已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次
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已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次
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已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。
(1)X在该氢化物中以
方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该
(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。
(2)Y在周期表中位于
;Z
4+
的核外电子排布式为
。
(3)工业上利用ZO
2
和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10
-10
m,顶点位置为Z
4+
所占,体心位置为Ba
2+
所占,所有棱心位置为O
2-
所占。
①制备M的化学反应方程式是
(Z用元素符号表示)。
②在M晶体中,Ba
2+
的氧配位数(Ba
2+
周围等距且最近的O
2-
的数目)为
。
③晶体M密度的计算式为ρ=
(Z相对原子质量为48)。
答案
(1)sp 高于 (2)第4周期ⅡA族 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
(3)①TiO
2
+BaCO
3
BaTiO
3
+CO
2
↑ ②12
③(137+48+3×16)/N
A
(4.03×10
-8
)
3
g·cm
-3
解析
有机物的主要组成元素X为碳元素,Z元素次外层有2个未成对电子且核电荷数小于28,只能为过渡元素钛
22
Ti,位于周期表中第4周期ⅣB族。根据原子序数之和为48,可推知Y为20号元素钙。(1)X的该氢化物为乙炔,乙炔为直线形分子,碳原子以sp方式杂化,碳化钙是离子化合物,熔点高于碳的氢化物分子晶体熔点。(2)钙元素在周期表中第4周期ⅡA族。钛离子核外电子排布式为:1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
。(3)①用均摊法可以推出M的化学式为BaTiO
3
,制备BaTiO
3
化学方程式:TiO
2
+BaCO
3
BaTiO
3
+CO
2
↑。②与钡离子紧邻等距的氧离子共有12个。③由1 mol该化合物的体积关系得:
=(4.03×10
-8
)
3
N
A
,整理得ρ=
g·cm
-3
。
举一反三
(1)已知X、Y、Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ·mol
-1
I
1
I
2
I
3
I
4
X
578
1 817
2 745
11 578
Y
738
1 451
7 733
10 540
Z
496
4 562
6 912
9 543
则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为
(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于X的第一电离能的原因是
。
(2)A、B、C、D是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子M、N、W,且在M、N、W分子中,A、B、C三原子都采取sp
3
杂化。
①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为
(用元素符号表示)。
②M是含有
键的
分子(填“极性”或“非极性”)。
③N是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因:
。
④W分子的VSEPR模型的空间构型为
,W分子的空间构型为
。
⑤AB
-
中和B
2
分子的π键数目比为
。
(3)E、F、G三元素的原子序数依次增大,三原子的核外的最外层电子排布均为4s
1
。
①E元素组成的单质的晶体堆积模型为
(填字母)。
a.简单立方堆积 b.体心立方堆积
c.六方最密堆积 d.面心立方最密堆积
②F元素在其化合物中最高化合价为
。
③G
2+
的核外电子排布式为
,G
2+
和N分子形成的配离子的结构式为
。
题型:不详
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下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是
(填编号)。
(2)元素⑥形成的最高价含氧酸根的立体构型是
,其中心原子的杂化轨道类型是
。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是
。
A.分子中含有氢键
B.属于非极性分子
C.含有4个σ键和1个π键
D.该氢化物分子中,②原子采用sp
2
杂化
(4)某元素的特征电子排布式为ns
n
n
,该元素原子的核外最外层电子的孤电子对数为
;该元素与元素①形成的分子X构形为
;X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大,其主要原因是
。
(5)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为
(用对应的元素符号表示)。
题型:不详
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已知前四周期六种元素A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107,且它们的核电荷数依次增大。B原子的p轨道半充满,其氢化物沸点是同族元素中最低的,D原子得到一个电子后3p轨道全充满,A与C能形成A
2
C型离子化和物,其中的阴、阳离子相差一个电子层,E
4
+
离子和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序是____________(填元素符号)
(2)化合物BD
3
的分子空间构型可描述为_________,B的原子轨道杂化类型为________。
(3)已知F元素在人体内含量偏低时,会影响O
2
在体内的正常运输。已知F
2
+
与KCN溶液反应得F(CN)
2
沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物。则F的基态原子价电子排布式为______。CN
-
与___________(一种分子)互为等电子体,则1个CN
-
中π键数目为___________。
(4)EO
2
与碳酸钡在熔融状态下反应,所得晶体的晶胞结构如图所示,则该反应的化学方程式为________
在该晶体中,E
4
+
的氧配为数为____________。若该晶胞边长为a nm可 计算该晶体的密度为__________g/cm
3
(阿伏加德罗常数为N
A
)
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钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题:
(1)钛有
两种原子,它们互称为____。元素在元素周期表中的位置是第_____周期,第____族;基态原子的电子排布式为_____;按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于_____区元素。
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示,它的化学式是______,
(3)氮化钛(Ti
3
N
4
)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金装饰的替代品。以TiCl
4
为原料,经过一系列反应,可以制Ti
3
N
4
和纳米TiO
2
。
①Ti
3
N
4
中元素的化合价为_____。TiCl
4
分子中4个氯原子不在同一平面上,则TiCl
4
的空间构型为______。
②反应①为置换反应、该反应的化学方程式为______。
③纳米TiO
2
是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO
2
催化的一个实例如下:
化合物甲的分子中采取
杂化的碳原子个数为_____,化合物乙中采取
杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。
④有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该氮化钛晶胞中含有______个N原子,晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为______g.
(N
A
为阿伏加德罗常数的数值,只列算式)。
题型:不详
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叠氮化钠(NaN
3
)是一种无色晶体,常见的两种制备方法为2NaNH
2
+N
2
O=NaN
3
+NaOH+NH
3
,3NaNH
2
+NaNO
3
=NaN
3
+3NaOH+NH
3
↑。
回答下列问题:
(1)氮所在的周期中,电负性最大的元素是________,第一电离能最小的元素是_______。
(2)基态氮原子的L层电子排布图为_______________。
(3)与N
3
-
互为等电子体的分子为__________(写出一种)。依据价层电子对互斥理论,NO
3
-
的空间构型为_____________。
(4)氨基化钠(NaNH
2
)和叠氮化钠(NaN
3
)的晶体类型为_________________。叠氮化钠的水溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因:_____________________________。
(5)N
2
O沸点(-88.49℃)比NH
3
沸点(-33.34℃)低,其主要原因是__________________。
(6)安全气囊的设计原理为6NaN
3
+Fe
2
O
3
3Na
2
O+2Fe+9N
2
↑。
①氮分子中σ键和π键数目之比为________________________。
②铁晶体中存在的化学键类型为__________________________。
③铁晶体为体心立方堆积,其晶胞如图所示,晶胞边长为a cm,该铁晶体密度为___________(用含a、N
A
的表达式表示,其中N
A
为阿伏加德罗常数)。
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