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试回答下列问题: (1) 以上10种元素的原子中,失去核外第一个电子所需能量最少的是 __(填写编号)。
____________________________________。 (3) 元素 = 5 \* GB3 ⑤的某种单质具有平面层状结构,同一层中的原子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的 = 2 \* GB3 ②单质相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的元素 = 2 \* GB3 ②用“●”表示),原子分布如图所示,该物质的化学式为 。
3、图表法、图象法是常用的科学研究方法。
I.短周期某主族元素M的电离能情况如图(A)所示,则M元素位于周期表的第______ 族。 II. 图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第_______族元素氢化物的沸点的变化规律。不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b,你认为正确的是:______,理由是:_______________ _________________________________________________________________________。 III.人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属则被科学家猜测为是钛(Ti)。钛被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题:
(2) 在Ti的化合物中,可以呈现 2、 3、 4三种化合价,其中 以 4价的Ti最为稳定。偏钛酸钡的热稳定性好,介电常数 高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶 体中晶胞的结构示意图如右图,则它的化学式是__________。 4、1183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示,1183 K以上转变为图2所示结构的基本结构单元,在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。
(1)铁原子的简化电子排布式为 ;铁晶体中铁原子以 键相互结合。 (2)在1183 K以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为_______个;在1183 K以上的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为__________ _个; (3)纯铁晶体在晶型转变前后,二者基本结构单元的边长之比为(1183 K以下与1183 K以上之比)__________ _。 (4)转变温度前后两者的密度比(1183 K以下与1183 K以上之比)___________ __。
5、C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题: (1)Ge的原子核外电子排布式为______________________________ _。 (2)C、Si、Sn三种元素的单质中,能够形成金属晶体的是______________ __。 (3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质 ①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式____________________________ _; ②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式___________________________ __; ③已知SnO2是离子晶体,写出其主要物理性质_____________________(写出2条即可) (4)CO可以和很多金属形成配合物,如Ni(CO)4,Ni与CO之间的键型为________________。 (5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比,已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060 cm-1,CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143 cm-1,则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度_______ _(填字母) (A)强 (B)弱 (C)相等 (D)无法判定
6、过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一,试回答下列问题: Ⅰ、二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水,达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是 。 A.苯与B3N3H6互为等电子体 B.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键 Ⅱ、2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔共同获得,以表彰他们在巨磁电阻效应(CMR效应)研究方面的成就。某钙钛型复合氧化物(如右图),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应。 ⑴用A、B、O表示这类非凡晶体的化学式: 。 ⑵已知La为 3价,当被钙等二价元素A替代时,可形成复合钙钛矿化合物 La1-xAxMnO3, (x < 0.1),此时一部分锰转变为 4价。导致材料在某一温度四周有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变,则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为: 。(用含x的代数式表示) ⑶Mn的核外电子排布式为: 。
A.镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区 B.氧的第一电离能比氮的第一电离能大 C.锰的电负性为1.59 ,Cr的电负性为1.66,说明锰的金属性比铬强 D.铬的堆积方式与钾相同,则其堆积方式如右图:
7、Mn、Fe均为第四面期过渡元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
| 元 素
| Mn
| Fe
| 电离能 /kJ·mol-1
| I1
| 717
| 759
| I2
| 1509
| 1561
| I3
| 3248
| 2957 |
回答下列问题:
⑴ Mn元素价电子层的电子排布式为 ,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此,你的解释是
⑵ Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。
① 与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 ;
② 六氰合亚铁离子(Fe(CN)64-)中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是 ,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的路易斯结构式 ;
⑶ 三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,
在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮
等有机溶剂。据此判定三氯化铁晶体为 ;
⑷ 金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞
分别如右图所示。
体心立方 面心立方 |
含有的Fe原子个数之比为 。
8、新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年
从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。钇钡铜氧的晶胞结构如图。研究发现,此高温超导体中的铜元素有两种价态:+2价和+3价(铜元素的原子序数为29)。
(1)写出铜在周期表中的位置(周期和族)
(2)写出Cu3 的核外电子排布:
(3)根据图示晶胞结构,推算晶体中Y,Cu,Ba和O原子个数比,确定其化学式为:
。
(4)根据(3)所推出的化合物的组成及各元素的化合价 (该化合物中Y、 Ba元素的化合价分别为+3价、+2价),计算化合物中两种价态Cu原子个数比为: 。
(5)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到的[Cu(NH3)4]SO4晶体中含有的化学键除了普通共价键外,还有 和 。
9、碳是形成化合物最多的元素,其单质与化合物广布于自然界。
⑴ 碳原子的核外电子排布式为 。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能,原因是 ;
⑵ CS2是一种重要的有机溶剂,CS2分子的空间构型为 ;写出一种与CS2互为等电子体的物质的化学式 ;
⑶ 冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如右图,其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心,实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有 个水分子,冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是
.
