(4)R的含氧酸跟RO42-为FeO42-,向其钠盐溶液中加入硫酸,溶液变黄,说明生成Fe3+,并有无色气体生成,反应中Fe的化合价降低,只能是O元素的化合价升高,则无色气体比为O2,反应的离子方程式为:
4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O
解析:
①气体G可溶于水且水溶液呈碱性,知气体G为NH3,气体G由X的单质与H2化合得到,则X为N元素。
②Y的单质为黄色晶体,知Y为S元素。
③R的3d轨道电子数为为4s轨道的三倍,则R为第四周期元素,4s轨道电子数为2,3d轨道为6,R原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,则R为Fe元素。
④Z的原子序数大于Y,且能与Na化合,则X为Cl元素。
⑤则Q为Na2S,J为NaCl,I为AgCl,M为NH4Cl
8.(2013·安徽理综·25)(15分)
X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
(1)W位于元素周期表第周期第族;W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”);
油固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;氢元素、
、
的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。
(3)震荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加
溶液直至过量,能观察到的现象是;
的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是。
(4)在25°、101
下,已知13.5g的
固体单质在
气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419
该反应的热化学方程式是。
25
【答案】
(1)三NA小
(2)小分子间作用力(范德华力)甲醛(甲酸)
(3)先产生白色沉淀,后沉淀溶解Si+4HF=SiF4
+2H2
(4)2Al+3O2=Al2O3△H=-1675KJmol
【解析】X的最高价氧化对应的水化物为H2XO3,可以确定X为+4价,故可能为C、Si;Y是地壳中含量最高的为O,Z、最外层电子为3s23p1,为Al;W质子数为28-14=14为Si,故综上有X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。
【考点定位】以物质结构为基础,考查原子结构、分子结构,元素周期表和元素周期律,反应热的计算及热化学方程式的书写。
9.[化学——选修3:
物质结构与性质](15分)(2013·新课标卷Ⅱ·37)
前四周期原子序数依次增大的元素A,B,C,D中,
A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,平且A-和B+
的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价
电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数
相差为2。
回答下列问题:
(1)D2+的价层电子排布图为_______。
(2)四种元素中第一电离最小的是________,
电负性最大的是________。
(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_________;D的配位数为_______;
②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。
(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有_____;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_______,配位体是____。
参考答案:
(1)
(2)KF
(3)①K2NiF4;6
②
=3.4
(4)离子键、配位键;[FeF6]3-;
10、(2013·山东理综·32)(8分)【化学——物质结构与性质】
卤族元素包括F、CL、Br等。
(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是。
(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。
(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和。
第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。
(4)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物提供孤对电子的原子是。
【答案】
(1)a
(2)2;BN(3)sp2;sp3;3(4)X
【解析】
(1)F无正价,b项错误;HF分子之间能形成氢键,沸点最高,c项错误;由于卤族元素的单质均属于分子晶体,随相对分子质量增大范德华力增大,因而沸点逐渐升高。
(2)B的原子半径比N大,因而结构示意图中大球代表B原子,利用晶胞结构很容易计算出含有2个B和2个N,化学式为BN。
(3)利用价层电子对互斥理论计算很容易判断出杂化方式;根据电离能的变化规律(见右图),半充满和全充满的要高,所以第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素。
(4)B原子的所有价电子已经使用,因而提供孤对电子的原子是X。
11.[化学—选修3:
物质结构与性质](15分)(2013·新课标卷I·37)
硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。
回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。
(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。
工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,,该反应的化学方程式为。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
1硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是
2SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是
(6)在硅酸盐中,
四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为。
Si与O的原子数之比为化学式为
12.(2013·江苏化学·21A)(12分)
A.[物质结构与性质]
元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。
元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。
元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。
在1个晶胞中,X离子的数目为。
该化合物的化学式为。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是
。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是
。
(4)Y与Z可形成YZ42-
YZ42-的空间构型为(用文字描述)。
写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式:
。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为。
【参考答案】
(1)
4
ZnS
(2)sp3
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键
(4)
正四面体
CCl4或SiCl4
(5)16mol或16×6.02×1023个
【解析】本题考查学生对原子核外电子排布、晶体结构与计算、原子轨道杂化类型、分子空间构型、氢键、配合物等《选修三》中基础知识的掌握和应用能力。
本题基础性较强,重点特出。
元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,显然是锌。
元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子,即硫。
元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍,为氧。
(1)
在1个晶胞中,Zn离子的数目为8×1/8+6×1/2=4。
S离子的数目也为4,化合物的化学式为ZnS。
(4)
SO42-的空间构型根据VSEPR模型与杂化类型可知无孤对电子为正四面体。
SO42-互为等电子体的分子的化学式CCl4或SiCl4
(5)锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目既要考虑到配体中,还要考虑配体与中心原子之间的配位键,因此1mol该配合物中含有σ键的数目为16mol或16×6.02×1023个。
13.(2013·海南化学·19II)(14分)图A所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸,a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。
回答下列问题:
(1)图B对应的物质名称是,其晶胞中的原子数为,晶体类型为。
(2)d中元素的原子核外电子排布式为。
(3)图A中由二种元素组成的物质中,沸点最高的是,原因是,该物质的分子构型为,中心原子的杂化轨道类型为。
(4)图A中的双原子分子中,极性最大的分子是。
(5)k的分子式为,中心原子的杂化轨道类型为,属于分子(填“极性”或“非极性”)。
[答案]
(1)金刚石8原子晶体
(2)1s22s22p63s23p5
(3)H2O分子间形成氢键V形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2极性
[解析]:
(1)每个原子周围有4个键,判断为金刚石。
(2)a为C,则b为H2、c为O2,因i是常见的酸,只由b、d形成可判断为盐酸,则d为Cl2。
(3)除a、b、c、d外,f为CO,g为CO2,i为HCl,而k与水反应生成CO2与盐酸,该反应没在教材中出现过,且由f、d反应得到,应含C、O、Cl三种元素,只能判断为COCl2(在历届高考中有出现过)。
所有两元素形成的物质中,只有水是液态,其它都是气体。
(4)所有双原子分子中,只有H、Cl电负性差值最大,因而极性最大。
(5)COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。
14.(2013·福建理综·31)[化学—物质结构与性质](13分)
(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:
①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。
a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体
②基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(4)已知苯酚(
)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。
据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。
【知识点】化学键、晶体结构、电子排布式的书写、杂化轨道、分子的空间构型以及电离
常数等知识。
【答案】
【解析】
(1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。
由于N原子为1S22S22P3达
到半满结构,相对较稳定,所以第一电离能会有所增大,O原子为1S22S22P4,2P轨道有一堆成堆电子,相对于N原子的半满结构,第一电离能会略小于N,即C(2)①Cu属于金属晶体,NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F属于离子晶体。
②29Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(这样排列保证了3d轨道的全充满和4s轨道的半充满)或者[Ar]3d104s1。
(3)①H2O分子中的O原子与(H2O)2·BF3分子中的H原子之间存在氢键,(H2O)2·BF3分子中H2O分子和BF3分子之间存在配位键,H2O分子内的O原子与H原子之间存在共价键,Q分子之间存在分子间作用力;
②水合氢离子中O原子有一对孤对电子,会排斥三个氢原子(和氨分子类似),即空间构型为三角锥形
(4)能形成分子内氢键,致使H+更难电离,而苯酚属于弱酸,就能电离出H+,即
Ka2(水杨酸)