4.1 原子结构与元素周期表 同步练习(含解析)2023-2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册

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名称 4.1 原子结构与元素周期表 同步练习(含解析)2023-2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-22 17:52:22

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4.1 原子结构与元素周期表 同步练习
一、单选题
1. 和 是氯元素的两种核素, 表示阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(  )
A.氯的相对原子质量为:
B. 和 的核外电子排布方式相同
C.7.4g 含有的电子数为
D.标准状况下,11.2L 和 组成的气体含有 个分子
2.按Li、Na、K、Rb、Cs顺序逐渐递增的性质是()
A.单质的还原性 B.阳离子的氧化性
C.单质的密度 D.单质的熔点
3.下列化学用语表示正确的是(  )
A.苯的最简式:
B.的结构式:O-C-O
C.用电子式表示的形成过程:
D.的结构示意图:
4.已知氢有3种核素[1H(H)、2H(D)、3H(T)],氯有2种核素(35Cl、37Cl),则氯化氢的近似相对分子质量的数值最多有(  )
A.3种 B.6种 C.5种 D.10种
5.截至1999年,人们已经发现了113种(  )
A.原子 B.分子 C.核素 D.元素
6.下列有关化学用语表示正确的是(  )
A.H、D、T表示同一种核素
B.O2﹣离子的原子结构示意图:
C.HClO分子的结构式:H﹣O﹣Cl
D.四氯化碳分子比例模型:
7.已知X、Y、Z、W、R是三个短周期的主族元素。Y和W同主族,Z被誉为“国防金属”,W的最外层电子数是其内层电子总数的一半,Z与R原子序数之和为29.则下列说法正确的是(  )
A.X与Y、Z、W。R均可形成共价化合物
B.Y与R形成的化合物水解后产生有刺激性气味的气体
C.简单离子半径:R>Z>Y
D.Z与R形成的化合物溶于水后不存在
8.下列“类推”合理的是(  )
A.加热CS2CO3可生成CS2O和CO2(CS:铯 IA)
B.铊(Tl)与铝同族,其单质既能与HCl又能与NaOH溶液反应
C.AgAt为白色沉淀,不溶于稀HNO3(At:砹 VⅡA)
D.Ra(OH)2是易溶于水的强碱(Ra:镭ⅡA)
9.下列关于元素周期表的叙述,错误的是(  )
A.第IA族元素全部是金属元素
B.过渡元素全是金属元素
C.第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
D.在元素周期表中金属与非金属的分界线附近可以寻找制造半导体的材料
10.核内中子数为N的R2+,质量数为A,则n g它中所含质子的物质的量是(  )
A. (A N+2)mol B. (A N 2)mol
C.(A N)mol D. (A N)mol
11.铍(4Be)的右下角元素是铝,根据“对角线规则”,下列描述错误的(  )
A.BeO是两性氧化物
B.已知AlCl3是共价化合物,则BeCl2也可能是共价化合物
C.Be(OH)2既能与H2SO4溶液反应也能与NaOH溶液反应
D.Be(OH)2与NaOH溶液反应后生成NaBeO2和H2O
12.在人类已知的化合物中,数量最多的是(  )
A.过渡元素形成的化合物 B.第ⅢA族元素形成的化合物
C.第ⅦA族元素形成的化合物 D.第ⅣA族元素形成的化合物
13.下列各组顺序错误的是(  )
A.微粒半径大小:S2- > Cl- > F- > Na+ > Al3+
B.热稳定性大小:HF> H2O > NH3 > PH3 > SiH4
C.熔点高低:石墨 > 食盐 > 干冰 > 碘晶体
D.沸点高低:NH3 > SbH3 > AsH3 > PH3
14.下列各组基态原子中,X和Y一定是同一主族元素的是(  )
选项 X原子 Y原子
A
B M层上有1个电子 N层上有1个电子
C 2p能级上有2个未成对电子 3p能级上有2个未成对电子
D L层2p能级上只有一个空轨道 M层3p能级上只有一个空轨道
A.A B.B C.C D.D
15.某元素质量数51,中子数28,其基态原子未成对电子数为(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
16.下列能说明氯元素比硫元素非金属性强的是(  )
①HCl比H2S稳定;②HClO4酸性比H2SO4强;③Cl2能与H2S反应生成S;④Cl原子最外层有7个电子,S原子最外层有6个电子;⑤Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS;⑥盐酸是强酸,而氢硫酸是弱酸.
