专题2原子结构与元素性质强化基础高二下学期化学苏教版(2019)选择性必修2(含解析)

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名称 专题2原子结构与元素性质强化基础高二下学期化学苏教版(2019)选择性必修2(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-18 16:21:06

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专题2《 原子结构与元素性质》强化基础
一、单选题
1.H的电负性为2.1,当原子团的电负性小于2.1称为给电子基,大于2.1则为吸电子基,不同基团对物质酸性影响见下表,下列有关说法正确的是
Ka(25℃)
与羧基相连的基团
/ 参照原子 吸电子基 /
A.为吸电子基 B.电负性
C. D.水解常数(25℃):
2.已知某微粒的核外电子排布式是,下列判断错误的是
A.该元素在周期表的位置是第三周期ⅣA族
B.该元素最高价是+6,最低价是-2
C.该微粒原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
D.该微粒原子核外有5种能量不同的电子
3.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电子的分子,且第一电离能Y>Z。W原子电离能:I1=500、I2=4600、I3=6900、I4=9500、I5…,下列说法错误的是
A.Y、Z还均可与X形成含18个电子的分子
B.这四种元素位于三个不同周期
C.简单离子半径:Y>Z>W
D.电负性:Y>Z>X
4.X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的前四周期元素。其中X为元素周期表中半径最小的原子;的价电子数为5;Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍;Q基态原子次外层有三个能级且各能级均排满电子,最外层有1个电子。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.键角:
C.气体氢化物的沸点: D.与之间可形成配位键
5.下列说法错误的是
A.氮原子的轨道表示式:
B.K+电子排布式 1s22s22p63s23p6
C.L层的p轨道上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素在同一族
D.2p、4p能级的轨道数相等
6.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,根据对它们的理解,下列叙述中正确的是
A.因为s轨道的形状是球形的,所以s电子做的是圆周运动
B.3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
C.处于同一轨道上的电子可以有多个,它的运动状态完全相同
D.钾原子的3p轨道的能量比2s轨道的高
7.下列关于元素及元素周期律的说法,不正确的是
A.同主族元素的原子,最外层电子数相等
B.同周期元素的原子,随原子序数递增半径逐渐增大
C.Be的中子数为6
D.56Ba(OH)2的碱性强于38Sr(OH)2
8.W、X、Y、Z均为短周期元素,原子序数依次增加,W原子的最外层电子数是次外层的3倍,、具有相同的电子层结构,Z的阴离子不能发生水解反应.下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.简单氢化物的沸点:
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D.Z元素不同核素的电子式、基态核外电子排布式、基态轨道表达式均相同
9.下列说法正确的是
A.Na+的电子排布式为:1s22s22p53s1 B.基态碳原子的价层电子轨道表示式为
C.Cu的价层电子排布式为:3d104s1 D.基态Cl原子的简化电子排布式为:[Ne]4s24p5
10.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,已知X、Z的原子核外电子数之和等于Y的核外电子数。下列判断正确的是
X W Z
Y
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:
B.简单氢化物的稳定性:
C.电负性:
D.简单离子半径:
11.我国科学家为世界科技发展做出了重要贡献,下列属于我国科学家研究成果的是
①新一代抗疟药——双氢青蒿素的合成
②首次蛋白质的人工合成——结晶牛胰岛素
③提出原子理论——为近代化学的发展奠定基础
④发现元素周期律——把元素化学物纳入统一的理论体系
A.①② B.③④ C.①③ D.②③
12.W、X、Y、Z、M是构成离子液体的五种短周期不同主族元素,原子序数依次增大且只有一种元素与其他元素不在同一周期。离子液体被广泛应用于有机合成、分离提纯以及电化学研究中。离子液体的结构如图所示。下列有关说法错误的是
A.Y的氢化物常温下为气体
B.元素W与X形成的化合物中W显负价
C.Z的最高价含氧酸能与其对应的简单氢化物反应
