2.2 元素性质的递变规律 跟踪训练
高二下学期化学苏教版(2019)选择性必修2
一、单选题
1.下表是短周期金属元素的电离能[单位:kJ·mol-1]数据:
电离能/ kJ·mol-1 I1 I2 I3 I4
甲 932 1 821 15 390 21 771
乙 738 1 451 7 733 10 540
丙 578 1817 2745 11575
下列有关说法正确的是( )
A.金属性:丙>乙>甲
B.甲、乙、丙的氯化物在水溶液或熔融状态下都能导电
C.甲,乙在各自形成的化合物中均呈现+2价
D.甲、乙、丙都位于第三周期
2.在下面的电子构型中,通常第一电离能最小的原子具有哪一种构型( )
A.ns2np3 B.ns2np4 C.ns2np5 D.ns2np6
3.下列有关比较错误的是( )
A.未成对电子数: B.键能:
C.元素电负性: D.第一电离能:
4.下列陈述I和陈述II均正确并且存在因果关系的是( )
选项 陈述I 陈述II
A 某晶体熔点低,硬度小,不导电 该晶体是离子晶体
B Si、P、S的第一电离能依次增大 Si、P、S的最外层电子数依次增多
C 金刚石、硅、锗的熔点、硬度依次降低 C、Si、Ge的非金属性依次减弱,金属性依次增强
D 在H2S晶体中,每个H2S分子周围紧邻的分子有12个;在冰晶体中,每个H2O分子周围紧邻的分子有4个 H2S晶体中,分子间只存在范德华力;冰晶体中,分子间存在氢键,氢键具有方向性和饱和性
A.A B.B C.C D.D
5.下列说法中,正确的是( )
A.不同能层的s轨道大小、形状都相同
B.最外层电子数为2的元素一定位于s区
C.电离能越大的元素,电负性也越大
D.碳原子的能量:激发态>基态
6.下列各组元素中,电负性依次减小的是( )
A.F、N、O B.Cl、C、F C.As、N、H D.Cl、S、As
7.现有三种元素的基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②ls22s22p63s23p3;③1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:③>②>① B.原子半径:③>②>①
C.电负性:③>②>① D.最高正化合价:③>②>①
8.13Al、15P、16S,17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.元素Al在周期表中位于第四周期第ⅢA族
B.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C.第一电离能:I1(Al)D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO4< HSO4< HClO4
9.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是( )
元素 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 578 1817 2745 11600
A.元素X的常见化合价是+1价
B.元素X与氯形成化合物时,化学式为XCl
C.元素Y是ⅢA族的元素
D.若元素Y处于第3周期,它可与冷水剧烈反应
10.如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是( )
A.16a和18a属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:e>a
C.第一电离能:d>e
D.因为b2a溶于水导电,所以b2a是电解质
11.前四周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X的气态氢化物水溶液呈碱性,Y的原子核外有2个未成对电子,Z的单质燃烧时火焰呈黄色,W的原子序数是Y的两倍,Q的最外层有一个电子且内层轨道全充满。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:I1(Y)>I1(X)>I1(W)
B.Q元素位于第四周期IA族
C.原子半径:r(Z)>r(W)>r(Y)
D.W的简单气态氢化物的稳定性比Y的强
12.下列关于元素电负性大小的比较中,不正确的是( )
A.P<S<O<F B.C<N<O<F
C.O<S<Se<Te D.K<Na<Mg<Al
13.下列有关说法正确的是( )
A.SO2溶于水所得溶液能导电,所以SO2是电解质
B.的空间构型为平面三角形
C.电负性:O<S
D.黄铜矿的晶胞如图所示,则其化学式为:CuFeS2
14.抗氧化剂香豆酰缬氨酸乙酯(Z)可由图中反应制得。
+
下列关于化合物X、Y、Z说法错误的是( )
A.化合物X中所有原子一定共平面
B.化合物Y中所含元素的电负性:O>N>C>H
C.化合物Z中的含氧官能团有:酯基、酰胺基、羟基
D.化合物Z的分子式为C16H21O4N
15.近年来,德国研究人员利用O2、N2、CH、NH3、H2O和HCN这6种远古地球上存在的简单物质,再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境,成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是( )
A.O2的沸点比N2的低
B.NH3分子呈三角锥形.