10、下图是元素周期表中的一部分,表中所列字母分别代表一种化学元素,请回答下列问题:
A
B
C
M
D
E
F
G
H
I
N
J
K
L
(1)上述所列元素的原子中,最外层电子层上只有两个电子的是________________(填“元素符号”);
(2)下列叙述正确的是_____________(填字母序号);
a.K的最高价氧化物对应的水化物是一种强碱
b.硒化氢的稳定性强于H的氢化物的热稳定性
c.F与H形成化合物水溶液的pH大于F与I形成化合物水溶液的pH,说明相同浓度氢化物水溶液的酸性H弱于I
d.MA2E分子中M原子采取SP2杂化方式
e.N的电子排布式:ls22s22p63s23p63d44s2
(3)根据VSEPR理论猜测DA4+离子的空间构型 ,ME2的空间构型 ;
(4)元素F和元素I形成的化合物是 晶体(填晶体类型), 右图为该晶体的结构示意图,请在图中用实心球(●)和空心球(○)分别表示元素F和元素I所在位置。
(5)已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体,一种为紫色,另一为绿色,相关实验证实,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。
则绿色晶体的化学式为 ,该配合物中的配位体为 。
11、科学家发现C60分子由60个碳原子构成,它的外形像足球(图C),含有C=C键,因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管,是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子(图D),图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。
(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体,它们在物理性质上存在较大的差异,其原因是___________ _____ ;
(2)同条件下,足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时,化学性质活泼性的比较为足球烯比石墨 (填“活泼”、“一样活泼”、“更不活泼”)理由是:______ ;
(3)由右边石墨的晶体结构俯视图可推算在石墨晶体中,每个正六边
形平均所占有的C 原子数与C—C键数之比为______ ;
(4)在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环、其中最小的环上有_____个碳原子(填数字),每个碳原子上的任两 个C—C键的夹角都是______ _(填角度)。
(5)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外,还需解决H2的贮存问题,上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是:_______ _______。
(6)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判定NaCl晶体结构的图象是
A B C D |
12、下表由元素周期表的前三周期去掉副族上方的空白区域后组合而成,表中虚线处为ⅡA、ⅢA族的连接处,请用相应的化学用语回答下列问题:
a
b
c
d
e
f
g
h
(1)写出仅由e形成的两种带有相同电荷数的阴离子的符号: 、 。
(2)d元素名称为 ,其基态原子的电子排布式为 。
(3)上左图是表示第三周期8种元素单质的熔点(℃)柱形图,已知柱形“1”代表Ar,则其中柱形“8”代表 (填化学式),是 晶体。
(4)b、c、d、e、f的氢化物的沸点(℃)直角坐标图(上右图),序列“5”的氢化物的名称是 ,空间构型为 ;序列“2”的氢化物的结构式为 ,其中心原子的杂化轨道类型是 杂化。
13、(1)右图是氖元素的一种核素的表示方法。请按下图的式样在答题卡相应位置表示出中子数为28质量数为52的铬元素(Cr)的一种核素。
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(2)下表是几种短周期金属元素原子的逐级电离能
X
Y
Z
EQ \F(电离能,kJ·mol—1)
519
502
580
7296
4570
1820
11799
6920
2750
9550
11600
请仔细阅读表中信息,回答下列问题:
Ⅰ、由表中数据可知,从第一电离能到第四电离能,原子的逐级电离能越来越大,原因是
;
Ⅱ、X的元素符号是 ,Z元素常见的最高正化合价是 。
(3)下表列出了一些共价键的键长
C—F
C—Cl
C—Br
C—I
C—C
C—Si
键长/pm
98
161
182
204
154
170
请结合相关晶体结构的知识回答下列问题:
Ⅰ、CF4、CCl4、CBr4、CI4四种物质中热稳定性最强的是 ,沸点最高的是 。
Ⅱ、四氯化碳在常温下为液体,金刚石的熔点为3550℃,金刚砂的熔点为2830℃,造成这三种物质熔点差异的原因是 。
14、A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,B、C同周期,C的非金属性最强,A、D同主族隔周期,E元素原子最外层的p亚层电子数是s亚层电子数的一半。A、B能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1。根据以上信息回答下列问题:
⑴甲、乙两分子中含有非极性共价键的物质的电子式是________________ ,
C元素在周期表中的位置是__________________。
⑵C和D的离子中,半径较小的是__________(填离子符号)。
⑶将D的单质投入甲中,待D消失后再向上述溶液中加入E的单质,此时发生反应的化学方程式是_____________ ________ __ _____________
⑷C、D、E可组成离子化合物,其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如下图所示,阳离子D+(用○表示)位于正方体的棱的中点和正方体内部;阴离子EC6x-(用●表示)位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化学式是_________ 。