D.由W、Z、M元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
13.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,元素Z与X同主族。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.简单离子半径: D.这些元素中有3种属于p区元素
14.短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大,X核外电子只有1种运动状态,Y、W的轨道均含有2个未成对电子,M是短周期原子半径最大的元素,N的氢氧化物具有两性,下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物
C.电负性:
D.M在不同条件下与氧气反应的产物阴阳离子个数比不同
二、填空题
15.A、B、C、D、E五种前四周期的元素,原子序数依次增大,其相关信息如下:
相关信息
A 所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等
B 核外有3种不同原子轨道,每个轨道容纳的电子数相等
C 基态时,2p轨道处于半充满状态
D 与C元素处于同一周期,且D的第一电离能小于C的第一电离能
E 是目前生产、生活中应用最广泛的金属
请回答下列问题:
(1)E位于元素周期表第________周期第_________族,其简化电子排布式为_________;
(2)D原子最外层电子排布图是_________________;
(3)A和B按照 1:1组成的相对分子质量最小的化合物甲中
①每个甲分子中含有__________个σ键;
②甲气体常用作燃料电池的负极材料,写出在NaOH溶液中甲用作负极的电极反应式____________;
(4)A和C组成的固体化合物AC5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,写出固体化合物AC5的电子式_________________;
(5)已知在元素周期表中存在“对角线规则”,即周期表中左上方与右下方元素它们的单质及其化合物的性质相似,如Li和Mg,试写出向BeCl2溶液中加入过量的NaOH溶液反应的化学方程式:______________。
16.工业上高纯硅可以通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)﹣236kJ
(1)反应涉及的元素原子半径从大到小的排列顺序为_____。其中硅原子最外层有_____个未成对电子,有_____种不同运动状态的电子;
(2)反应涉及的化合物中,写出属于非极性分子的结构式:_____;产物中晶体硅的熔点远高HCl,原因是_____;
(3)氯和硫是同一周期元素,写出一个能比较氯和硫非金属性强弱的化学方程式:_____;
(4)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3分钟后达到平衡,测得气体质量减小8.4g,则在3分钟内H2的平均反应速率为_____;
(5)该反应的平衡常数表达式K=_____,可以通过_____使K增大;
(6)一定条件下,在密闭恒容器中,能表示上述反应一定达到化学平衡状态的是_____。
a.v逆(SiCl4)=2v正(H2)
b.固体质量保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.c(SiCl4):c(H2):c(HCl)=1:2:4
17.有A、B、C、D、E五种元素,已知:
①它们位于3个不同的短周期,核电荷数依次增大。
②E元素的电离能(kJ mol-1)数据见表:
I1 I2 I3 I4 ……
496 4562 6912 9543 ……
③A、E都能与D按原子个数比1:1或2:1形成化合物。
④B、C都能与D按原子个数比1:1或1:2形成化合物。
(1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式__、__。
(2)分别写出③和④中按原子个数比1:1形成的化合物的化学式:__、__、__、__。
(3)(BC)2分子的结构式为__,含有__个σ键,__个π键。
18.有A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20.其中C、E是金属元素;A和E属同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1.B和D也属同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题:
(1)A是___________,B是___________,C是___________,D是___________,E是___________(用元素符号表示)
(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)___________。写出该物质的一种主要用途___________
(3)用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型___________