C.配离子[ Fe(H2O)6]3+中H与中心原子配位
D.元素C,N,O,S的第一电离能依次增大
16.已知A、B、C是短周期元素,I为电离能。根据下图判断,错误的是( )
A.元素A基态原子,破坏了一个新的能层
B.元素B基态原子中存在两个未成对的电子
C.元素C基态原子的p轨道上有一个电子
D.三种元素中,元素A的金属性最强
二、综合题
17.硼及其化合物的发现和应用可追溯到古埃及时代。
回答下列问题:
(1)基态硼原子价电子排布式为 ;与硼同周期,且第一电离能小于硼的基态原子为 (填元素符号)。
(2)B、Al、Ga同主族,三种元素的氯化物的熔点如下表:
氯化物 BCl3 AlCl3 GaCl3
熔点/℃ -107 194 77.9
①BCl3的熔点低于GaCl3的原因为 。
②AlCl3易形成多聚物,所以熔点较高,其中AlCl3的双聚分子的结构简式为 (配位键用“→”表示)。
(3)某有机硼化物的结构简式如图所示。
①该有机物中其他中心原子与B原子杂化类型相同的元素有 。
②组成该有机物的第二周期元素电负性由大到小的顺序为 。
(4)立方氮化硼的晶胞结构如图所示。
①晶胞中B原子的配位数为 。
②若该晶胞的参数为acm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为 g/cm3(列出算式)。
18.碳硫、铝、铁是生活中常见的四种元素,根据所学知识回答下列问题:
(1)铁原子基态时核外电子排布式为 ,三氯化铁的熔点306℃、沸点315℃,由此判断三氯化铁属于 晶体。
(2)碳的电负性比硫 (填“大”“小”或“相等"),碳、氮、氧元素第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)硫元素所在周期的8种元素的单质熔点如图所示,其中序号“8”代表 (填元素符号);形成最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填图中的序号)。
(4)CS2分子的空间构型为 ,C原子的价层电子对数为 。
(5)固态SO3的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为 ;该分子中含有 个σ键。
(6)铝单质的晶胞特征及原子之间相互位置关系如图所示,若已知铝的原子半径为dcm,NA代表阿伏加德罗常数,铝的相对原子质量为M,则该晶体的密度为 g/cm3(用字母表示)。
19.物质的组成、结构都是决定物质性质的重要因素.
(1)R+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与Cl﹣形成的晶体结构如图所示.
①其中R+的外围电子排布式为 .
②该晶体中与同一个Cl﹣相连的R+有 个.
(2)下列有关说法正确的是 (填字母).
A.根据等电子体原理,N2O为直线形分子
B.碳的第一电离能比氮小
C.已知键能:EN≡N>3EN﹣N,则N2分子中键能:Eπ键>Eσ键
D.已知Mr(CH3Cl)>Mr(CH3OH),则沸点:T(CH3Cl)>T(CH3OH)
(3)在配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中,不考虑空间构型,内界离子的结构可用示意图表示为 ,其中配体分子中心原子的杂化方式为 ,与外界离子互为等电子体的一种分子的化学式为 .
20.硼(B)钴(Co)和锰(Mn)形成物质时比较复杂和变化多端。
(1)Co基态原子核外电子排布式为 ,第二周期元素第一电离能比B高的有 种;
(2)硝酸锰是工业制备中常用的催化剂,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在 ;
(3)NaBO2可用于织物漂白。BO2-的空间构型为 写出两种与其互为等电子体的分子的化学式: ;
(4)下图表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构,其化学式可表示为 (以n表示硼原子的个数);
下图表示的是一种五硼酸根离子, 其中B原子的杂化方式为 ;
(5)立方BN和立方AIN均为原子晶体,结构相似,BN的熔点高于AIN的原因为 ;
(6)一种新型轻质储氢材料的晶胞结构如下图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为__g cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
三、推断题
21.有A、B、C、D、E五种元素,其中A、B、C属于同一周期,A元素原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数,C元素原子最外层中有2个未成对电子。已知C、D、E元素原子核内的质子数均与中子数相等,且C元素可分别与A、B、D、E生成 型化合物,在 中,D与C的质量比为7:8,在 中,E与C的质量比为1:1。
请回答下列问题:
(1)写出A、E两种元素的元素符号:A 、E 。
(2)写出D元素原子的核外电子排布式: 。
(3)指出E在元素周期表中的位置: 。
(4)比较A、B、C三种元素的第一电离能的大小: (填元素符号,下同)。
(5)比较D元素和E元素的电负性的相对大小: 。
22.W、M、X、Y、Z 是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代;M 的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X 的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭;Y 的基态原子核外有 6 个原子轨道处于半充满状态;Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)MX 的空间构型是 。H2X分子的VSEPR模型名称为 。
(2)0.2 mol WX2 中含有的π键数目为 。
(3)W、M、X、Y的第一电离能由大到小顺序为 。(请用元素符号回答)
(4)COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键,光气分子的结构式为 ,其中碳氧原子之间共价键是 (填序号)。
a.2个σ键 b.2个π键 c.1个σ键,1个π键
(5)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是 。