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑥
C.①②③⑤ D.②④⑥
二、综合题
17.原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素,原子序数依次增大,其中X元素原子半径是所有元素中最小的,Y元素核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,J元素原子序数为24(用元素符号或化学式表示).
(1)Y、Z、W的第一电离能由小到大的顺序为   
(2)J元素原子的外围电子排布为   
(3)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为   
(4)Y与W形成的一种YW分子,与该分子互为等电子体的分子和阴离子为   (各写一种)
(5)JCl3能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物,且相应配体的物质的量之比为2:1,氯离子全部位于外界.则该配合物的化学式为:   .
18.有A、B、C、D、E五种短周期元素,其中A元素和B元素的原子都有一个未成对电子,A+比B﹣少一个电子层,B原子得一个电子后3p轨道全充满;C原子的p轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大;D的最高化合价与最低化合价代数和为4;E元素的基态原子核外有六种运动状态的电子.请回答下列问题:
(1)A元素的简单离子基态时的电子排布式为     R是由C元素与氢元素两种元素形成的18电子分子,R的电子式为   
(2)CB3分子的空间构型是    ,其中心原子的杂化类型是   
(3)由D、E、C三元素可形成共价化合物(DEC)2(分子中各原子均达8电子稳定结构),每个分子中含     个δ键.
(4)E的一种低价氧化物与充入二氧化碳的空气和熔融碳酸钾可构成燃料电池.则该燃料电池的负极反应为    正极反应为   
(5)1.2gE的单质在标准状况下的1.68L氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出X KJ热量.则1molE与O2反应生成E的低价氧化物时的热化学方程式为    (已知:E的燃烧热为Y KJ/mol)
19.ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途.请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图1所示,硫原子采用的轨道杂化方式是   
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为   
(3)Se原子序数为     ,其核外M层电子的排布式为   
(4)H2Se的酸性比H2S    (填“强”或“弱”).气态SeO3分子的立体构型为    ,SO32﹣离子的立体构型为   
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10﹣3和2.5×10﹣8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10﹣2,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因:   
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:   
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛.立方ZnS晶体结构如图2所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为     g cm﹣3(列式并计算),a位置S2﹣与b位置Zn2+之间的距离为      pm(列式表示).
20.A,B,C,D,4种元素,已知A﹣核外有18个电子;B原子最外层电子数比D原子核外电子数多2个,B原子比D原子多2个电子层;D+核外没有电子,C元素原子核外电子数比B元素原子核外电子数多5个.
(1)写出四种元素的名称:
A   、B   、C   、D   
(2)画出C和D原子的结构示意图   .
21.短周期元素C、O、S能形成多种化合物,如CO2、CS2、COS等:
(1)下列能说明碳、硫两种元素非金属性相对强弱的是   (填序号)、
a.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4
b.酸性:H2SO3>H2CO3
c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为﹣2价
(2)羰基硫(COS)可作为一种熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫的危害,其分子结构和CO2相似.羰基硫(COS)的电子式为   .