19.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。一般认为:如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7,原子之间通常形成共价键。表中是某些元素的电负性值:
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
电负性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
观察上述数据,回答下列问题:
(1)通过分析电负性值变化规律,确定Mg元素电负性值的最小范围:_______。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系_______。
(3)某有机化合物结构中含S-N键,其共用电子对偏向_______(写原子名称)。
(4)从电负性角度,判断AlCl3是离子化合物,还是共价化合物的方法是_______(写出判断的方法和结论);请设计一个实验方案证明上述所得到的结论:_______。
20.硫氰化钾(KSCN)是重要的化学试剂和药品。它易溶于水,水溶液呈中性。
完成下列填空:
(1)钾离子的电子式为______。碳原子的电子排布式为______;C和N的原子半径大小比较为C______N(填“>”、“=”或“<”)。
(2)如图装置所示是KSCN溶于水时的实验现象,该现象说明KSCN溶于水时会____(填“吸收”或“放出”)热量,则该溶解过程水合的热效应______(填“>”、“=”或“<”)扩散的热效应。
(3)KSCN水溶液呈中性,则硫氰酸(HSCN)的电离方程式为__________________;硫氰化铵(NH4SCN)溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是______________。
(4)若用KSCN溶液检验氯化亚铁溶液是否变质,实验方法是_________________。
21.第ⅢA元素也称为硼族元素,除硼外其余均为金属元素。硼的应用非常广泛,可用于原子反应堆和高温技术,甚至可用来制作火箭中所用的某些结构材料。
(1)硼元素位于元素周期表第__________周期。铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_________________________。
(2)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,以天然硼砂(主要成分为Na2B4O7·10H2O)为起始物,经过一系列反应可以得到BN、B和BF3等。
①反应a的化学方程式为________,为了加快反应a的化学反应速率可采取的措施有_____________(回答一条即可)。
②生成BN的化学反应_________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
③由B2O3制硼时所得到的产品不纯,主要含有的杂质为____________。
(3)有一类硼烷形似鸟巢,故称为巢式硼烷,如下有三种巢式硼烷的结构:
①根据五硼烷和六硼烷的化学式,推测十硼烷的化学式为_____________ 。
②已知:B6H10+O2→B2O3+H2O(未配平),每1 mol B6H10完全燃烧时转移__________mol电子。
(4)NaBH4被称为“万能还原剂”,近年来常用NaBH4与过氧化氢构建一种新型碱性电池,如图所示;则该电池放电时的负极反应式为___________,正极附近溶液的pH会___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
22.(1)铁在元素周期表中的位置为_____,基态铁原子有个未成对电子_____,三价铁离子的电子排布式为_____。
(2)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号_____,该能层具有的原子轨道数为_____;铝元素的原子核外共有_____种不同运动状态的电子、_____种不同能级的电子。
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_____形象化描述。在基态14C原子中,核外存在_____对自旋相反的电子。
23.钇及其化合物在航天、电子、超导等方面有着广泛的应用,工业上以硅铍钇矿为原料生产氧化钇。
(1)钇()位于元素周期表中钪()的下一周期,基态钇()原子的价电子排布图为_______,与元素同周期的基态原子中,末成对电子数与原子相同的元素还有_______种。
(2)在元素周期表中,和处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
①写出的最高价氧化物对应水化物与烧碱溶液反应的离子方程式:_______;
②已知元素和元素的电负性分别为1.5和4.0,则它们形成的化合物是_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)与、均为第二周期元素,其部分电离能(I)数据如下:
元素
电离能 1086.5 1402.23 1313.9
