(15分)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素

(15分)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素

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(15分)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(kJ/mol)
I1
I2
I3
I4
A
932
1821
15390
21771
B
738
1451
7733
10540
(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如右图所示,该同学所画的电子排布图违背了         

(2)ACl2分子中A的杂化类型为        
(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确    ,并阐述理由                      
(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式         ,该物质的K原子和C60分子的个数比为          

(5)继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是          ,NCl3分子的VSEPR模型为        。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为      
答案
(1)能量最低原理(1分)   (2)sp杂化(2分)
(3)否(1分)、C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键(2分)
(4)4s1(1分)、3︰1(2分) (5)N>C>Si(2分)、正四面体(2分)、30(2分)
解析
(1)根据电离能数据可判断,A是Be,B是Mg。根据构造原理可知,应该排满了3s再排3p,剩余违背了能量最低原理。
(2)BeCl2是直线型结构,中心原子是sp杂化。
(3)C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键;而金刚石形成的晶体是原子晶体,熔化破坏的是共价键,所以是错误的。
(4)根据构造原理可知,基态钾原子的价电子排布式是4s1;根据晶胞的结构可知,含有的C60是8×1/8+1=2,而钾原子是12×1/2=6,所以该物质的K原子和C60分子的个数比为3︰1。
(5)非金属性越强,电负性越大,所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si;NCl3分子中中心原子含有的孤对电子对数是(5-1×3)÷2=1,所以其VSEPR模型为正四面体型;根据题意可知,分子中单键和双键的个数之比是2︰1的,如果是双键是x,则单键是2x,则一定有4x+2x×2=4×60,解得x=30。由于双键是由1个α键和1个π键构成得,是由π键数目是30。
举一反三
(13分)A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素,其原子序数依次增大。已知:
A
单质在自然界中硬度最大
B
原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子
C
C同在B的下一周期,C的电离能数据(kJ ·mol-1)为:I1=738  I2=1451  I3=7732  I4=10540
D
单质密度小,较好的延展性,广泛用于食品包装,D的氧化物是两性氧化物
E
单质是一种常见金属,与O元素能形成黑色和砖红色两种氧化物
(1)写出A元素基态原子的价电子排布图                 。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时,该原电池的负极的电极反应式为:                         
(2)常温下,某气态单质甲分子与AB分子核外电子数相等,则一个甲分子中包含     个π键,在A—H、B—H两种共价键中,键的极性较强的是           (用元素符号表示)。D元素原子核内中子数比质子数多1,则D原子可以表示为            ,其原子核外有        种运动状态不同的电子。
(3)B的氢化物的熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高,原因是
                                                      
(4)通常情况下,A的燃烧热为a kJ ·mol-1,C的燃烧热为b kJ ·mol-1,则C与AO2反应生成A的热化学方程式为                                                
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(12分) 工业上以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料可得到硫酸钾、过二硫酸钠和铁红颜料等产品,该方法原料的综合利用率较高。
(1)基态钛原子的核外电子排布式为       
(2)TiCl4在常温下呈液态,而FeCl3可用升华法提纯,则两种氯化物均属于         晶体。
(3)SO42—和 S2O82—(过二硫酸根)结构中,硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心,且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。下列说法正确的是       
A.SO42—中存在σ键和π键且与PO43—离子互为等电子体
B.S2O82—中存在非极性键且有强氧化性
C.S2O82—比SO42—稳定且两者的氧元素的化合价相同
(4)KCl与MgO的晶体结构跟NaCl的晶体结构相似,则KCl与MgO两者中熔点高的是       ,原因是       
(5)硫与氯可形成化合物SCl2,则该分子中硫原子的杂化方式为       ,分子的空间构型为       
(6)在一定条件下铁形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示,则图1和图2的结构中铁原子的配位数之比为      
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( 8分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X形成的阳离子就是一个质子,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为                    
1mol Y2X2含有σ键的数目为              
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是                         
(3)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是            
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(15分)原子序数依次递增的A、B、C、D、E是周期表中前30号元素。已知A的最外层电子数是其内层电子数的2倍;A与C形成的常见化合物之一是主要的温室气体;D与A同主族,其单质在同周期元素所形成的单质中熔点最高;E原子M能层为全充满状态,且核外的未成对电子只有一个。请回答下列问题:
(1)B在周期表中的位置是:                     ,该主族元素的气态氢化物中,沸点最低的是            (填化学式)。
(2)根据等电子原理分析,BC2+ 中B原子的轨道杂化类型是          
(3)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物在常温下是晶体,其晶体类型是          
(4)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5…,推测D元素的电离能突增应出现在第     电离能。
(5)A的一种相对分子质量为28的氢化物,其分子中σ键与π键的个数之比为     ;;
(6)E的基态原子有   种形状不同的原子轨道;E2+ 的价电子排布式为    ;下
图(填甲、乙或丙)          表示的是E晶体中微粒的堆积方式。
         
甲                乙                丙
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(10分)(1)金属镁有许多重要的用途,法国化学家维多克·格利雅因发明了在有机合成方面用途广泛的格利雅试剂而荣获诺贝尔化学奖,格利雅试剂的结构简式可表示为RMgX,它是金属镁和卤代烃反应的产物,简称格氏试剂,它在醚的稀溶液中以单体形式存在,并与二分子醚络合,在浓溶液中以二聚体存在,结构如下图:
 
①上述2种结构中均存在配位键,把你认为是配位键的用“→”标出。
②由原子间的成键特点,可以预测中心原子Mg的杂化类型可能为______ ;Mg 原子的核外电子排布式可表示为______________________。
③下列比较中正确的是____________ 
A.金属键的强弱:Mg>Al      B.基态原子第一电离能:Mg>Al
C.金属性:Mg>Al           D.晶格能:NaCl>MgCl2
(2)将TiCl4在氩气保护下与镁共热得到钛:
TiCl4+2MgTi+2MgCl2
①Ti元素在元素周期表中的位置是     ,     钛原子的外围电子排布式为      
②TiCl4在常温下是无色液体,在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl4属于      (填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。
③二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水,达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水,下列说法正确的是          
A.苯与B3N3H6互为等电子体     
B.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化
C.苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键
(3)2001年报导的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。下图中示意的该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,在棱柱的上下底面还各有一个镁原子,六个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为          。(填字母选项)

A.MgB       B.MgB2     C.Mg2B      D.Mg3B2
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