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.氯元素的相对原子质量是按照 、 所占的一定百分比算出的平均值,一般 占75%, 占25%,故氯元素的相对原子质量为: ,A不符合题意;
B.同位素的核外电子排布相同,B符合题意;
C.7.4g即0.1mol 含有电子数为 ,C不符合题意;
D.标准状况下,11.2L 和 组成的气体的物质的量为0.5mol,故分子数为 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和;
B.同位素的核外电子排布相同;
C.7.4g37Cl2的物质的量为0.1mol,37Cl2分子中含有34个电子;
D.标况下,11.2L37Cl2和35Cl2组成的气体的物质的量为0.5mol。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.考查元素周期律的应用。同主族自上而下原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,A符合题意。
B.金属性越强,相应金属阳离子的还原性就越弱,B不符合题意。
C.碱金属单质的密度自上而下逐渐增大,但钠的密度大于家的,C不符合题意。
D.碱金属单质的熔点逐渐减小,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据碱金属元素的递变规律进行分析即可。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.最简式为分子中原子的最简整数比,苯的最简式应该为:CH,A不符合题意;
B.的结构式应该为:O=C=O,B不符合题意;
C.为共价化合物,电子式为:,用电子式表示物质形成过程时没有电子的转移,C不符合题意;
D.核内19个质子,核外18个电子,所以结构示意图正确,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、最简式为分子中原子的最简整数比,苯有6个C和6个H,即CH;
B、二氧化碳中碳原子和氧原子形成双键;
C、水为共价化合物,无需标明中括号和电荷数;
D、钾正电荷数为+19,失去一个电子。
4.【答案】C
【解析】【解答】氢的核素有3种,氯的核素有2种,所以HCl的种类= =6种,但 和 的相对分子质量相同,所以HCl分子的相对分子质量数值可能有5种。
故答案为:C。
【分析】根据排列组合可以计算出共有6中氯化氢,筛选出相对分子质量相同的,最后得出共有5种相对分子质量的数值。
5.【答案】D
【解析】【解答】解:同一元素可能含有不同的核素(即原子),导致元素的种类小于原子的种类,所以发现113种元素,不等于发现113种原子,原子种类和核素种类多于113种,故选D.
【分析】同一元素可能有不同的核素,元素种类不等于原子种类;
6.【答案】C
【解析】【解答】解:A.H、D、T为氢元素的3种不同核素,它们之间互为同位素,故A错误;
B.O2﹣离子核内8个质子,离子结构示意图为: ,故B错误;
C.HClO中O原子分别和H原子、Cl原子形成共价键,故次氯酸的结构式为H﹣O﹣Cl,故C正确;
D. 可以表示甲烷的比例模型,四氯化碳中氯原子的原子半径大于碳原子,四氯化碳的比例模型为: ,故D错误;
故选:C.
【分析】A.具有一定质子数和中子数的原子就是一种核素;
B.O2﹣离子核内8个质子,核外为10个电子;
C.次氯酸的中心原子是氧原子,结构式为H﹣O﹣Cl;
D.Cl原子半径大于C原子.
7.【答案】B
【解析】【解答】A.H与Mg形成的化合物MgH2是离子化合物,故A不符合题意;
B.N与Cl形成的化合物NCl3水解生成氨气和次氯酸,故B符合题意;
C.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,简单离子半径:Cl->N3->Mg2+,故C不符合题意;
D.化合物 可溶于水形成氯化镁溶液,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】Z被誉为“国防金属”,则Z为Mg。W的最外层电子数是其内层电子总数的一半,则W的最外层电子数为5,因此W为P。Y和W同主族,因此Y为N。Z与R的原子序数之和为29,因此R的原子序数为17,则R为Cl。据此结合元素周期表的性质递变规律分析选项。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A.碳酸钠加热不分解,同主族元素的化合物性质相似,则加热CS2CO3不反应,故A错误;
B.金属性Tl大于Al,不能与NaOH反应,与盐酸反应比Al剧烈,故B错误;
C.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色,则AgAt为有色沉淀,不溶于稀HNO3,故C错误;
D.第二主族为碱土金属,对应的碱从上到下碱性增强,则Ra(OH)2是易溶于水的强碱,故D正确;
故选D.
【分析】A.碳酸钠加热不分解,同主族元素的化合物性质相似;
B.金属性Tl大于Al,不能与NaOH反应;
C.AgCl、AgBr、AgI的颜色分别为白色、浅黄色、黄色;
D.第二主族为碱土金属,对应的碱从上到下碱性增强.