2352.6 2856.0 3388.3
a b 5300.5
①元素的原子核外共有_______种不同空间运动状态的电子。
②由表格中数据可知;原因是_______。判断a_______b(填“>或”)。
(4)Fe位于元素周期表中_______区(按电子排布分区),实验室检验的离子方程式为:_______。
参考答案:
1.C
【分析】对比表中不同基团对物质酸性影响数据不难发现,若与羧基相连的基团为吸电子基,则电离常数较大,酸性较强,若与羧基相连的基团为给电子基,则电离常数较小,酸性较弱,据此分析解答。
【详解】A.由表中的电离常数小于可知,应为给电子基,故A错误;
B.非金属性越强,吸引电子能力越强,电负性越大,则电负性,故B错误;
C.和都为吸电子基,由于电负性,则吸电子能力更强,酸性>,所以,故C正确;
D.弱酸根离子水解时,酸越弱,酸根离子越易水解,酸性>,则水解常数(25℃):,故D错误;
答案选C。
2.A
【详解】该元素为硫元素。
A.硫元素在第三周期ⅥA族,A错误;
B.硫元素位于第VIA族,则最高价为+6价,最高价和最低价绝对值之和为8,则最低价-2价,B正确;
C.该微粒原子电子占据最高能级是3p,电子云轮廓图为哑铃形,C正确;
D.该原子的电子占据5个不同电子能级,有5种能量不同的电子,D正确;
故选A。
3.D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电子的分子,X是H元素;第一电离能Y>Z,Y是N元素、Z是O元素;W原子电离能:I1=500、I2=4600、I3=6900、I4=9500、I5…,说明W最外层有1个电子,W是Na元素。
【详解】A.N、O可与H形成N2H4、H2O2等含18个电子的分子,故A正确;
B.H位于第一周期,N、O位于第二周期,Na位于第三周期,故B正确;
C.电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:N3->O2->Na+,故C正确;
D.元素非金属性越强电负性越大,电负性:O>N>H,故D错误;
选D。
4.B
【分析】X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的前四周期元素,X为元素周期表中半径最小的原子,X为H元素;的价电子数为5,Y为N元素;Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,Z为O元素;Q基态原子次外层有三个能级且各能级均排满电子,最外层有1个电子,则Q为Cu元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:N>O,A项正确;
B.水中O原子有两对孤电子对,NH3中N原子只有一对孤电子对,因此水中孤电子对成键电子对排斥作用更明显,H2O的键角C.水中形成的氢键数目比氨气多,故熔沸点高,C项正确;
D.Cu2+可以和NH3形成等,其中有配位键,D项正确;
答案选B。
5.A
【详解】A.氮原子的电子排布式为1s22s22p3,轨道表示式:,A错误;
B.K的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,则K+电子排布式 1s22s22p63s23p6,B正确;
C.L层的p轨道上有一个空轨道的原子,其价电子排布式为2s22p2,M层的p轨道上有一个空轨道的元素,其价电子排布式为3s23p2,则二种元素都在第ⅣA族,C正确;
D.2p、4p能级的轨道数都为3个,D正确;
故选A。
6.D
【详解】
A.s轨道是球形的,这是电子云轮廓图,表示电子在单位体积内出现概率的大小,不是表示电子的运动轨迹,故A错误;
B.3px、3py、3pz属于同一能级上的电子,其能量相同,它们的差异之处是延伸方向不同,故B错误;
C.根据“泡利原理”可知,每个轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反,故C错误;
D.根据“能量最低原理”可知,钾原子的3p轨道的能量比2s轨道的能量高,故D正确;
答案选D。
7.B
【详解】A.元素周期表中,最外层电子数或价电子数相同的元素在同一族,其中,同一主族元素的最外层电子数相等,具有相似的化学性质,选项A正确;
B.同周期从左向右原子半径减小,则同周期元素中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,选项B不正确;
C.Be的质量数为10,质子数为4,则中子数为10-4=6,选项C正确;
D.金属性Sr<Ba,则碱性:38Sr(OH)2<56Ba(OH)2,选项D正确;
答案选B。
8.C
【分析】W、X、Y、Z 均为短周期元素,原子序数依次增加,W 原子的最外层电子数是次外层的3倍,W是O元素;Z 的阴离子不能发生水解反应,Z是Cl元素,X-、Y+具有相同的电子层结构,X是F元素、Y是Na元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径:Na>Cl>O>F,离子半径:Cl->O2->F->Na+,A正确;
B.H2O、HF分子间能形成氢键,水分子间氢键多,HCl不能形成氢键,简单氢化物的沸点:H2O>HF>HCl,B正确;
C.F元素没有正价,F不能形成含氧酸,C错误;
