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专题27物质结构与性质
1.A、B、C、D、E代表5种元素请填空1A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素名称为________2B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为________,C的元素符号为________3D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为________,其基态原子的电子排布式为__________________________4E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为________,其基态原子的电子排布式为________________________【答案】1氮 2Cl K 3Fe 1s22s22p63s23p63d64s24Cu 1s22s22p63s23p63d104s
12.C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素
①Si位于元素周期表第________周期第________族
②N的基态原子核外电子排布式为________;Cu的基态原子最外层有________个电子
③用“>”或“<”填空原子半径电负性熔点沸点Al____SiN____O金刚石____晶体硅CH4____SiH42O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________填元素符号,其中P原子的核外电子排布式为________________________________________3周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子b、c、d中第一电离能最大的是______________填元素符号,e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________4
①N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下电离能I1I2I3I4……In/kJ·mol-15781817274511578……则该元素是________填写元素符号
②基态锗Ge原子的电子排布式是________Ge的最高价氯化物的分子式是________
③Ge元素可能的性质或应用有________A.是一种活泼的金属元素B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点【答案】1
①三 ⅣA
②1s22s22p3 1
③> < > <2O 1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p33N ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑4
①Al
②1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4
③CD3.Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素1Na位于元素周期表第________周期第__________族;S的基态原子核外有________个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为_____________________________________2用“”或“”填空第一电离能离子半径熔点酸性Si______SO2-______Na+NaCl______SiH2SO4______HClO4Ⅱ.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素试回答下列问题3h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________4o、p两元素的部分电离能数据列于下表元素op电离能/kJ·mol-1I1717759I215091561I332482957比较两元素的I
2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难对此,你的解释是______________________________________________________________________________________________________________________________5第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图甲所示,其中电负性最大的是____________填图中的序号6表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示,则该元素是____________填元素符号【答案】1三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p22 3电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光子的形式释放能量4Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,比较稳定52 6Al
4.a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,相关信息如表所示a原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同b基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1c在周期表所列元素中电负性最大d位于周期表中第4纵行e基态原子M层全充满,N层只有一个电子请回答1d属于________区的元素,其基态原子的价电子排布图为___________________2b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________用元素符号表示3c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种,任意画出一种________4a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为__________用化学式表示若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的空间构型为________;A的中心原子的轨道杂化类型为________;与A互为等电子体的一种分子为________填化学式【答案】1d 2NOC 34 F—H…F或F—H…O或O—H…F或O—H…O4SiO2CO2 平面三角形 sp2 SO3或BF3其他合理答案均可【解析】由表中信息可知a、b、c、d、e分别C、N、F、Ti、Cu元素1Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2,属于d区元素,其基态原子的价电子排布图为
5.砷化镓GaAs是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等回答下列问题1写出基态As原子的核外电子排布式________2根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________As填“大于”或“小于”3AsCl3分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________【答案】11s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p32大于 小于 3三角锥形 sp3【解析】1As元素在周期表中处于第ⅤA族,位于P元素的下一周期,则基态As原子核外有33个电子,根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p32同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小,Ga与As在周期表中同位于第四周期,Ga位于第ⅢA族,则原子半径Ga>AsGa、As原子的价电子排布式分别为4s24p
1、4s24p3,其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离能较大,则第一电离能Ga<As3As原子的价电子排布式为4s24p3,最外层有5个电子,则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键,且含有1对未成键的孤对电子,则As的杂化轨道类型为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形
6.下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶2Cr2O+3CH3CH2OH+16H++13H2O―→4[CrH2O6]3++3CH3COOH1Cr3+基态核外电子排布式为____________________;配合物[CrH2O6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是______填元素符号2CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________;1molCH3COOH分子含有σ键的数目为________3与H2O互为等电子体的一种阳离子为________填化学式;H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为_____________________________【答案】11s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 O2sp3和sp2 7NA或7×
6.02×10233H2F+ H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
7.B、C、N是几种常见的非金属元素,其形成的各种化合物在自然界中广泛存在1基态硼原子的电子排布式为________;C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为________2BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R
①晶体R中各种微粒间的作用力涉及________填字母;a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键
②R中阴离子的空间构型为________3乙二胺H2N—CH2—CH2—NH2与CaCl2溶液可形成配离子结构如图2,乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________;乙二胺和三甲胺[NCH33]均属于铵,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是____________________________________________________4氮化硼BN晶体有多种相结构六方相氮化硼是通常存在的稳定相,其结构与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂;它的晶体结构如图3所示,六方相氮化硼质地软的原因是________________________________________________________________________【答案】11s22s22p1 N>C 2
①abc
②四面体3sp3杂化 乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键 4层与层之间通过范德华力结合在一起,作用力小,导致其质地软【解析】1硼原子核外有5个电子,其核外电子排布式为1s22s22p1,C、N两种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>C
8.M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同回答下列问题1单质M的晶体类型为________,晶体中原子间通过________作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为________2元素Y基态原子的核外电子排布式为________,其同周期元素中,第一电离能最大的是________写元素符号元素Y的含氧酸中,酸性最强的是________写化学式,该酸根离子的立体构型为________3M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示
①该化合物的化学式为________,已知晶胞参数a=
0.542nm,此晶体的密度为__________g·cm-3写出计算式,不要求计算结果阿伏加德罗常数为NA
②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是__________________此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为________【答案】1金属晶体 金属键 1221s22s22p63s23p5 Ar HClO4 正四面体3
①CuCl 或
②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物或配离子 [CuNH34]2+【解析】1根据题给信息推断M为铜元素,Y为氯元素单质铜的晶体类型为金属晶体,晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积,铜原子的配位数为122氯元素为17号元素,位于第三周期,根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,同周期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大,故其同周期元素中,第一电离能最大的是Ar氯元素的含氧酸中,酸性最强的是HClO4,该酸根离子中氯原子为sp3杂化,没有孤对电子,立体构型为正四面体形3
①每个晶胞中含有铜原子个数为8×1/8+6×1/2=4,氯原子个数为4,该化合物的化学式为CuCl,则1mol晶胞中含有4molCuCl1mol晶胞的质量为4×
99.5g,又晶胞参数a=
0.542nm,此晶体的密度为或g·cm-3
②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物该溶液在空气中Cu+被氧化为Cu2+,故深蓝色溶液中阳离子的化学式为[CuNH34]2+
9.砷化镓GaAs是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等回答下列问题1GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为
77.9℃,其原因是________________________________________________________________________2GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示该晶体的类型为______,Ga与As以______键键合Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________【答案】1GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体2原子晶体 共价 ×100%
10.在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如Cu9Al
4、Cu5Zn8等1某金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于________________填“晶体”或“非晶体”2基态铜原子有________个未成对电子;Cu2+的电子排布式为________________________;在CuSO4溶液中加入过量氨水,充分反应后加入少量乙醇,析出一种深蓝色晶体,该晶体的化学式为________________,其所含化学键有________________,乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为________________3铜能与类卤素SCN2反应生成CuSCN21molSCN2分子中含有σ键的数目为________SCN2对应的酸有硫氰酸HSCN、异硫氰酸HNCS两种理论上前者沸点低于后者,其原因是________________________________________________________________4ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位数为________________5铜与金形成的金属互化物的晶胞结构如图2所示,其晶胞边长为anm,该金属互化物的密度为____g·cm-3用含a、NA的代数式表示【答案】1晶体 21 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 CuNH34SO4 共价键、离子键、配位键 sp3 35NA异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能 445或其他合理答案。