四、实验探究题
23.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)铜或铜盐的焰色反应为绿色,该光谱是 (填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)基态Cu原子中,核外电子占据的最低能层符号是 ,其价电子层的电子排布式为 ,Cu与Ag均属于IB族,熔点:Cu Ag(填“>”或“<”)。
(3)[Cu(NH3)4]SO4中阴离子的立体构型是 ;中心原子的轨道杂化类型为 ,[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为 。
元素 Cl Cu
电负性 3.2 1.9
(4)用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛,乙醛再被氧化成乙酸,等物质的量的乙醛与乙酸中σ键的数目比为 。
(5)氯、铜两种元素的电负性如表:CuCl属于 (填“共价”或“离子”)化合物。
(6)Cu 与Cl 形成某种化合物的晶胞如图所示,该晶体的密度为ρ g·cm-3,晶胞边长为a cm,则阿伏加德罗常数为 (用含ρ、a的代数式表示,相对原子质量:Cu-64 ,Cl-35.5)。
24.[化学——选修3]Al、Fe、Cu 是重要的材料元素,在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Fe的价电子排布图为 。
(2)已知Al 的第一电离能为578kJ/mol、第二电离能为1817 kJ/mol、第三电离能为2745 kJ/mol、第四电离能为11575 kJ/mol。请解释其第二电离能增幅较大的原因 。
(3)已知氯化铝熔点为194℃,熔融状态下不导电且容易升华,由此可判断氯化铝属于 晶体。
(4)甲醇重整制氢反应中,铜基催化剂如CuO/SiO2具有重整温度低、催化选择性高的优点。Cu、Si、O元素电负性由大到小的顺序是 ;SiO2中Si原子采取 杂化。
(5)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示,与溴紧邻的溴原子数目是 ,由图中P点和Q点的原子坐标参数可确定R点的原子坐标参数为 ;已知晶胞参数为apm,其密度为 g/cm3 。(列出计算式即可)
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.由分析可知,甲为Be元素,乙为Mg元素,丙为Al元素,Be、Mg属于同主族元素,从上往下,金属性增强,原子序数Be<Mg,则金属性Be<Mg,Mg和Al属于同周期元素,从左往右,金属性减弱,原子序数Mg<Al,则金属性Mg>Al,所以这三种金属中,Mg的金属性最强,即乙最强,故A不符合题意;
B.由分析可知,甲为Be元素,乙为Mg元素,丙为Al元素,而AlCl3属于共价化合物,在熔融状态下不能导电,故B不符合题意;
C.由分析可知,甲为Be元素,乙为Mg元素,它们在形成的化合物中均能失去最外层二个电子,呈现+2价,故C符合题意;
D.由分析可知,甲为Be元素,乙为Mg元素,丙为Al元素,Be的原子序数为4,只有二个电子层,位于周期表中第二周期,Mg的原子序数为12、Al的原子序数为13,二者均有三个电子层,位于周期表中第三周期,故D不符合题意;
答案为C。
【分析】甲、乙均是第三电离能发生了突变,故两者最外层均有2个电子,均为第IIA族元素,但甲的第一电离能大于乙,根据同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小可知,甲为Be,乙为Mg;丙的第四电离能发生了突变,故丙为ⅢA族元素,而丙的第一电离能小于甲,故丙为Al,据此解答。
2.【答案】B
【解析】【解答】价电子层为ns2np4的原子失去一个电子后形成ns2np3的稳定结构,因而其第一电离能最小。
【分析】当原子失去一个电子变为半充满状态时,就说明该原子特别容易失去一个电子形成离子,则其第一电离能最小。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.基态Cr原子核外有24个电子,3d能级上有5个电子、4s能级上有1个电子,这六个电子都未成对,依此分析,Cr、Mn、As原子的未成对电子数分别为6、5、3,即原子的未成对电子数:,故A不符合题意;
B.原子半径越大,共价键键长越大,键能越小,同一主族从上至下原子半径增大,则原子半径,所以键能:,故B不符合题意;
C.同一周期主族元素,从左向右,电负性逐渐增大,F、O、N位于同一周期,则电负性: F>O>N,故C不符合题意;
D.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,但第IIA族、第VA族比相邻元素大,Na、Mg、Al位于同一周期,Mg是第IIA族元素,故第一电离能由大到小的顺序为 Mg>Al>Na,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、从电子排布式进行分析,结合轨道可以发现铬原子的未成对电子数最多,砷原子的未成对电子数最少;
B、共价键越长,键能越小;
C、同周期主族元素,从左到右电负性递增;
D、同周期主族元素,从左到右第一电离能递增,但是第IIA族、第VA族由于轨道全充满或者半充满,第一电离能反而更大。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.晶体熔点低,硬度小,不导电,不一定是离子晶体,还可能是分子晶体,故A不符合题意;
B.同一周期随着原子序数增大,第一电离能变大,P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,即P>S>Si,故B不符合题意;
C.熔点、硬度的高低不能体现非金属性、金属性的强弱,故C不符合题意;
D.H2S晶体中,分子间只存在范德华力,晶体为分子密堆积,每个H2S分子周围紧邻的分子有12个;冰晶体中氧的电负性较强,分子间存在氢键,氢键具有方向性,所以在冰晶体中,每个H2O分子周围紧邻的H2O分子有4个,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.熔点低,硬度小,不导电可能为分子晶体;
B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