D.Cl元素的不同核素核外电子数相同,所以电子式、基态核外电子排布式、基态轨道表达式均相同,D正确;
故选C。
9.C
【详解】A.Na+的电子排布式为:1s22s22p6,A错误;
B.基态碳原子的价层电子排布式为2s22p2,价电子轨道表示式为,B错误;
C.Cu的价层电子排布式为:3d104s1,C正确;
D.基态Cl原子的简化电子排布式为:[Ne]3s23p5,D错误;
故选C。
10.C
【分析】X、Y、Z、W都是短周期元素,根据元素在周期表中的位置知,X、W、Z属于第二周期元素,Y属于第三周期元素,设W的最外层电子数是a,则X的最外层电子数是,Z的最外层电子数是,Y的最外层电子数是a,X、Z的原子核外电子数之和等于Y的核外电子数,有(2+ a-1)+(2+ a+1)=2+8+a,解得:a=6,则X是N元素、W是O元素、Z是F元素、Y是S元素,结合元素周期律分析判断。
【详解】A.O和F不存在最高价氧化物对应水化物,故A错误;
B.非金属性越强,最简单氢化物越稳定,非金属性:F>O>S,则简单氢化物的稳定性:,故B错误;
C.元素的非金属性越强,电负性数值越大,非金属性:F>O>N,则电负性:,故C正确;
D.一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,简单离子半径:S2->N3->O2-,即,故D错误;
故选C。
11.A
【详解】①2015年,我国科学家屠呦呦创制双氢青蒿素,故①符合题意;
②1965年我国化学家在实验室里实现人工全合成牛胰岛素,故②符合题意;
③英国化学家道尔顿提出了原子学说,故③不符合题意;
④俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,故④不符合题意;
综上所述答案为A。
12.A
【分析】根据各个元素的成键特点可以得出W为H,Y为C,Z为N,由于只有一种元素与其他元素不在同一周期,说明X、M元素在第二周期,X和M形成的负离子中X可以成四个共价键,说明X为B元素,M原子在第二周期且只能形成一个共价键,在五种元素中原子序数最大,说明M为F元素,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y为C,碳元素的氢化物即为烃类物质,各种状态均存在,A错误;
B.由分析可知,W为H,X为B,H的吸引电子能力强于B,形成的化合物中H显负价,B正确:
C.由分析可知,Z为N,则Z的最高价含氧酸和简单氢化物分别为HNO3与NH3,反应生成NH4NO3,C正确;
D.由分析可知,W为H,Z为N,M为F,则由W、Z、M三种元素可组成NH4F,属于同时含有离子键和共价键的化合物,D正确;
故答案为:A。
13.B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,则W核外电子排布是1s22s22p3,W是N元素;基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,则X核外电子排布式是1s22s22p4,X是O元素;基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,Y核外电子排布式是1s22s22p63s1,Y是Na元素,元素Z与X同主族,则Z是P元素,然后根据问题分析解答。根据上述分析可知:W是N,X是O,Y是Na,Z是P元素。
【详解】A.非金属元素第一电离能大于金属元素;同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,但第IIA、第VA元素的第一电离能大于相邻元素,则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>Na,即W>X>Y,A正确;
B.同一周期元素随原子序数的增大,元素电负性逐渐增大;同一主族元素,原子核外电子层数越多,元素电负性越小,所以电负性:N>P>Na,即W>Z>Y,B错误;
C.离子核外电子层数越多,离子半径越大;当离子核外电子排布相同时,离子的核电荷数越大,离子半径越小。O2-、Na+核外电子排布都是2、8,有2个电子层;P3-核外电子排布是2、8、8,有3个电子层,所以简单离子半径:P3->O2->Na+,即离子半径:Z>X>Y ,C正确;
D.这四种元素中主族非金属元素N、O、P都是p区元素,Na是s区元素,故D正确;
故合理选项是B。
14.D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大;X只有一个原子轨道,是氢元素;Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子,则Y的2p轨道只有2个电子,是碳元素,W的2p轨道有4个电子,是氧元素;Z位于Y、W中间,是氮元素;N的氢氧化物具有两性,则N是铝元素;M是短周期原子半径最大的元素,是钠。
【详解】A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:,A正确;
B.Y是碳,其氢化物是烃,种类繁多,气态、液态、固态的都有,W的氢化物是H2O、H2O2,所以Y的氢化物沸点不一定低于W的,B正确;
C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;电负性:,C正确;
