14.现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素,均为前四周期元素,它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息,回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是:
I1=738kJ/mol,I2=1451kJ/mol,I3=7733kJ/mol,I4=10540kJ/mol
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
(1)C2A4的电子式为______________。
(A、C为字母代号,请将字母代号用元素符号表示,下同)
(2)B元素的原子核外共有______种不同运动状态的电子,基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子排布图为:
。
该同学所画的电子排布图违背了________________,该元素的原子I3远远大于I2,其原因是__________________________________。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______________。
(用离子符号表示)
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为_____________________________。
(6)H位于元素周期表中_______区(按电子排布分区),其基态原子的价电子排布式为_________,实验室用一种黄色溶液检验H2+时产生蓝色沉淀,该反应的离子方程式为__________________________________。
【答案】
6哑铃(“纺锤”)泡利原理Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难Cl—>O2—>Mg2+Mg2++2Cl-+2H2O
Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑d3d64s23Fe2++2[Fe(CN)6]3—=Fe3[Fe(CN)6]2↓
【解析】
(1)A为H元素、C为N元素,则C2A4为N2H4,其电子式为
;
(2)B为C元素,原子核外共有6种不同运动状态的电子;基态原子中能量最高的电子为2p轨道上的电子,所占据的原子轨道呈哑铃形;
(3)泡利原理指出,在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,由图可知,该同学所画的电子排布图违背了泡利原理;该元素为Mg元素,Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难,故该元素的原子I3远远大于I2;
(4)D为O元素、E为Mg元素、F为Cl元素,D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是Cl—>O2—>Mg2+;
(5)E为Mg元素、F为Cl元素,用惰性电极电解EF2的水溶液得到氢氧化镁、氯气、氢气,离子方程式为:
Mg2++2Cl-+2H2O
Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
(6)H为Fe元素,位于元素周期表中d区;其基态原子的价电子排布式为3d64s2;检验Fe2+时常用到铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,该反应的离子方程式为:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3—=Fe3[Fe(CN)6]2↓。
15.有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写:
(1)A原子的核外电子排布式______。
(2)离子半径:
B____A(填“大于”或“小于”)。
(3)C原子的电子排布图是____,其原子核外有___个未成对电子,能量最高的电子为___轨道上的电子,其轨道呈____形。
(4)D原子电子所占原子轨道数为_______个,D﹣的结构示意图是_____。
(5)BD3的水溶液显______性,原因_____________________(用离子方程式表示)。
【答案】1s22s22p63s1小于
32p哑铃9
酸性Al3++3H2O⇌3H++Al(OH)3
【解析】
(1)A为钠元素,A原子的核外电子排布式1s22s22p63s1,故答案为:
1s22s22p63s1;
(2)A为钠元素,B为铝元素,电子层数相同的离子,核电荷数越大,离子半径半径越小,所以铝离子半径小于钠离子,故答案为:
小于;
(3)C为氮元素,C原子的基态原子的电子排布图是
,其原子核外有3个未成对电子,能量最高的电子为2p轨道上的电子,其轨道呈哑铃,
故答案为:
;3;2p;哑铃;
(4)D为氯元素,氯原子核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p5,电子所占原子轨道数为9个;Cl-的结构示意图为
,故答案为:
9;
;
(5)B为铝元素,D为氯元素,BD3为AlCl3,AlCl3在溶液中水解,使溶液显酸性,水解的离子方程式为Al3++3H2O⇌3H++Al(OH)3,故答案为:
Al3++3H2O⇌3H++Al(OH)3。
16.前四周期的以下五种元素:
X
单质与水反应生成的气体可使带火星的木条复燃
Y
核外有三个能级,毎个能级的电子数相等
Z
最外层电子数是次外层的3倍
W
在元素周期表中处于第8列
R
核外电子占据9个轨道,有2个未成对电子
Q
第二周期中单电子数最多
(1)X元素名称_____________,RZ3中R的杂化方式为_____________。
(2)W原子结构示意图为_____________,,Y、Z、Q电负性由小到大顺序_____________。
(用元素符号表示)
(3)将Q氢化物浓溶液中加入Cu粉,并通入Z2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式为_______________________________________。
【答案】氟sp2杂化
C<N<O2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2+4OH-