C.熔沸点高低与金属性和非金属性无关;
D.H2S晶体中,分子间只存在范德华力,冰晶体中氧的电负性较强,分子间存在氢键,氢键具有方向性。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.能层序数越大,s原子轨道的能量越高,轨道的半径越大,A不符合题意;
B.s区的ⅡA族元素原子最外层电子数2,但最外层电子数为2的元素也可能处于p区,如He,可能处于d区,如Fe,也可能处于ds区,如Zn处于ds区,B不符合题意;
C.N元素原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能大于O元素,但N元素的电负性小于氧元素的电负性,C不符合题意;
D.基态元素原子的电子吸收能量后可以变成激发态,故碳原子的能量:激发态>基态,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.s能级的形状相同,但不能能层的s能级轨道半径不相同;
B.最外层电子数为2的元素也可能处于p区,如He;
C.原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,第一电离能较大。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.元素周期表中,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,则F>O>N,A不符合题意;
B.同主族元素从上到下,电负性逐渐减弱,则F>Cl,B不符合题意;
C.同主族元素从,上到下,电负性逐渐减弱,则N>As,C不符合题意;
D.元素周期表中,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则Cl>S>P>As,故Cl>S>As,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】元素周期表中,同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱。
7.【答案】A
【解析】【解答】由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S元素,②1s22s22p63s23p3为P元素,③1s22s22p5为F元素;A.同周期自左而右,第一电离能增大,但P元素原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>S;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,故第一电离能F>P>S,即③>②>①,故A符合题意;
B.同周期自左而右,原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径P>S>F,即②>①>③,故B不符合题意;
C.同周期自左而右,电负性增大,同主族自上而下降低,故电负性③>①>②,故C不符合题意;
D.S元素最高正化合价为+6,P元素最高正化合价为+5,F没有正化合价,故最高正化合价:①>②,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据排布式 ①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5 可判定三种元素分别为硫,磷,氟。同周期元素
8.【答案】D
【解析】【解答】A.Al为13号元素,位于周期表第三周期第ⅢA族,A不正确;
B.P位于第VA族,最低负价为-3价,所以其简单气态氢化物为PH3,B不正确;
C.同周期元素的第一电离能随原子序数的增加呈增大的趋势,但由于P的3p轨道上的电子半充满而较稳定,所以第一电离能:I1(P) >I1(S) >I1(AI),C不正确;
D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:P < Cl(同周期),所以酸性:H3PO4< HSO4< HClO4,D正确。
【分析】
A.根据原子序数其在第三周期;
B.根据其核外电子排布式,易得3电子,故简单气态氢化物为PH3;
C.第一电离能同周期从左到右逐渐增大;
D.非金属性越强其最高价氧化物对应得水化物得酸性越强。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.X为第IA族元素,元素最高化合价与其族序数相等,所以X常见化合价为+1价,故A不符合题意;
B.X为第IA族元素,最高化合价为+1价,元素X与氯形成化合物时,X的电负性小于Cl元素,所以在二者形成的化合物中X显+1价、Cl元素显-1价,则化学式可能是XCl,故B不符合题意;
C.通过以上分析知,Y第三电离能和第四电离能差距较大,说明Y为第IIIA族元素,故C不符合题意;
D.若元素Y处于第3周期,为Al元素,它与冷水不反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】X、Y是主族元素,I为电离能,X第一电离能和第二电离能差距较大,说明X为第IA族元素;Y第三电离能和第四电离能差距较大,说明Y为第IIIA族元素,X的第一电离能小于Y,说明X的金属活泼性大于Y。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.16O和18O的质子数相同、中子数不同,是不同种核素,故A不符合题意;
B.元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,氧元素的非金属性强于硫元素,则硫化氢的稳定性小于水,故B不符合题意;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,磷原子的3p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则磷元素的第一电离能大小大于硫元素,故C符合题意;
D.氧化钠是离子化合物,熔融状态下能导电,所以氧化钠是电解质,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据原子序数的大小顺序及常见化合价可推出a是氧元素,b是钠元素,c是铝元素,d是磷元素,e是硫元素。