D.在不同条件下与氧气反应的产物分别为氧化钠、过氧化钠,阴阳离子个数比均为1:2,D错误;
故选D。
15. 四 Ⅷ [Ar]3d64s2 3 C2H2﹣10e﹣+14OH﹣=2CO32﹣+8H2O BeCl2+4NaOH═Na2BeO2+2NaCl+2H2O
【分析】A、B、C、D、E五种前四周期的元素,原子序数依次增大,A元素所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等,则A为H元素;核外有3种不同原子轨道,每个轨道容纳的电子数相等,核外电子排布为1s22s22p2,故B为碳元素;基态时,C元素原子2p轨道处于半充满状态,核外电子排布为1s22s22p3,故C为N元素;D与C元素处于同一周期,且D的第一电离能小于C的第一电离能,原子序数大于氮,则D为O元素;E是目前生产、生活中应用最广泛的金属,则E为Fe。
【详解】(1)E为Fe元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,其简化电子排布式为[Ar]3d64s2;
(2)D为O元素,原子最外层电子排布图是:;
(3)H和C按照 1:1组成的相对分子质量最小的化合物甲为C2H2,
①甲的结构式为H﹣C≡C﹣H,每个甲分子中含有3个σ键,故答案为3;
②原电池负极发生氧化反应,乙炔在负极失去电子,碱性条件下生成碳酸根与水,负极电极反应式为:C2H2﹣10e﹣+14OH﹣=2CO32﹣+8H2O;
(4)A和C组成的固体化合物AC5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,该化合物为NH4H,电子式为;
(5)BeCl2与AlCl3的性质相似,向BeCl2溶液中加入过量的NaOH溶液反应的化学方程式:BeCl2 + 4NaOH ═ Na2BeO2 + 2NaCl + 2H2O
【点睛】本题考查结构性质位置关系应用,侧重对化学用语及知识迁移运用能力考查,难度中等。
16. Si>Cl>H 2 14 、H-H Si是原子晶体而HCl是分子晶体 H2S+Cl2=S↓+2HCl 0.1mol/(L.min) 升高温度 bc
【详解】⑴ 反应涉及的原子有Si、Cl、H,根据电子层数越多半径越大,电子层数相同,原子序数越大半径越小得出半径大小关系:Si>Cl>H;Si原子最外层有4个电子,最外层电子排布式为:3s23p2,p轨道有2个未成对电子;Si原子核外共有14个电子,所以就有14种不同运动状态的电子,故答案为Si>Cl>H;2;14;
⑵SiCl4为正四面体结构是非极性分子,其结构式为: ,H2是双原子形成的单子分子,也是非极性分子,其结构式为H-H;产物中硅是原子晶体,HCl形成的是分子晶体,故晶体硅的熔点远高HCl固体的熔点,故答案为、H-H;Si是原子晶体而HCl是分子晶体;
⑶ 非金属性强的非金属单质可以从溶液中置换出非金属性弱的非金属单质,化学反应方程式:H2S+Cl2 = 2HCl + 2S↓,故答案为H2S+Cl2 = 2HCl + 2S↓;
⑷ 根据化学反应方程式SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)减轻的质量是生成硅的质量,所以生成硅的物质的量n(Si)= ,根据n(H2):n(Si) =2:1 得出n(H2) = 0.6 mol,再根据化学反应速率公式得出,故答案为0.1mol/(L min);
⑸平衡常数表达式等于生成物平衡浓度幂之积比上反应物平衡浓度幂之积,此反应K=,反应为吸热反应,升温可以使平衡右移,生成物平衡浓度增大,反应物浓度减小,故K增大;故答案为;升高温度;
(6)a.v逆(SiCl4)=2v正(H2),说明正逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,故a错误;
b.只有达到平衡时,固体质量才为一定值,未达平衡时一直在变化,故固体质量保持不变说明反应达到平衡状态,故b正确;
c.根据质量守恒定律可知固体质量与气体总质量之和为一定值,只有达到平衡时,气体质量才为一定值,未达平衡时一直在变化,由于容积固定,所以混合气体密度保持不变说明反应达到平衡状态,故c正确;
d.c(SiCl4)、c(H2)和c(HCl)的初始浓度未知,变化量也未知,所以当c(SiCl4):c(H2):c(HCl)=1:2:4时不一定为化学平衡状态,故d错误;
故答案为bc。
【点睛】化学平衡常数只是温度的函数,吸热反应升高温度使化学平衡常数增大。
17. NaHCO3 CH3COONa H2O2 Na2O2 CO NO NC—CN 3 4
【解析】根据五种元素位于3个不同的短周期,且核电荷数依次增大,可知A为H元素;根据E的第二电离能剧增,故E通常为+1价,且E有I4,则E不可能为Li,E为第三周期,E为元素;H、都能与O形成原子个数比为1:1或2:1的化合物,所以D为O元素;原子序数比O小且与O可以按原子个数比1:1或1:2形成化合物的元素为C元素和N元素,所以B、C分别为C元素和N元素。
【详解】(1) 通过以上分析知,A是H元素,B是C元素,D是O元素,E是Na元素;只含有A、B、D、E四种元素的无水盐为NaHCO3和CH3COONa,故答案为:NaHCO3;CH3COONa;
