8个电子。
D.书写轨道表示式要遵循洪特规则(当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同)。
16.D
A.CaH2电子式: ,A项不符合题意。
B.新戊烷的键线式: ,B项不符合题意。
C.F原子结构示意图: ,C项不符合题意。
D.乙炔的比例模型为 ,D项符合题意。
故本题选D。
A.CaH2是离子化合物,不存在共用电子对,阴离子是H-;
B. 是异戊烷的键线式;
C.F原子核外电子数和质子数相同,均为9;
D.乙炔是直线形分子,含有C-H键和碳碳叁键。
17.(1)③;④⑧;①③⑤
(2);;NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
(1)①NH4Cl为离子化合物,含有离子键和共价键;
②H2和⑦D2均为氢气,只含有共价键;
③CaCl2为离子化合物,只含有离子键;
④O2和⑧O3均为O元素组成,属于同素异形体;
⑤Na2O2 属于离子化合物,含有离子键和共价键;
⑥H2O2属于共价化合物,含有共价键;
⑨12C 和⑩14C属于碳同位素;
因此,只含有离子键的是③,属于同素异形体的是④⑧,属于离子化合物的是①③⑤;
(2)联氨属于共价化合物,其分子中N和N形成、N和H均形成一对共用电子对,其电子式为 ,结构式为 ;
(3)结合题给信息知:反应物为NaClO和NH3,NH3→N2H4,N化合价由-3价升高至-2价;则知NaClO中Cl化合价由+1价降低至-1价,根据化合价升降总数或得失电子总数相等,配平方程式中氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的化学计量数,然后根据原子守恒确定有水生成,并配平其化学计量数得:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。
(1)由金属元素和非金属元素形成的物质是离子化合物,离子化合物具有离子键,相同元素形成的不同的单质叫做同素异形体
(2)①根据分子式写出联氨的电子式和结构式②根据反应物和生成写出方程式
18.(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)>;因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4多1个;<
(3)[Cu(H2O)4]SO4·H2O;V形;sp3杂化;O>S>H;B
(4)(0.5,0,0.5);
(1)铜的原子序数是29,基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;
(2)①由于HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4多1个,所以其最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4。
②P与N的氢化物空间构型相似,均是三角锥形,但氮元素的电负性强于磷元素,共用电子对偏向氮元素,排斥力增大,所以PH3键角<NH3键角。
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体,由于配位数是4,则将其改写成配合物形式的化学式可书写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O。其中配体水的分子构型为V形,阴离子的中心原子硫原子杂化类型为sp3杂化,非金属性越强,电负性越大,则S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是O>S>H,胆矾晶体中包含的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键,不包含的作用力为金属键,故答案为:B。
(4)已知原子O、A的分数坐标为(0,0,0)和(1,1,1),则原子B的分数坐标为(0.5,0,0.5),晶胞中铜原子的个数是,镍原子的个数是,若该晶体密度为dg·cm-3,则晶胞体积为,边长为,铜镍原子间最短距离为面对角线的一半,即为pm。
(1)依据构造原理分析;
(2)①分子结构中含非羟基氧原子数越多,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强;
②原子的电负性大,对孤电子对、成键电子对的吸引力强,电子对更靠近中心原子,相互之间的排斥作用更大,键角更大;
(3)依据铜盐配合物分析;依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型,确定杂化类型;非金属性越强,电负性越大;
(4)根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
19.(1)4;3s;r(Na)>r(N)>r(O)>r(H)
(2);氧原子和氮原子电子层数相同,氧原子核电荷数更大,核对外层电子吸引能力更强,原子半径更小,得电子能力更强,所以非金属性氧元素强于氮元素
(3)2Na2FeO2+NaNO2+3H2ONa2Fe2O4+NH3↑+3NaOH;3NA或1.806×1024
(4)1:1;3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
由流程可知,反应①为3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑,反应②为6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4 +NH3↑+7NaOH,反应③为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4 + 4NaOH,从而制得Fe3O4。
(1)Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1,占有4个轨道,因此有4种不同能量的电子;其中3s轨道的能量最高;反应②中涉及的短周期元素有Na、N、O、H,一般来说,电子层数越多,半径越大,同周期元素从左到右原子半径依次减小,因此半径r(Na)>r(N)>r(O)>r(H);
(2)NH3的N和H之间为极性共价键,每个H与N共用一对电子,结构式为;氧原子和氮原子电子层数相同,氧原子核电荷数更大,正电荷多,原子核对外层电子吸引能力更强,导致原子半径更小,因此得电子能力更强,所以非金属性氧元素强于氮元素;
(3)Na2FeO2中Fe由+2价升为+6价,NaNO2中N由+3价降为-3价,根据转移电子守恒和原子守恒,可配平方程式2Na2FeO2+NaNO2+3H2ONa2Fe2O4+NH3↑+3NaOH;11.2 LNH3的物质的量为0.5mol,根据方程式可知,生成1个NH3分子转移电子数为6,因此转移电子总数为0.5NA×6=3NA或1.806×1024;
(4)根据分析,反应③为Na2FeO2 +Na2Fe2O4+ 2H2O=Fe3O4+4NaOH,因此Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为1:1;Fe与水蒸气发生置换反应生成Fe3O4,方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2.