A.原子左上角数字表示质量数,原子的质量数=质子数+中子数,质子数=原子序数。
B.非金属性越强,氢化物的稳定性越强;同族元素的非金属性从上到下逐渐减弱。
C.同周期元素的第一电离能从左到右逐渐减弱。
D.电解质在熔融状态下或水溶液中能电离出自由移动的离子。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.X为N元素,Y为O元素,W为S元素,根据同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是N原子的2p轨道为半充满状态,第一电离能比相邻的元素都大;同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小,N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S,故A项不符合题意;
B.根据分析,Q为Cu元素,位于元素周期表第四周期第ⅠB族,故B项不符合题意;
C.Y为O元素,Z为Na元素,W为S元素,根据同周期元素的原子从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素的原子,从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径从大到小:r(Na)>r(S)>r(O),故C项符合题意;
D.W的简单气态氢化物为H2S,Y的简单气态氢化物为H2O,根据元素的非金属性越强,对应气态氢化物的稳定性就越强,由于非金属性O>S,所以简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S,故D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小;
B.根据题目信息确定位置;
C.根据同周期元素的原子从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素的原子,从上到下原子半径逐渐增大;
D.根据元素的非金属性越强,对应气态氢化物的稳定性就越强。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.同一周期元素从左到右电负性逐渐增大,因此F>O、S>P,同一主族元素从上到下电负性逐渐减小,所以电负性O>S,故电负性:F>O>S>P,故A不符合题意;
B.同周期自左而右电负性增大,则电负性C<N<O<F,故B不符合题意;
C.元素的非金属性越强,电负性越强,元素的非金属性:Te<Se<S<O,则电负性为Te<Se<S<O,故C符合题意;
D.一般来说,元素的金属性越强,电负性越小,即K<Na<Mg<Al,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】元素的非金属性越强,电负性越强;即同周期自左而右电负性增大;同一主族元素从上到下电负性逐渐减小。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.二氧化硫溶于水得到的溶液能导电,但电离出阴阳离子的物质是亚硫酸而不是二氧化硫,所以二氧化硫是非电解质,故A不符合题意;
B.SO32-的价层电子对数为3+×(6+2 3×2)=4,故S原子的杂化类型为sp3杂化,但由于S有一对孤电子对,故其空间构型为三角锥,故B不符合题意;
C.非金属性越强,电负性越大,同一主族元素从上到下电负性逐渐变小,则电负性O>S,故C不符合题意;
D.在该晶胞中含有的Cu原子个数:8×+4×+1=4,含有的Fe原子个数为:4×+6×=4,含有的S原子个数为8个,故晶体的化学式为最简比即CuFeS2,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】电解质:在水溶液或熔融状态本身能导电的化合物。 SO2 溶于水虽然能导电,但是不是 SO2 本身在导电,所以 SO2 不是电解质。容易混淆的非电解质还有: CO2、NH3、SO3。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.化合物X中,所有同一框内原子一定共平面,相邻的不同框,只共用2个原子,两框内原子不一定共平面,因此,所有原子不一定共平面,A符合题意;
B.化合物Y中所含元素为C、H、O、N,非金属性O>N>C>H,则电负性:O>N>C>H,B不符合题意;
C.化合物Z中,含氧官能团有:酰胺基、羟基、酯基,C不符合题意;
D.化合物Z中,含16个碳原子、1个N原子、4个氢原子、不饱和度为7,氢原子数为17×2+2-1-7×2=21,分子式为C16H21O4N,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.苯环、碳碳双键和羧基均为平面结构,单键可旋转;
B.元素的非金属性越强,电负性越大;
C.Z中的含氧官能团为酯基、酰胺基、羟基;
D.根据结构简式确定其分子式。
15.【答案】B
【解析】【解答】氧气和氮气均属 于分子晶体,其沸点高低取决于分子间作用力的大小,氧气的相对分子质量大于氮气,其分子间作用力大于氮气,沸点高于氮气,故A不符合题意;
NH,分子中心N原子的价电子对数为=4,孤电子对数为4-3=1,分子空间结构为三角锥形,故B符合题意;
配离子中中心原子提供空轨道,配位原子提供孤电子对,而H不存在孤电子对,O存在孤电子对,因此是O原子与中心原子配位,故C不符合题意;
同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但是N原子的2p轨道为半充满状态,较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,则元素C、N、O的第一电离能的大小顺序:N>O>C,故D不符合题意。
【分析】A.根据范德华力分析;
B.根据价层电子对互斥理论分析;
C.O存在孤电子对,与中心原子配位;
D.N原子的2p轨道为半充满状态,第一电离能较大。
16.【答案】B
【解析】【解答】A. A的第一二两电离能差距较大,元素A基态原子,破坏了一个新的能层,故A不符合题意;
B. B的第二三两电离能差距较大,说明B最外层有2个电子,这两个电子在s轨道中,元素B基态原子中不存在未成对的电子,故B符合题意;
C. C的第三四两电离能差距较大,说明C最外层有3个电子,其中两个电子在s轨道中,p轨道上有一个电子,故C不符合题意;