(2) 通过以上分析知,A是H元素,B是C元素,C是N元素,E是Na元素,D是O元素,H、Na与O按原子个数比1:1形成化合物分别为H2O2与Na2O2,C与N与O按原子个数比1:1形成化合物分别为CO和NO,故答案为:H2O2;Na2O2;CO;NO;
(3) 通过以上分析知, B是C元素,C是N元素,(CN)2分子的结构式为:NC—CN,
分子中存中存在3个σ键, 4个π键,故答案为:NC—CN;3;4;
18. H O Al S K KAl(SO4)2 12H2O 可做净水剂
【分析】A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20,B和D同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,故最外层电子排布为ns2np4,故B为O元素,D为S元素;C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半,故C原子最外层电子数为3,原子序数大于O,故C为Al元素;A和E元素原子的最外层电子排布为ns1,处于第ⅠA族,E为金属,E的原子序数大于S元素,故E为K元素,由于C、E是金属元素,则A为H元素,据此分析。
【详解】(1)由以上分析可知A为H,B为O,C为Al,D为S,E为K;
(2)由这五种元素组成的一种化合物是KAl(SO4)2 12H2O;可作为净水剂;
(3) D为S元素,原子价层电子排布为ns2np4,轨道表示式为。
19. 0.9~1.5 非金属性越强,电负性越大,金属性越强,电负性越小 氮原子 Al元素和Cl元素的电负性差值为1.5<1.7,所以形成共价键,为共价化合物 将氯化铝加热到熔融态,进行导电性实验,如果不导电,说明氯化铝是共价化合物
【详解】(1)根据电负性的递变规律:同周期从左至右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,可知 在同周期中电负性Na<Mg<Al,同主族Be>Mg>Ca,结合表中数据Be、Na、Al的电负性分别为0.9、1.5、1.5,则Mg的电负性范围为0.9~1.5,故答案为:0.9~1.5;
(2)由表中数据可知,F的电负性最强,其非金属性也最强;Na的电负性最弱,但其金属性最强,因此可得到非金属性越强,电负性越大,金属性越强,电负性越小,故答案为:非金属性越强,电负性越大,金属性越强,电负性越小;
(3)由表中数据可知,N元素的电负性范围为:2.5~3.5,S的电负性为2.5,即N原子电负性强于S原子的电负性,则吸电子能力N原子强于S原子,所以电子偏向N原子,故答案为:氮原子;
(4) AlCl3中Al、Cl的电负性分别为1.5、3.0,则其电负性差值为:3.0-1.5=1.5<1.7,则形成共价键,所以AlCl3为共价化合物;由于共价化合物在融融状态下不能电离,则不导电,所以将氯化铝加热到熔融态,进行导电性实验,如果不导电,说明氯化铝是共价化合物,故答案为:Al元素和Cl元素的电负性差值为1.5<1.7,所以形成共价键,为共价化合物;将氯化铝加热到熔融态,进行导电性实验,如果不导电,说明氯化铝是共价化合物。
20. K+ 1s22s22p2 > 吸收 < HSCN = H++SCN- c(SCN-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 取样,向其中滴加KSCN溶液,若变血红色,证明FeCl2溶液已经变质,若不变红,则未变质
【详解】(1)钾离子的电子式为K+;碳为6号元素,原子的电子排布式为1s22s22p2;同周期元素原子从左到右依次减小,故C和N的原子半径大小比较为C>N;(2)U形管中品红溶液左高左低,说明吸滤瓶中压强减小,从而说明KSCN溶于水时会吸收热量,则该溶解过程水合的热效应<扩散的热效应;(3)KSCN水溶液呈中性,则硫氰酸(HSCN)为强酸,其电离方程式为HSCN = H++SCN-;硫氰化铵(NH4SCN)溶液中由于铵根离子水解使溶液呈酸性,则各种离子浓度由大到小的顺序是c(SCN-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);(4)若用KSCN溶液检验氯化亚铁溶液是否变质,实验方法是取样,向其中滴加KSCN溶液,若变血红色,证明FeCl2溶液已经变质,若不变红,则未变质。
21. 二 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ Na2B4O7·10H2O+H2SO4=Na2SO4+4H3BO3+5H2O 加热、粉碎硼砂等(合理即可) 不是 氧化镁(或氧化铝) B10H14 28 BH4 8e +8OH ═BO2 +6H2O 增大
【分析】(1)根据硼元素的核外电子排布确定在周期表的位置。铝与氢氧化钠溶液反应偏铝酸钠和氢气;
(2) ①由图可知,a发生的反应为Na2B4O7·10H2O和硫酸反应生成硼酸、硫酸钠和水;加快反应a的化学反应速率可采取的措施有加热、粉碎硼砂等方法。
②依据同周期从左到右电负性依次增强,判断电负性强弱,根据电负性强弱确定得失电子能力强弱,进而判断化合价,确定反应类型;
③根据B2O3与镁或铝反应生成的产物判断杂质;
(3)①由这前两个硼烷的分子式可知公差为BH;