【解析】
(1)X为F元素,SO3分子中S的价电子对数是3,所以采取的是sp2杂化,故答案为:
氟,sp2杂化。
(2)W为Fe元素,原子结构示意图为:
;Y、Z、Q分别为C、O、N,
元素原子的得电子能力越强,则电负性越大,所以O>N>C;故答案为:
,C<N<O。
(3)溶液中,不断通入O2,铜和氨水能反应生成[Cu(NH3)4](OH)2,化学方程式为:
2Cu+O2+8NH3+2H2O=2[Cu(NH3)4](OH)2,离子方程式为:
2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]22++4OH-,故答案为:
2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]22++4OH-。
17.信息一:
铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等,用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。
信息二:
氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物,常温下该化合物是暗红色液体,熔点为-96.5℃,沸点为117℃,能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。
(1)铬(24号元素)基态原子的电子排布式为___________。
(2)CH3COCH3分子中含有________个π键,含有____________个σ键。
(3)固态氯化铬酰属于______________晶体,丙酮中碳原子的杂化方式为______________,二硫化碳属于______________(填“极性”或“非极性”)分子,分子中含有____________(填“极性”或“非极性”)键。
(4)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]也是铬的一种化合物,该化合物属于离子化合物,其中除含离子键、共价键外,还含有____________键。
(5)金属铬的晶胞如图所示,一个晶胞中含有_______个铬原子。
【答案】1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)19分子甲基碳原子sp3、羰基碳原子sp2非极性极性配位2
【解析】
(1)铬为24号元素,属于第4周期第ⅥB族,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1),所以本题答案:
1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);
(2)CH3COCH3分子结构式为
,羰基中含有1个π键,分子中含有2个C—Cσ键、6个C—Hσ键、1个C—Oσ键,共9个σ键,所以本题答案:
1;9;
(3)通过氯化铬酰常温下的熔沸点、溶解性可知其属于分子晶体;丙酮中含有两种碳原子,甲基碳原子杂化方式与甲烷碳原子相同,为sp3杂化,羰基碳原子为sp2杂化;二硫化碳为直线型分子,结构对称,属于非极性分子,其分子中只含极性键,所以本题答案:
分子;甲基碳原子sp3、羰基碳原子sp2;非极性;极性;
(4)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]是配位化合物,其中肯定含有配位键,所以本题答案:
配位;
(5)晶胞中显示的是9个原子,但8个位于晶胞顶点,每个顶点上的原子属于8个晶胞,故属于该晶胞的只有1/8;晶胞内的原子完全属于该晶胞,因此一个晶胞中含有2个铬原子,所以本题答案:
2。
18.铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。
请回答以下问题:
(1)元素金(Au)处于周期表中的第6周期,与Cu同族,金原子最外层电子排布式为_________;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中铜原子处于面心,金原子处于顶点位置,则该合金中铜原子与金原子数量之比为_____,该晶体中,原子之间的作用力是________;
(2)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。
若将铜原子与金原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_____________。
(3)CuSO4晶体的构成微粒是____和____,微粒间的作用力是_______,该晶体属于____晶体;
(4)SO42-中S以sp3杂化,SO42-的立体构型是__________________________;
(5)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是____________。
【答案】6s13∶1金属键Cu3AuH8Cu2+SO42-离子键离子正四面体形白色CuSO4粉末和水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O晶体
【解析】
(1)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,则最外层电子数为1,则最外层电子排布式为6s1。
在晶胞中Cu原子处于面心,N(Cu)=6×
=3,Au原子处于顶点位置,N(Au)=8×
=1,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:
1,为金属晶体,原子间的作用力为金属键;故答案为:
6s1;3∶1;金属键;
(2)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由铜原子与金原子构成的四面体空隙中。
若将铜原子与金原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相同,如图
,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,则H原子应位于晶胞内部,则应含有8个H,则化学式为Cu3AuH8,故答案为:
Cu3AuH8;
(3)CuSO4为离子化合物,晶体的构成微粒是Cu2+和SO42-,微粒间的作用力是离子键,该晶体属于离子晶体,故答案为:
Cu2+;SO