D. 三种元素中,元素A最外层只有1个电子,A的金属性最强,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据原子构造原理,利用能层变化,电离能差距较大进行分析;
17.【答案】(1)2s22p1;Li
(2)二者都为分子晶体,GaCl3的相对分子质量较大,分子间作用力较大;
(3)N、C;O>N>C>B
(4)4;
【解析】【解答】(1)基态硼原子价电子排布式为2s22p1,同周期中随原子序数递增,第一电离能呈递增趋势,Be的2s轨道呈全满状态,2p轨道全空,比较稳定,大于排在其后面的B,第一电离能小于硼的基态原子只有Li,故答案为:2s22p1;Li;
(2)①BCl3熔点低于GaCl3原因为二者均为分子晶体,GaCl3的相对分子质量较大,子间作用力较大;故答案为:二者都为分子晶体,GaCl3的相对分子质量较大,分子间作用力较大。
②根据各个元素的成键方式可判断AlCl3的双聚分子的结构简式为 ,故答案为: 。
(3)①该有机物中B原子杂化类型为sp2,同为sp2杂化的中心原子元素有环上的N和C还有羰基C,故答案为N、C。
②组成该有机物的第二周期元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>B,故答案为:O>N>C>B。
(4)①由晶胞结构可知B与N原子个数比为1:1,其中N原子与4个B原子相连,B原子应该与4个N原子相连,故B原子的配位数为4,故答案为:4。
②该晶胞的参数为acm,晶胞体积为 ,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为: ,故答案为:
【分析】
(1)硼原子序数为5,价电子排布为2s22p1,同周期第一电离能小于硼的是锂原子;
(2)BCl3和GaCl3均是分子晶体,但GaCl3相对分子质量大,熔点较高;
(3)B原子杂化类型是sp2杂化,相同杂化是N、C;电负性与非金属性有关,非金属性越强,电负性越强;
(4)根据晶胞结构图,其配位数是4;晶体密度首先需要知道晶胞参数和计算体积,最后根据公式计算晶胞密度。
18.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s2;分子
(2)小;N>O>C
(3)Si;2
(4)直线型;2
(5)sp3;12
(6)
【解析】【解答】(1)Fe原子核外电子数为26,根据能量最低原理可知,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2;根据三氯化铁的熔点、沸点较低,可判断三氯化铁属于分子晶体;(2)根据非金属性,可知碳的电负性小于硫元素,同周期元素的第一电离能总体呈增大的趋势,但是第二、第五主族元素的电离能反常,比相邻元素大,由此可知第一电离能顺序为N>O>C;(3)第三周期8种元素的单质中只有Si为原子晶体,熔沸点最大,由图可知序号“8”代表的为Si;同周期随原子序数增大,非金属性增强,故Cl元素对应的最高价含氧酸酸性最强,而氯气的沸点仅高于氩,故序号“2”为Cl;(4)CS2分子中,C与S原子形成双键,分子空间构型为直线型,C原子的最外层形成2个σ键,无孤对电子,所以价层电子对为2对;(5)观察图形可知,SO3的三聚体中S原子形成4个σ键,以此判断硫的杂化类型为sp3;该分子中共含有12个σ键;(6)由晶胞结构可知,Al原子位于晶胞的顶点和面心,顶点的Al原子为8个晶胞所共用,面心的Al原子为2个晶胞所有,则晶胞中Al原子的数目为 ,该晶胞中原子的质量 ,由信息可知,晶胞图可知为面心立方,Al的原子半径为dcm,由图丙可知,晶胞的棱长=4dcm ,故晶胞的体积= ,则其密度 。
【分析】
19.【答案】(1)3d10;4
(2)A;B;C
(3);sp3;SiCl4或SiF4
【解析】【解答】解:(1)①R+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,每层最多容纳2n2个电子,则K、L、M三个电子层的电子分别为2、8、18,该离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,外围电子排布式为3d10,故答案为:3d10;②氯离子处于晶胞顶点,共用这个氯离子的晶胞有4个,每个晶胞中有1个R+与氯离子相连,则该晶体中与同一个Cl﹣相连的R+有4个,故答案为:4;(2)A.已知N2O与CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,已知CO2为直线形的分子,所以N2O的空间构型为直线形,故A正确;
B.N原子的最外层电子排布为2s22p3属于全满和半满的稳定结构,不容易失电子,所以氮的第一电离能大于相邻同主族,故B正确;
C.N=N、N≡N中都含有1个δ键,分别含有1、2个大π键,由N﹣N、N=N、N≡N键能之比为1.00:2.17:4.90,说明N2分子中π键键能>σ键键能,故C正确;
D.甲醇分子间存在氢键,使沸点升高,则甲醇的沸点更高,故D错误;
故答案为:ABC;(3)NH3分子中N原子成3个N﹣H键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化;
Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子,Cu2+与NH3分子之间形成配位键,内界结构用示意图表示为 ;硫酸根为外界,SiCl4或SiF4与硫酸根的原子数都为5,价电子总数都为32,属于等电子体;
故答案为: ;sp3;SiCl4或SiF4.
【分析】(1)①每层最多容纳2n2个电子,当K、L、M三个电子层都满时,电子分别为2、8、18;②氯离子处于晶胞顶点,共用这个氯离子的晶胞有4个,每个晶胞中有1个R+与氯离子相连;(2)A.原子数相同,电子总数相同的分子,互称为等电子体,等电子体的结构相似;
B.氮的第一电离能大于相邻同主族;
C.N﹣N、N=N、N≡N键能之比为1.00:2.17:4.90;
D.甲醇分子间存在氢键,使沸点升高;(3)NH3分子中N原子成3个N﹣H键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化;Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子,Cu2+与NH3分子之间形成配位键;原子数相同、价电子总数相同的分子,互称为等电子体,据此写出.