9.【答案】A
【解析】【解答】解:A、第IA族元素氢是非金属元素,不全是金属,故A错误;
B、过渡元素全是金属元素,无非金属元素,故B正确;
C、第三周期ⅦA族元素为Cl,同周期从左向右非金属性增强,则Cl是同周期中非金属性最强的元素,故C正确;
D、元素周期表的金属与非金属的分界线处的元素具有金属和非金属的性质,具有半导体性质,故D正确;
故选A.
【分析】A、第IA族元素氢是非金属元素;
B、过渡元素全是金属元素,无非金属元素;
C、第三周期ⅦA族元素为Cl,同周期从左向右非金属性增强;
D、元素周期表的金属与非金属的分界线处的元素具有金属和非金属的性质.
10.【答案】D
【解析】【解答】该离子的质子数=A-N,该物质的物质的量= mol,
则ng物质中所含质子的物质的量= mol×(A-N)= (A-N)mol,
故答案为:D。
【分析】根据质量数等于质子数与种子数之和进行判断,注意带有2个正电荷,原子核外电子数应加上2。
11.【答案】D
【解析】【解答】A. 氧化铝是两性氧化物,类推出BeO是两性氧化物,故A不符合题意;
B.
已知AlCl3是共价化合物,类推出BeCl2也可能是共价化合物,故B不符合题意;
C.
氢氧化铝具有两性,类推出氢氧化铍也具有两性,Be(OH)2既能与H2SO4溶液反应也能与NaOH溶液反应,故C不符合题意;
D. Be最外层只有2个电子,化合价为+2价,Be(OH)2与NaOH溶液反应后生成Na2BeO2和H2O,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】元素周期表中,处于对角线位置的相应两元素及其化合物的性质有许多相似之处。
12.【答案】D
【解析】【解答】解:A.过渡元素的化合物,为金属化合物,化合物中品种有限,故A错误;
B.第ⅢA族元素的化合物主要有氧化物、氢氧化物、盐等,化合物中品种有限,故B错误;
C.第ⅤⅡA族元素的化合物为卤族元素,主要为氧化物、酸、盐及某些氢化物,化合物中品种有限,故C错误;
D.第ⅣA族元素的化合物为碳族元素,主要为氧化物、酸、盐及某些氢化物,形成的有机化合物已超过3000万种,化合物品种最多,故D正确;
故选D.
【分析】根据有机物化合物在生活、生产中的应用及有机物的种类来分析,有机物种类最多,有机物的基本元素为C元素,据此进行解答.
13.【答案】C
【解析】【解答】A.电子层越多,半径越大;具有相同排布的离子,原子序数大的离子半径小,则离子半径为S2->Cl->F->Na+>Al3+,故A不符合题意;
B.非金属性为F>O>N>P>Si,气体氢化物的稳定性为HF>H2O>NH3>P H3>Si H4,故B不符合题意;
C.干冰、碘均为分子晶体,相对分子质量大的熔点高,石墨为混合晶体熔点大于离子晶体食盐,则熔点为石墨>食盐>碘晶体>干冰,故C符合题意;
D.氨气中含氢键,沸点最大,而AsH3、PH3中相对分子质量大的沸点高,则沸点为NH3>AsH3>PH3,故D不符合题意。
【分析】A.离子的电子层数越大半径就越大,电子结构相同时,质子数越小的离子半径越大;
B.元素的非金属性越强,其最简单氢化物的稳定性就越强;
C.分子间通过分子间作用力构成的晶体;相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。
D.氢键是一种特殊的分子间作用力,可以使物质的熔沸点加大。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.1s2对应的元素是He,[Ar]4s2对应的元素Ca,前者属于0族,后者属于ⅡA族,故A不符合题意;
B.M层上有1个电子,该元素为Na,N层上有一个电子,该元素可能是K,也可能是Cr、Cu,故B不符合题意;
C.2p能级上有2个未成对电子,该元素可能是C,也可能是O,3p能级上有2个未成对电子,该元素可能是Si,也可能是Si,它们可能属于同一主族,也可以不属于同一主族,故C不符合题意;
D.L层2p能级上只有一个空轨道,该元素为C,M层3p能级上只有一个空轨道,该元素为Si,它们属于同一主族,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.1s2为He元素,[Ar]4s2为Ca元素;
B.M层上有1个电子的为Na元素,N层上有一个电子的元素可能为K、Cr、Cu;
C.2p能级上有2个未成对电子的元素可能为C、O,3p能级上有2个未成对电子的元素可能为Si、S。
15.【答案】D
【解析】【解答】解:质量数51,中子数28,则该元素原子的质子数为51﹣28=23,
故该元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d34s2,
3d能级具有5个轨道,3个电子优先分别占据1个轨道,且自旋方法相同,故有3个成对电子,
故选D.
