題目列表(包括答案和解析)
(12分)
原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。
Ⅰ.已知A、B、C、D和E五種分子所含原子的數(shù)目依次為1、2、3、6和6,且都含有18個電子,又知B、C和D是由兩種元素的原子組成,且D分子中兩種原子個數(shù)比為1 :2。
請回答:
(1)組成A分子的原子的元素符號是 ;已知E是有毒的有機物,E的熔、沸點比CH4的熔、沸點高,其主要原因是____________________________________。
(2)C的立體結(jié)構(gòu)呈 ____ 形,該分子屬于 ____ 分子(填“極性”或“非極性”);
(3)火箭中可充入四氧化二氮和D作為燃料反應生成氮氣和水,該反應的化學方程式為_______ __________________ 。(不需要寫反應條件)
Ⅱ.CO與N2互為等電子體。
(4)CO的總鍵能大于N2的總鍵能,但CO比N2容易參加化學反應。
根據(jù)下表數(shù)據(jù),說明CO比N2活潑的原因是____________________________________。
| A-B | A=B | A≡B | ||
| CO | 鍵能(kJ/mol) | 357.7 | 798.9 | 1071.9 |
| 鍵能差值kJ/mol) | 441.2 273 | |||
| N2 | 鍵能(kJ/mol) | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
| 鍵能差值kJ/mol) | 263.6 523.3 | |||
(5)它們的分子中都包含___________個σ鍵,______________個π鍵。
(6)Fe、Co、Ni等金屬能與CO反應的原因與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。
Ni原子的價電子排布式為 _____ 。Fe(CO)5常溫下呈液態(tài),熔點為
-20.5℃,沸點為103℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體屬于 ____(填晶體類型);Fe(CO)5是配合物,配體是__________ 。
H、C、N、O、都屬于自然界中常見非金屬元素。
(1)O、C、N三種元素的第一電離能由小到大順序是 ;NH4+中氮原子軌道的雜化類型為________。
(2)CO、N2的結(jié)構(gòu)可表示為:
兩者的鍵能數(shù)據(jù):(單位kJ/mol)
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A—B |
A=B |
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CO |
357.7 |
798.9 |
1071.9 |
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N2 |
154.8 |
418.4 |
941.7 |
結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因 。
(3)乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點高的多,原因是 。
(4)C、N元素形成的新材料具有如圖所示結(jié)構(gòu),該晶體硬度將超過目前世界上最硬的金剛石,成為首屈一指的超硬新材料。 該物質(zhì)的化學式為: 。
![]()
| | A—B | A=B | |
| CO | 357.7 | 798.9 | 1071.9 |
| N2 | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
(16分)下表為長式周期表的一部分,其中的編號代表對應的元素。
| ① |
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| ② |
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| ③ | ④ | ⑤ | ⑥ |
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| ⑦ |
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| ⑧ |
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| ⑨ |
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| ⑩ |
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(1)寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式 。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為:
(3)按要求完成下列各題
a.第一電離能:元素④ 元素⑤(選填“>”、“=”、“<”)。
b.與元素④所形成的單質(zhì)互為等電子體的分子、離子的化學式 、 (各寫一種)。
c.元素④的氣態(tài)氫化物X的水溶液在微電子工業(yè)中,可作刻蝕劑H2O2的清除劑,所發(fā)生反應的產(chǎn)物不污染環(huán)境,其化學方程式為________________________________
d.由X與氧氣、KOH溶液構(gòu)成原電池,負極會產(chǎn)生元素④的單質(zhì)。則其負極反應式為_____________________________。
(4)由元素③和⑧形成的液態(tài)化合物Z,是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O2中完全燃燒,生成兩種氣態(tài)氧化物,298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________
(5)在測定①與⑥形成化合物的相對分子質(zhì)量時,實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是: 。
(6)元素⑩所形成的單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特征如下圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm,相對原子質(zhì)量為M,NA代表阿伏加德羅常數(shù),請回答:
晶體中該原子的配位數(shù)為 ,一個晶胞中包含的原子數(shù)目為 ;該晶體的密度為 g·cm-3(用字母表示,不必化簡)。