20.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;6
(2)π键、离子键
(3)直线形;CO2或CS2或N2O或BeCl2
(4)(BO2)nn-;sp3、sp2
(5)B原子半径更小,B-N键键长更短,键能更大
(6)
【解析】【解答】(1) Co为27号元素,根据构造理论,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;同周期主族元素,随着原子序数的增大,随着原子序数的增大,第一电离能有增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,所以第一电离能比B大的有Be,C,N,O,F,Ne,共有6个元素;(2)硝酸锰是离子化合物,硝酸根和锰离子之间形成离子键,硝酸根中3个氧原子和中心原子N之间形成一个4中心6电子的大π键,所以除σ键外,还存在π键和离子键;(3)BO2 的中心原子的价层电子对数为2,孤电子对数为0,立体构型为直线形;与BO2 由3个原子构成,价层电子数为16,互为等电子体的分子有CO2、CS2、N2O、BeCl2等;(4)根据均摊思想,无限长链式偏硼酸根离子中,一个B相当于占有O的数目为1+2× =2,所以其化学式可表示为:(BO2)n n ;根据杂化轨道理论,五硼酸根离子中,B原子部分形成3根共价键,为sp2杂化,部分形成4根共价键,为sp3杂化;(5)立方BN和立方AlN均为原子晶体,B原子半径更小,B N键键长更短,键能更大,熔点更高;(6)晶胞中,Na+位于晶胞的面上和棱上,离子数目=4× +4× =3;Li+位于晶胞的面心,离子数目=2× =1,BH4 位于顶点、面心和体心离子数目=1+4× +8× =4,故该物质的化学式为Na3Li(BH4)4,晶胞的体积V=(a×10 10cm)2×(2a×10 10cm),晶胞质量= g,晶体密度= = g cm 3。
【分析】 (1)Co为27号元素,根据构造理论书写排布式;B位于周期表中第2周期,第ⅢA族,同周期主族元素,随着原子序数的增大,第一电离能有增大的趋势,但第ⅡA族和第VA族元素反常;
(2)硝酸锰是离子化合物硝酸根中3个氧原子和中心原子N之间形成一个4中心6电子的大π键;
(3) BO2- 的中心原子的价层电子对数为2,孤电子对数为0;原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体;
(4)根据均摊思想分析偏硼酸根离子的化学式,根据杂化轨道理论判断五硼酸根离子中B原子的杂化方式;
(5)原子半径越小,键长越短,键能越大原子晶体的熔点越高;
(6)结合晶胞中各离子数目计算晶胞质量,晶体密度。
21.【答案】(1)C;S
(2)ls22s22p63s23p2
(3)第三周期第ⅥA族
(4)C(5)Si【解析】【解答】(1)A、E两种元素的元素符号:A为C元素,E为S元素;
(2)D元素为镁,核电荷数为12,原子的核外电子排布式:ls22s22p63s23p2;
(3)E为硫元素,核电荷数为16,元素周期表中的位置:第三周期第ⅥA族;
(4)由于N原子2p轨道半充满,结合电离能在同周期时,越往右越大,因而A、B、C三种元素的第一电离能的大小:C(5)电负性同周期时,越往右越大,D元素和E元素的电负性的相对大小:Si【分析】A元素原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数,则A为C元素;A、B、C属于同一周期,C元素原子最外层中有2个未成对电子,则C为O;在 中,D与C的质量比为7:8,则D的相对原子质量为28,即D为Si元素;在 中,E与C的质量比为1:1,则E的相对原子质量为32,即E为S元素;剩下B为N元素;综上:A为C元素,B为N元素,C为O元素,D为Si元素,E为S元素。
22.【答案】(1)平面正三角形;正四面体
(2)0.4NA
(3)N>O>C>Cr
(4);c
(5)Ge的原子半径大,难以形成π键
【解析】【解答】(1)MX 即为NO 中心N原子价层电子对数为 =3,不含孤电子对,所以空间构型为平面正三角形;H2X即H2O,中心O原子价层电子对数为 =4,所以VSEPR模型名称为正四面体;
(2)WX2 即为CO2,结构式为O=C=O,双键含有1个σ键、1个π键,所以0.2mol CO2中含有0.4molπ键,数目为0.4NA;
(3)W、M、X、Y分别为C、N、O、Cr,Cr为金属元素,第一电离能较小,同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势,但N原子2p能级轨道半满,更稳定,第一电离能大于O元素,所以第一电离能由大到小顺序N>O>C>Cr;
(4)COCl2分子中C原子采取sp2杂化成键,C原子与Cl原子之间只能形成C-Cl单键,故C原子与O原子之间形成C=O双键,该分子的结构式是 ;碳氧原子之间共价键为双键,含1个σ键,1个π键,
故答案为:c;
(5)Ge的原子半径大,原子之间形成σ键较长,p-p轨道“肩并肩“程度很小或几乎不能重叠,所以Ge原子之间难以形成双键或三键。