【分析】质量数51,中子数28,则该元素原子的质子数为51﹣28=23,根据核外电子排布规律书写基态原子的电子排布式,据此判断.
16.【答案】C
【解析】【解答】解:①元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,HCl比H2S稳定,可说明非金属性Cl>S,故①正确;
②元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,HClO4酸性比H2SO4强,可说明非金属性Cl>S,故②正确;
③Cl2能与H2S反应生成S,可说明氯气的氧化性比硫强,单质的氧化性越强,对应的元素的非金属性越强,故③正确;
④元素的非金属性强弱与核外最外层电子的多少无关,故④错误;
⑤元素的非金属性越强,对应的单质的氧化物越强,Cl2与Fe反应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS,可说明非金属性Cl>S,故⑤正确;
⑥元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,应比较最高价含氧酸或氢化物的稳定性,故⑥错误.
故选C.
【分析】比较非金属元素的非金属性强弱,可根据单质之间的置换反应、对应最高价氧化物的水化物的酸性、氢化物的稳定性等角度判断.
17.【答案】(1)C<O<N
(2)3d54s1
(3)sp
(4)N2、CN﹣
(5)[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
【解析】【解答】解:原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素,原子序数依次增大,其中X元素原子半径是所有元素原子中最小的,则X为H元素;Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,则Y原子核外电子排布为1s22s22p2,Y为C元素;W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,W有2个电子层,最外层电子数为6,故W为O元素;Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间,故Z为N元素;J元素原子序数为24,J为Cr元素,(1)同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为半满稳定状态,能量降低,失去第一个电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能C<O<N,故答案为:C<O<N;(2)J为Cr元素,核外电子数为24,原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,外围电子排布为:3d54s1,故答案为:3d54s1;(3)Y2X2分子为C2H2,结构式为H﹣C≡C﹣H,分子中C原子成1个C﹣H键、1个C≡C键,杂化轨道数目为2,C原子轨道的杂化类型为sp,故答案为:sp;(4)Y与W形成的一种NO分子,与该分子互为等电子体的分子和阴离子为N2、CN﹣,故答案为:N2、CN﹣;(5)CrCl3能与NH3、H2O形成配位数为6的络合物,且相应两种配体的物质的量之比为2:1,氯离子全部位于外界,则该配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3,故答案为:[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3.
【分析】原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素,原子序数依次增大,其中X元素原子半径是所有元素原子中最小的,则X为H元素;Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,则Y原子核外电子排布为1s22s22p2,Y为C元素;W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,W有2个电子层,最外层电子数为6,故W为O元素;Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间,故Z为N元素;J元素原子序数为24,J为Cr元素,据此解答.