(1)Na原子核外电子排布为1s22s22p63s1,有4个能级,则有4种能量不同的电子;离核越远,能量越高;电子层数越多,半径越大,同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小。
(2)NH3中N-H键为共价单键;同周期元素原子,电子层数相同,核电荷数越大,原子核对外层电子吸引能力越强,导致原子半径较小,得电子能力较强,则非金属性较强。
(3)反应②为氧化还原反应,可根据得失电子守恒和质量守恒定律进行配平和计算。
(4)化学计量系数之比等于物质的量之比,根据反应③化学方程式进行分析;Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2。
20.(1)1s22s22p3
(2)d;>
(3)正四面体;sp3
(4)氢键、范德华力
(5)4;
(1)N元素的原子序数为7,核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3;答案为1s22s22p3。
(2)Fe元素的原子序数为26,核外有26个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe元素位于元素周期表的第四周期第VⅢ族,价电子3d64s2,为周期表中的d区;O、S属于同主族元素,从上而下,非金属性依次减弱,原子序数O<S,非金属性O>S,元素的非金属性越强其电负性越大,则电负性O>S;答案为d;>。
(3)中中心原子S原子价层电子对个数=4+=4+0=4,且不含孤电子对,则的空间结构为正四面体形,中心S原子轨道的杂化方式为sp3杂化;答案为正四面体;sp3。
(4)液氨中NH3分子间除了范德华力外,NH3分子间还可以形成氢键,所以液氨中存在的分子间作用力包括氢键、范德华力;答案为氢键、范德华力。
(5)①由题中晶胞结构可知,H2O分子中一个O可以与2个水分子形成氢键,一个H与一个水分子形成氢键,所以每个晶胞中所含的氢键数目为4;答案为4。
②由题中晶胞结构可知,H2O分子位于顶点和体心,则1个晶胞中含有H2O的数目为8×+1=2个,一个晶胞的质量为m=,晶胞的体积为V=(a×10-7cm)3,则晶胞密度为ρ=== g·cm-3;答案为。
(1)考查电子轨道排布规律,灵活运用相关知识。
(2)考查元素周期表的位置及相关规律。
(3)硫酸根为正四面体结构。
(4)液氨中除了分子间的范德华力外,还有氨气分子间的氢键。
(5)一个氧原子可以和两个水分子形成氢键,一个氢原子可以和一个水分子形成氢键。数出晶胞中水分子的个数,注意顶点位置只有八分之一,算出晶胞体积,即可计算出晶胞密度。
21.(1)第三周期ⅥA族;<
(2)
(3)HSO3-+H+ =H2O+ SO2↑、SO32-+2H+=H2O+ SO2↑
(4)H2O2;OH-+CN -+H2O2= CO32- +NH3↑
H的原子半径最小,所以X为H;X和M同主族,由M在题述元素中的排序知,M是Na。Y、Z、W位于第二周期,它们与H可形成等电子分子,结合Z、W的最外层电子数之和与Na的核外电子总数相等知,Y、Z、W依次为C、N、O, W与N同主族,则N为S。(1) N为S,在周期表中的位置为第三周期ⅥA族;C的非金属性弱于O的非金属性,故CH4的稳定性比H2O弱;故答案为<;(2)H、N形成的含18电子的化合物是N2H4,N2H4的结构式为 ;(3)由H、N、O、S组成的既能与盐酸反应又能与氯水反应的离子化合物为NH4HSO3或(NH4)2SO3,其分别与足量盐酸反应的离子方程式为HSO3-+H+ =H2O+ SO2↑、SO32-+2H+=H2O+ SO2↑;(4)H2O2中含有极性共价键和非极性共价键,H2O2具有氧化性,氧化碱性工业废水中CN-的离子方程式为OH-+CN -+H2O2= CO32- +NH3↑。
(1)根据元素周期律进行作答;
(2)书写化合物的结构式注意:将有机物的化学键全部展开;
(3)书写离子方程式注意:遵循质量、电荷守恒;不能主观臆断;难溶物、气体和弱电解质不拆;
(4)极性共价键:原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,可以是吸引力,也可是排斥力;
非极性共价键:同种原子吸引共用电子对的能力相等,成键电子对匀称地分布在两核之间,不偏向任何一个原子,成键的原子都不显电性。
22.(1)3;哑铃
(2)Ⅶ B;d;1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)
(3)泡利不相容原理
(4)
(5)焰色反应;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
A、B、C为短周期主族元素,D、E为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,其中A元素的核外电子数和电子层数相等,则A为H元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则其原子核外电子排布式为1s22s22p3,故B为N元素;C元素第三电离能剧增,则C元素原子最外层有2个电子,原子序数大于氮,故C为Mg;D是前四周期中电负性最小的元素,则D为K元素;E在周期表的第七列,则E为Mn。
(1)B元素为N元素,基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,能量最高的电子为2p能级电子,其电子云在空间有3个伸展方向,原子轨道呈哑铃形,故答案为:3;哑铃;
(2)E为Mn元素,Mn位于第四周期第七列,即处于周期表中第四周期第VII B族,属于d区元素,基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2),故答案为:ⅦB;d;1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2);
(3)由图可知,该同学所画的电子排布图3s轨道2个电子自旋方向相同,因此该同学所画的电子排布图违背了泡利不相容原理,故答案为:泡利不相容原理;
(4)NH5为离子化合物,由与H-构成,其电子式为,故答案为:;
(5)D元素为K元素,检验钾元素的方法是焰色反应,产生此现象的原因是:基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时,以光的形式释放能量,故答案为:焰色反应;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量。
【分析A元素的核外电子数和电子层数相等,则A为H元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则其原子核外电子排布式为1s22s22p3,故B为N元素;C元素第三电离能剧增,则C元素原子最外层有2个电子,原子序数大于氮,故C为Mg;D是前四周期中电负性最小的元素,则D为K元素;E在周期表的第七列,则E为Mn;
(1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,能量最高的电子位于2p能级;
(2)Mn位于第四周期第VIIB族;
(3)该排布图3s轨道2个电子自旋方向相同,违背了泡利不相容原理;
(4)NH5由与H-构成;
(5)检验钾元素的方法是焰色反应;焰色反应的原理是基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时,以光的形式释放能量