②配平方程式,根据氧元素化合价降低,可以求得1molB6H10转移电子数;
(4)如图正极是阳离子流向的一极,即过氧化氢所在的一极,发生还原反应,负一价的氧得电子生成氧负离子,跟水结合成氢氧根离子,溶液的pH增大,负极发生还原反应,注意是碱性介质。
【详解】(1)硼元素为5号元素,原子结构示意图,则硼原子在元素周期表第二周期;铝与氢氧化钠溶液反应偏铝酸钠和氢气,离子反应方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2) ①由图可知,a发生的反应为Na2B4O7·10H2O和硫酸反应生成硼酸、硫酸钠和水,Na2B4O7·10H2O生成H3BO3过程中,B元素的化合价均为+3价,未发生氧化还原反应,符合强酸制弱酸的原理,化学反应方程式为:Na2B4O7·10H2O+H2SO4=Na2SO4+4H3BO3+5H2O;加快反应a的化学反应速率可采取的措施有加热、粉碎硼砂等方法。
②B和N为同周期元素,同周期从左到右电负性依次增强,所以电负性N>B,电负性越强,得电子能力越强,则B和N形成的化合物BN中B为正价,N为负价,B第ⅢA族元素,为+3价,N为-3价,B2O3中B为+3价,则B2O3与NH3反应生成BN的反应中未发生元素化合价变化,不是氧化还原反应;
③B2O3与镁或铝反应生成氧化镁(或氧化铝)和硼单质,氧化镁(或氧化铝)都为固体,则主要含有的杂质为氧化镁(或氧化铝);
(3)①由这前两个硼烷的分子式可知公差为BH,即每增加一个硼原子的同时增加一个氢原子,所以通式为BnHn+4(n>1的整数),则十硼烷的化学式为:B10H14;
②配平方程式:B6H10+7O2=3B2O3+5H2O,1molB6H10完全反应需要7mol O2,氧元素化合价由0价降低为 2价,所以1mol B6H10完全反应转移电子的物质的量=7mol×2×2=28mol;
(4)如图正极是阳离子流向的一极,即过氧化氢所在的一极,发生还原反应,负一价的氧得电子生成O2-,跟水结合成氢氧根离子,溶液的pH增大;负极发生还原反应,注意是碱性介质,电极反应式为:BH4 8e +8OH ═BO2 +6H2O。
【点睛】本题的难点在于BN中B元素的化合价的判断,B和N都属于多种价态的非金属元素。要利用学过的元素周期律知识,两种非金属元素得电子的能力来确定元素的化合价。
22. 第4周期Ⅷ族 4 1s22s22p63s23p63d5 M 9 13 5 电子云 2
【详解】(1)铁为26号元素,位于元素周期表的第4周期Ⅷ族;基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有4个未成对电子;铁原子失去4s两个电子和3d一个电子形成铁离子,所以铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;
(2)原子中,离原子核越远的电子层其能量越高,所以Si原子中M电子层能量最高;该原子中含有3个s轨道、6个p轨道,所以一共有9个轨道;铝元素原子的核外共有13个电子,其每一个电子的运动状态都不相同,故共有13种,有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级;
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;基态14C原子的核外电子排布为1s22s22p2,1s、2s为成对电子,自旋方向相反,2p能级为单电子,自旋方向相同,核外存在2对自旋相反的电子。
23.(1) 4
(2) 离子化合物
(3) 5 基态原子的电子排布是半充满的,比较稳定,电离能较高;失去的是已经配对的电子,配对电子相互排斥,因此电离能较低 >
(4)
【详解】(1)(Y)位于元素周期表中 (Sc) 的下一周期,则(Y)位于元素周期表的第五周期第IIIB族,基态(Y)原子的价电子排布式为4d15s2,价电子排布图为;Sc基态原子的电子排布式为3d14s2,有1个未成对电子,则与Sc元素同周期的基态原子中,未成对电子数与Sc原子相同的元素还有4种:钾(价电子排布式为4s1)、铜(价电子排布式为3d104s1)、镓(价电子排布式为4s24p1)、溴(价电子排布式为4s24p5);
(2)在元素周期表中,Be和Al处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似:
①Be的最高价氧化物对应水化物Be(OH)2与烧碱溶液反应的离子方程式: ;
②已知Be元素和F元素的电负性分别为1.5和4.0,者电负性差值为2.5大于1.7,则它们形成的化合物是离子化合物;
(3)①基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,核外电子的空间运动状态等于轨道数,则O元素的原子核外共有5种不同空间运动状态的电子;
②由表格中数据可知;原因是基态原子的电子排布是半充满的,比较稳定,电离能较高,失去的是已经配对的电子,配对电子相互排斥,因此电离能较低;C的电子排布式为:1s22s22p2,N的电子排布式为:1s22s22p3,失去两个电子后,C原子需要失去2s的1个电子,N需要失去2p的1个电子,所以第三电离能;
(4)Fe为第26号元素,价电子排布式为:3d64s2,位于元素周期表中d区,与形成络合物,颜色为红色,实验室检验的离子方程式为:。