18.【答案】(1)1s22s22p6;
(2)三角锥型;sp3
(3)5
(4)CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2;O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣
(5)C(s)+ 1 2 O2(g)=CO(g)△H=﹣(20X﹣Y)kJ/mol
【解析】【解答】有A、B、C、D、E五种短周期元素,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满,B为Cl元素;B﹣离子为Cl﹣离子,A+比B﹣少一个电子层,A+为Na+离子,A为Na元素;C原子的p轨道中有3个未成对电子,C原子的外围电子排布为ns2np3,是第ⅤA族元素,其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大,所以为N元素;D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,为第ⅥA族元素,故D为S元素,E元素的基态原子核外有六种运动状态的电子,即核外电子数为6,故E为C元素,
(1)A元素的简单离子为Na+,基态时的电子排布式为1s22s22p6,
R是由N元素与氢元素两种元素形成的18电子分子,R为N2H4,电子式为,
故答案为:1s22s22p6;;
(2)CB3分子为NCl3,分子中N原子成3个N﹣Cl键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,为三角锥型,N原子采取sp3杂化,
故答案为:三角锥型;sp3;
(3)D、E、C三元素形成共价化合物为(SCN)2,分子中各原子均达8电子稳定结构,结构简式为N≡C﹣S﹣S﹣C≡N,
故每个分子中含5个δ键,故答案为:5;
(4)E的一种低价氧化物CO与充入二氧化碳的空气和熔融碳酸钾可构成燃料电池,原电池负极发生氧化反应,CO在负极通入,CO被氧化,在熔融碳酸钾中生成CO2,电极反应式为:CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2,正极发生还原反应,氧气再正极通入,二氧化碳参与的反应生成CO32﹣,电极反应式为:O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣,
故答案为:CO+CO32﹣﹣2e﹣=2CO2;O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣;
(5)1.2g碳的物质的量为
=0.1mol,标准状况下的1.68L氧气的物质的量为
=0.075mol,所以n(C):n(O)=0.1mol:0.075mol×2=1:1.5,故燃烧生成物为CO、CO2,令CO、CO2的物质的量分别为xmol、ymol,根据C原子守恒有x+y=0.1,根据O原子守恒有x+2y=0.075×2,联立方程,解得x=0.05,y=0.05,碳的燃烧热为Y KJ/mol,故生成0.05molCO2放出的热量为0.05mol×Y kJ/mol=0.05YkJ,故生成0.05molCO放出的热量为X kJ﹣0.05YkJ=(X﹣0.05Y)kJ,故1mol碳燃烧生成CO放出的热量为(X﹣0.05Y)kJ×
=(20X﹣Y)kJ,故1mol碳与O2反应生成CO时的热化学方程式为:C(s)+
O2(g)=CO(g)△H=﹣(20X﹣Y)kJ/mol,
故答案为:C(s)+
O2(g)=CO(g)△H=﹣(20X﹣Y)kJ/mol.
【分析】有A、B、C、D、E五种短周期元素,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满,B为Cl元素;B﹣离子为Cl﹣离子,A+比B﹣少一个电子层,A+为Na+离子,A为Na元素;C原子的p轨道中有3个未成对电子,C原子的外围电子排布为ns2np3,是第ⅤA族元素,其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大,所以为N元素;D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,为第ⅥA族元素,故D为S元素,E元素的基态原子核外有六种运动状态的电子,即核外电子数为6,故E为C元素,据此解答.
19.【答案】(1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34;3s23p63d10
(4)强;平面三角形;三角锥形
(5)第一步电离后生成的负离子,较难再进一步电离出带正电荷的氢离子;H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se﹣O﹣H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+;
(6)4.1;
【解析】【解答】(1)根据图片知,每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对,所以每个S原子的价层电子对个数是4,则S原子为sp3杂化,故答案为:sp3;
(2)同主族元素从上到下,原子半径越来越大,原子核对核外电子的吸引力越来越弱,第一电离能逐渐减小,故答案为:O>S>Se;
(3)Se原子序数为34,其核外M层电子的排布式为3s23p63d10,故答案为:34;3s23p63d10;
(4)非金属性越强的元素,其与氢元素的结合能力越强,则其氢化物在水溶液中就越难电解,酸性就越弱,非金属性S>Se,所以H2Se的酸性比H2S强,气态SeO3分子中Se原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,所以其立体构型为平面三角形,SO32﹣离子中S原子价层电子对个数=3+
(6+2﹣3×2)=4且含有一个孤电子对,所以其立体构型为三角锥形,
故答案为:强;平面三角形;三角锥形;
(5)①第一步电离后生成的负离子,较难再进一步电离出带正电荷的氢离子,故H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离,
故答案为:第一步电离后生成的负离子,较难再进一步电离出带正电荷的氢离子;
②H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se﹣O﹣H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+,H2SeO4比H2SeO3酸性强,
故答案为:H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se﹣O﹣H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+;
(6)黑球全部在晶胞内部,该晶胞中含有黑球个数是4,白球个数=
×8+
×6=4,ρ=
=
=4.1g/(cm)3,每个黑色小球连接4个白色小球,构成正四面体结构,白球和黑球之间的夹角为109°28′,两个白球之间的距离=270
pm,设S2﹣离子与Zn2+离子之间的距离为x,2x2﹣2x2cos109°28′=(270
)2,
x==pm;故答案为:4.1;.