【分析】W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,则W为C元素;X 的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭,则X为O元素,M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一,原子序数介于碳、氧之间,故M为N元素;Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态,原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,故Y为Cr元素;Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物,Z为Cu。
23.【答案】(1)发射光谱
(2)K;3d104s1;>
(3)正四面体;sp3 ;配位键
(4)6∶7
(5)共价
(6)398/(ρa3)mol-1
【解析】【解答】(1)基态原子的电子吸收能量,跃迁到较高能级,电子又从高能级跃迁到低能级,以光的形式释放能量,焰色反应的光谱属于发射光谱;
(2)基态Cu原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,核外电子主句的最低能层是第一能层,能层符号为K;价电子层的电子排布式为:3d104s1;Cu与Ag均属于ⅠB族元素,Cu的离子半径比Ag的小,Cu的金属键更强,熔点Cu>Ag;
(3)SO42-中S原子的谷堆子对数为:,价层电子对数=4+0=4,SO42-的空间构型为正四面体,S原子杂化方式为sp3,Cu2+含有空轨道,NH3中N原子有孤对电子,Cu2+与NH3逐渐形成配位键;
(4)1个乙醛分子中含有4个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键,单键为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,故乙醛分子中含有6个σ键;1个乙酸分子中含有3个C-H键、1个C-C键、1个C=O双键,一个C-O键、1个O-H键,单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,故乙酸分子中含有7个σ键;因此等物质的量的乙醛和乙酸中σ键的数目之比为6:7;
(5)Cl与Cu的电负性之差为3.2-1.9=1.3<1.7,故CuCl属于共价化合物;
(6)晶胞中黑色球数目为4,白色球数目为,该化合物为CuCl,晶胞质量为:,整理可得;
【分析】(1)基态原子原子得电子吸收能量,跃迁到较高能级,电子又从高能级跃迁到低能级,以光的形式释放能量;
(2)基态Cu原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,Cu的离子半径比Ag的小,Cu的金属键更强;
(3)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算解答;
(4)根据乙醛和乙酸的结构式结合单键为σ键,双键含1个σ键、一个π键分析解答;
(5)电负性差值大于1.7的两种元素化合时,形成离子键;颠覆新差值小于1.7的两种元素的原子之间形成功共价键;
(6)根据均摊法计算晶胞中黑色球、白色球数目,确定物质的组成,用阿伏加德罗常数表示出晶胞质量,结合质量m=ρV进行计算;;
24.【答案】(1)
(2)Al原子失去一个电子后,其3s上有2个电子为全满状态,较稳定
(3)分子
(4)O>Si>Cu;sp3
(5)12;(1/4,1/4,1/4);
【解析】【解答】(1)基态Fe的原子价电子排布式为3d64s2,其中s轨道有2个,d轨道有5个,根据洪特规则可知其价电子排布图为:;
(2)Al的第二电离能增幅较大的原因是:Al失去一个电子后,其3s轨道上有2个电子,为全充满状态,3p和3d轨道为全空状态,故较难失去电子,相对稳定;
(3)氯化铝的熔点较低且易升华,其在熔融状态下不能电离出离子,故氯化铝属于分子晶体;
(4)非金属性越强的u安苏,其电负性越大,金属的电负性低于非金属,O和Si为同主族元素怒,同主族元素从上至下非金属性减弱,所以Cu、Si、O元素的电负性由大到小的顺序为:O>Si>Cu;SiO2中每个Si原子与周围的4个O原子形成共价键,所以Si原子采用sp3杂化;
(5)由图可知,该晶胞中,溴原子位于晶胞的顶点和面心,所以与溴原子紧邻的溴原子分别位于“同层”4个,“上下溴层”各4个,总数为12个;R点位于晶胞的左下前方的八分之一的体心,P点时顶点,位于坐标原点,Q点是面心,由图中P点和Q点的原子坐标参数,可确定R点的原子坐标参数为;已知晶胞参数为apm,NA个晶胞的体积和质量分别为:4×144g、NA×(a×10-10cm)3,故其密度为;
【分析】(1)基态Fe原子价电子排布式为3d64s2,据此画出其价电子排布图;
(2)Al的基态价电子排布式为3s23p1,失去一个电子后,其价电子排布式为3s2;
(3)分子晶体的熔点一般较低且易升华,在熔融状态下不能电离出离子;
(4)金属的电负性低于非金属,O和Si未同主族元素,结合元素周期律判断;SiO2的中心原子Si周围有4个共价键;
(5)根据晶胞结构作答;R位于晶胞的左下前方的八分之一的体心;根据密度公式进行计算;