(13分)(1)A、B、D为短周期元素,请根据信息回答问题:元素ABD性质或结构信息工业上通过分离液态空气获得其单质,单质能助燃气态氢化物的水溶液显碱性原子有三
题型:不详难度:来源:
(13分)(1)A、B、D为短周期元素,请根据信息回答问题:
元素
| A
| B
| D
| 性质或结构信息
| 工业上通过分离液态空气获得其单质,单质能助燃
| 气态氢化物的水溶液显碱性
| 原子有三个电子层,简单离子在本周期中半径最小
| ①第一电离能:A B(填“>”、“=”、“<”),基态D原子的电子排布式为 。 ②B和D由共价键形成的某化合物BD在2200℃开始分解,BD的晶体类型为 。 (2)发展煤的液化技术被纳入“十二五规划”,中科院山西煤化所关于煤液化技术的高效催化剂研发项目取得积极进展。已知:煤可以先转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂作用下合成甲醇(CH3OH),从而实现液化。 ①某含铜离子的离子结构如右图所示:
在该离子内部微粒间作用力的类型有: (填字母)。 A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键 ②煤液化获得甲醇,再经催化得到重要工业原料甲醛(HCHO),甲醇的沸点为65℃,甲醛的沸点为-21℃,两者均易溶于水。甲醇的沸点比甲醛高是因为甲醇分子间存在着氢键,而甲醛分子间没有氢键。甲醇和甲醛均溶于水,是因为它们均可以和水形成分子间氢键。请你说明甲醛分子间没有氢键的原因是 。 ③甲醇分子中,进行sp3杂化的原子有 ,甲醛与H2发生加成反应,当生成1mol甲醇时,断裂的∏键的数目为 |
答案
(1)① < (1分) ,1s22s22p63s23p1 (2分) ②原子晶体 (2分) (2)① B、C、D 、F(2分) ②甲醛分子中氢原子与碳原子形成共价键,碳的电负性较小,不构成形成氢键的条件(或甲醛分子中的氢不够活泼、不够显电正性等)。(2分) ③C、O (2分) NA (2分) |
解析
(1)空气中能助燃的是氧气,因此A是O。氢化物水溶液显碱性的是氨气,则B是N。D有3个电子层,属于第三周期,离子半径最小,属于D是Al。氮原子的2p轨道是半充满的,稳定性强,所以第一电离能大于氧原子的。铝的原子序数是13,根据构造原理可知基态电子的排布式为1s22s22p63s23p1。AlN的熔点很高,且是由共价键构成的,因此属于原子晶体。 (2)根据结构示意图可判断,氮和氮之间、碳和碳之间形成非极性键,氮和碳之间形成极性键。又因为氮原子含有孤电子对,可以和铜形成配位键。同时氮原子也可以和氢原子形成氢键,所以答案是BCDF;在甲醛中氢原子和碳原子形成极性键C-H单键,由于碳的非金属性比较弱,即电负性小,属于形成的极性键的极性不够强,因此不能形成氢键。而氧的电负性大,O-H的极性大,容易形成氢键;甲醇的结构简式为CH3OH,结构式为,所以碳原子和氧原子采取的是sp3杂化。甲醛和氢气加成的本质是碳氧双键断键,然后碳和氧分别连接氢原子,所以断裂的π键是1mol。 |
举一反三
【化学—选修3:物质结构与性质】(15分) 现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是原子半径最小的元素
| B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
| C原子的第一至第四电离能分别是: I1=738kJ/mol I2 =" 1451" kJ/mol I3 = 7733kJ/mol I4 = 10540kJ/mol
| D原子核外所有p轨道全满或半满
| E元素的主族序数与周期数的差为4
| F是前四周期中电负性最小的元素
| G在周期表的第七列
| (1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式 (2)B基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形 (3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布为, 该同学所画的电子排布图违背了 (4)G位于 族 区,价电子排布式为 (5)DE3 中心原子的杂化方式为 ,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为 (6)检验F元素的方法是 ,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是 (7)F元素的晶胞如下图所示,若设该晶胞的密度为a g/cm3,阿伏加德罗常数为NA, F原子的摩尔质量为M,则F原子的半径为 cm |
(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。 A.《物质结构与性质》2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如图10。试回答: 图10 (1)镓的基态原子的电子排布式是 。 (2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为 ,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。 (3)下列说法正确的是 (填字母)。 A.砷化镓品胞结构与NaCl相同 B.第一电离能:As>Ga C.电负性:As>Ga D.砷化镓晶体中含有配位键 E.GaP与GaAs互为等电子体 (4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是 。 (5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式 为 。 B.《实验化学》某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。 ⑴提出假设 ①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。 ③该反应的气体产物是 。 ⑵设计方案 如图11所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
图11 ⑶查阅资料 氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。 请写出该反应的离子方程式: 。 ⑷实验步骤 ①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中; ②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气; ③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊; ④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g; ⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。 步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为 。 ⑸数据处理 试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式 。 ⑹实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。 ①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 。 ②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案: 。 |
下列分子和离子的中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间的构型为V形的是( ) |
(14分)氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题: (1)基态氮原子的价电子排布式是_________________。 (2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。 (3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。 ①NH3分子的空间构型是_______________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。 ②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是: N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ·mol-1 若该反应中有4mol N-H键断裂,则形成的π键有________mol。 ③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号) a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力 (4)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是_________(填标号)。 a. CF4 b. CH4 c. NH4+ d. H2O |
(13分)目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。 (1)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体;基态Ni原子的电子排布式为 。 (2)配合物分子内的作用力有 (填编号)。
A.氢键 | B.离子键 | C.共价键 | D.金属键 E.配位键 | (3)很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如 ①CH2=CH2、②CH≡CH、③苯、④HCHO等, 其中分子属于平面结构的有 (填物质序号),预测HCHO分子的立体结构为 形。 (4)氢气是新型清洁能源,镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如图所示,晶胞中心有一个镍原子,其他镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点上。该晶体的化学式为 。 |
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