【分析】(1)根据图片知,每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对,根据价层电子对互斥理论确定S原子杂化方式;
(2)根据第一电离能递变规律判断;
(3)Se元素34号元素,M电子层上有18个电子,分别位于3s、3p、3d能级上;
(4)非金属性越强的元素,其与氢元素的结合能力越强,则其氢化物在水溶液中就越难电解,酸性就越弱;
根据价层电子对互斥理论确定气态SeO3分子的立体构型、SO32﹣离子的立体构型;
(5)①第一步电离后生成的负离子,较难再进一步电离出带正电荷的氢离子;
②根据中心元素Se的化合价可以判断电性高低,电性越高,对Se﹣O﹣H中O原子的电子吸引越强,越易电离出H+;
(6)利用均摊法计算晶胞中含有的硫原子和锌原子,根据ρ=
计算密度;每个黑色小球连接4个白色小球,构成正四面体结构,白球和黑球之间的夹角为109°28′,两个白球之间的距离=270
pm,根据余弦定理计算白球和黑球之间的距离.
20.【答案】(1)Cl;Al;Ar;H
(2)C: ;D:
【解析】【解答】解:A﹣ 离子核外有18个电子,说明A原子的核外电子数是17,依据核外电子数等于原子序数可知,所以A为Cl元素,D+离子的核外没有电子,说明D原子的核外电子数是1个,所以D是H元素,B原子比D原子多2个电子层,B原子最外层电子数比D原子核外电子数多2个,说明B原子的核外有3个电子层,且最外层的电子数是3,所以B原子最外层有13个电子,因此B是质子数为13的Al元素,C元素原子核外电子数比B原子多5个,说明C原子核外有18个电子,因此C是质子数为18的Ar元素,(1)由上述分析可知,A为Cl,B为Al,C为Ar,D为H,故答案为:Cl、Al、Ar、H;(2)C为Ar,原子和外有3个电子,最外层电子数为8,原子的结构示意图: ,D为H原子,原子的结构示意图: ,故答案为: 、 .
【分析】A﹣ 离子核外有18个电子,说明A原子的核外电子数是17,依据核外电子数等于原子序数可知,所以A为Cl元素,D+离子的核外没有电子,说明D原子的核外电子数是1个,所以D是H元素,B原子比D原子多2个电子层,B原子最外层电子数比D原子核外电子数多2个,说明B原子的核外有3个电子层,且最外层的电子数是3,所以B原子最外层有13个电子,因此B是质子数为13的Al元素,C元素原子核外电子数比B原子多5个,说明C原子核外有18个电子,因此C是质子数为18的Ar元素,以此解答该题.
21.【答案】(1)c
(2)
【解析】【解答】解:(1)a.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4,说明碳酸氢根离子的酸性比硫酸弱,故不选;
b.非金属强弱与最高价氧化物对应水化物的酸性强弱有关,而亚硫酸中的硫是+4价,故不选;
c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为﹣2价,说明硫元素对共用电子对的吸引力较强,说明非金属性:S>C,故选;故答案为:c;(2)羰基硫中分子中所有原子的最外层都满足8电子结构,碳原子能形成4个共价键,硫原子能形成2个共价键,氧原子能形成2个共价键,所以其电子式为 ,
故答案为: .
【分析】(1)a.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4,说明碳酸氢根离子的酸性比硫酸弱;
b.非金属强弱与最高价氧化物对应水化物的酸性强弱有关;
c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为﹣2价,说明硫元素对共用电子对的吸引力较强,说明非金属性:S>C;(2)根据羰基硫分子中所有原子的最外层都满足8电子结构判断其电子式.