晶胞 |
晶胞的 |
○:阳离子D+ ●:阴离子EC6x- |
(5)如图,铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是( )
A.γ-Fe晶体中与每个铁 原子距离相等且最近的铁原子有6个
B.α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个
C. 若δ-Fe晶胞边长为acm,α-Fe晶胞边长为bcm,则两种晶体密度比为2b3:a3
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同
15、现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上有2对成对电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价
(1)元素T的原子最外层共有 种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+,写出该微粒的电子式 (用元素符号表示)
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是 (用元素符号表示),下列表述中能证实这一事实的是
a 常温下Z的单质和T的单质状态不同 b Z的氢化物比T的氢化物稳定
c 一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是 ,理由是
。
参考答案
1、⑴ 1s22s22p63s23p63d3(2分)
⑵ sp3(2分)
O Cl-C-Cl |
⑷ 6 (2分) CaO晶体中离子的电荷数大于NaCl,离子间的平均距离小于NaCl(2分)
2、(1) = 2 \* GB3 ② (2) PCl3、CCl4 第三周期ⅥA族
⑶ KC8
3、 I.IIIA
II.IVA;b;a点所示的氢化物是水,其沸点高是由于在水分子间存在多条结合力较大的氢键,总强度远远大于分子间作用力,所以氧族元素中其它氢化物的沸点不会高于水。
III.(1)3d24s2。(2)①BaTiO3;
4、(1)[Ar]3d64s2 金属 (各1分)
(2) 8 (2分) 12 (2分)
(3) (2分) (4)
(2分)
5 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2。 (2)Sn。
(3)①直线型; 共价键(或s 键与p键)。
②Si—O通过共价键形成四面体结构,四面体之间通过共价键形成空间网状结构;
共价键(或s键)。
③熔融时能导电、较高的熔点。
(4)配位键。 (5)B。
6、I、 ABCD(4分,每选对1个给1分)
Ⅱ、(1)ABO3(2)(1-x)/x(3)[Ar]3d54s2(4)AC(8分,每空均2分)。
7、.⑴ 3d54s2 由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半布满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d4状态转变为较稳定的3d5半布满状态)
⑵ ① 具有孤对电子 ② sp ∶N≡N∶ ⑶ 分子晶体 ⑷ 2∶1
8、第四面期, = 1 \* ROMAN IB族;(2分)
(2)[Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d 8 (2分)
(3)YBa2Cu3O7 (2分)
(4)Cu2 :Cu3 =2:1 (2分)
(5)离子键,配位键 (2分)
9、⑴ 1s22s22p2 N原子2p轨道半布满,能量低
⑵ 直线形 CO2
⑶ 8 氢键具有方向性,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键
10、(1)He、Be、Fe (2分) (2)a、c、d (2分)
(3)正四面体型、直线型 (2分) (4)离子晶体 (1分) 结构图 (2分)
(5)绿色晶体的化学式是[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(2分); H2O、Cl-(2分)
11、(1)碳原子排列方式(或空间结构)不同(1分) (2)活泼(1分) 足球烯含有C=C键轻易加成(1分)
(3)2∶3(1分) (4)6(1分) 109°28′(1分,或109.5°)
(5)碳纳米管(1分) (6)BC(3分对一个得1分,对2个得3分)
12(1)O2- O22-(或O2-、O3-)(2分)
(2)氮(1分) 1s22s22p3(1分)
(3)Si(1分) 原子(1分)
(4)甲烷(1分) 正四面体(1分) (1分) sp3 (1分)
13、(1) (2分)
(2)Ⅰ、随着电子的逐个失去,阳离子所带的正电荷数越来越大,再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大,消耗的能量也越来越多。(2分)
Ⅱ、Li, 3(各1分,共2分)
(3)Ⅰ、CF4>CCl4>CBr4>CI4, CI4>CBr4> CCl4> CF4(各1分,共2分)
Ⅱ、因为四氯化碳是分子晶体,而金刚石和金刚砂都是原子晶体,所以四氯化碳的熔点远低于金刚石和金刚砂。金刚石中的C—C键比金刚砂中的C—Si键长短,键能更大,因此金刚石的熔点比金刚砂高。(2分)
14、(1)⑴ (1分) 第二周期、第ⅦA族 (2分)
⑵ Na (1分)
⑶ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (2分) ⑷ Na3AlF6 (2分) (5) B C(2分,
15、(1)6 146C
(2)[ ]+
(3)Cl b
(4)H2CO3 弱酸性或非氧化性酸
(B)(1)
(2)H++AlO2-+H2O Al(OH)3
A13++3OH-
(3)F c
(4)Al 具有金属性
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