【解析】考查元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素周期律的應用。根據(jù)元素在周期表中的物質(zhì)可判斷,①是H,②是Be,③是C,④是N,⑤是O,⑥是F,⑦是Mg,⑧S,⑨是Cr,⑩是Cu。
(1)因為全充滿或半充滿是穩(wěn)定的,所以根據(jù)構(gòu)造原理可知Cr的外圍電子排布式3d54s1。
(2)③與①形成的水果催熟劑是乙烯,乙烯中含有碳碳雙鍵,采用的是sp2雜化。
非金屬性越強,第一電離能越大,所以N<O。氮氣中含有14個電子,所以和氮氣互為等電子體的分子是CO,離子是C22-。N的氫化物是氨氣,N的化合價處于最低價態(tài),被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子,所以氨氣在負極的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O。
(4)S和C形成的非極性的直線形分子是CS2,所以反應的熱化學方程式為CS2(l)+3O2(g)===CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1075 kJ/mol
(5)F是最活潑的非金屬元素,H和F形成的氫化物中含有氫鍵,從而導致測得的值一般高于理論值。
(6)銅形成的是面心立方最密堆積,其配位數(shù)是12,根據(jù)乙中的結(jié)構(gòu)特點可知一個晶胞中包含的原子數(shù)目為![]()
8×1/8+6×1/2=4。根據(jù)丙圖可知該晶胞的邊長為
,所以其密度為
(16分)下表為長式周期表的一部分,其中的編號代表對應的元素。
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① |
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② |
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③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
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⑦ |
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⑧ |
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⑨ |
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⑩ |
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(1)寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式 。
(2)在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中,元素③的雜化方式為:
(3)按要求完成下列各題
a.第一電離能:元素④ 元素⑤(選填“>”、“=”、“<”)。
b.與元素④所形成的單質(zhì)互為等電子體的分子、離子的化學式 、 (各寫一種)。
c.元素④的氣態(tài)氫化物X的水溶液在微電子工業(yè)中,可作刻蝕劑H2O2的清除劑,所發(fā)生反應的產(chǎn)物不污染環(huán)境,其化學方程式為________________________________
d.由X與氧氣、KOH溶液構(gòu)成原電池,負極會產(chǎn)生元素④的單質(zhì)。則其負極反應式為_____________________________。
(4)由元素③和⑧形成的液態(tài)化合物Z,是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O2中完全燃燒,生成兩種氣態(tài)氧化物,298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________
(5)在測定①與⑥形成化合物的相對分子質(zhì)量時,實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是: 。
(6)元素⑩所形成的單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特征如下圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm,相對原子質(zhì)量為M,NA代表阿伏加德羅常數(shù),請回答:
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晶體中該原子的配位數(shù)為 ,一個晶胞中包含的原子數(shù)目為 ;該晶體的密度為 g·cm-3(用字母表示,不必化簡)。
【解析】考查元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素周期律的應用。根據(jù)元素在周期表中的物質(zhì)可判斷,①是H,②是Be,③是C,④是N,⑤是O,⑥是F,⑦是Mg,⑧S,⑨是Cr,⑩是Cu。
(1)因為全充滿或半充滿是穩(wěn)定的,所以根據(jù)構(gòu)造原理可知Cr的外圍電子排布式3d54s1。
(2)③與①形成的水果催熟劑是乙烯,乙烯中含有碳碳雙鍵,采用的是sp2雜化。
非金屬性越強,第一電離能越大,所以N<O。氮氣中含有14個電子,所以和氮氣互為等電子體的分子是CO,離子是C22-。N的氫化物是氨氣,N的化合價處于最低價態(tài),被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子,所以氨氣在負極的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O。
(4)S和C形成的非極性的直線形分子是CS2,所以反應的熱化學方程式為CS2(l)+3O2(g)===CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1075 kJ/mol
(5)F是最活潑的非金屬元素,H和F形成的氫化物中含有氫鍵,從而導致測得的值一般高于理論值。
(6)銅形成的是面心立方最密堆積,其配位數(shù)是12,根據(jù)乙中的結(jié)構(gòu)特點可知一個晶胞中包含的原子數(shù)目為![]()
8×1/8+6×1/2=4。根據(jù)丙圖可知該晶胞的邊長為
,所以其密度為![]()
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