【化学–选修3:物质结构与性质】(15分)
X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子,X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题(以下问题均以推知元素符号作答):
(1)若 YX3与X2Z﹑YX2-与ZX-﹑Y3-与Z2-性质相似,请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式
⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3,其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,相似的原因是 。两个X2Z分子间的最近距离为 pm(用a和NA表示)。 已知X2Y的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,X2Z分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则X2Z晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol。
⑶ WZ是一种功能材料,已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素[CO(NH2)2]为原料制备。
①W2+的基态核外电子排布式为 ,其核外电子有 种运动状态。
②尿素分子中碳原子的杂化方式为 ,1 mol尿素分子中含有的σ键数为 。
③YZ3-的空间构型 。
④WZ晶体的结构与NaCl相同,但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种WZ晶体中就存在如图所示的缺陷:一个W2+空缺,另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ,则x= 。
(15分)(1)3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑ (2分)
(2) 水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化,且水分子间的氢键具有方向性,每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键(2分) ×1010(2分) 20(1分)
(3)①1s22s22p63s23p63d8(2分) 26 (1分)
②sp2杂化(1分) 7NA(1分) ③平面三角(1分) ④0.97 (2分)
解析试题分析:Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,根据元素原子的最外层不超过8电子的排布规律判断,Z的内层只能是2个电子,最外层为6个电子,所以Z是O元素;Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子,则Y是第二周期元素,其最外层的p轨道最多有3个未成对电子,所以Y是N元素;X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, 水、氨气的分子中是10电子,所以X是H元素;W基态原子有10个价电子,则W是过渡元素,价层电子排布式为3d84s2,所以W是Ni元素。根据分析
(1)Mg(YX2)2相当于Mg(OH)2,分解生成MgO和H2O,所以Mg(YX2)2分解生成Mg3N2和4NH3,化学方程式为3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑;
(2)0℃时H2O为固态,水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化,且水分子间能形成氢键,氢键具有方向性,每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键,所以冰的空间排列方式与金刚石晶胞类似;
两个X2Z分子间的最近距离的计算与金刚石中C与C原子的最近距离的计算相同,冰晶胞中共含8个水分子,2个水分子最近的距离是四面体的中心到顶点的距离,即为晶胞棱长的,设晶胞棱长是bpm,则晶胞的密度a=8×18/NA/(b×10-10)3,b=
×1010,所以两个X2Z分子间的最近距离为
×1010;冰的升华热是51kJ/mol,水分子间还存在范德华力(11kJ/mol),1mol水中含有2mol氢键,升华热=范德华力+氢键,所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol;
(3)①Ni2+核外有26个电子,所以离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;有26个电子就有26种运动状态;
②尿素分子中碳原子周围有3个σ键,无孤对电子,所以是sp2杂化;尿素分子中除碳氧是双键外其余均是单键,双键中有1个是σ键,所以1 mol尿素分子中含有的σ键数为7NA;
③NO3-的价层电子对数=3+1/2(5+1-3×2)=3,所以NO3-的空间构型是平面正三角形;
④NiO中Ni的化合价为+2价,样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91,若该晶体的化学式为WxZ,根据晶体仍呈电中性,得6/97×x×3+91/97×x×2=2,解得x=0.97.
考点:考查元素推断,物质结构与性质的应用,晶胞的计算,化学式的判断,类推法的应用
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(10分)下表为元素周期表的一部分,所标的字母各代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)元素M在第________周期第________族。
(2)C的10电子氢化物的电子________,D的简单氢化物的空间结构为________________。
(3)试写出一种由上述3种元素组成的不含有金属元素的离子化台物____________(填化学式)。
(4)上述元素中非金属性最强的元素是_____________(填元素符号),元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的物质是_____________(填化学式)。
(5)写出G与I的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式:____________________
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
A、B、C都是元素周期表中的短周期非金属元素,它们的核电荷数依次增大。A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍,B原子的最外层p轨道的电子为半满结构,C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素,D原子核外最外层电子数有1个电子,其余各层电子均充满;E原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。 A和C的氢化物沸点大小关系为 ,原因为
(2)D与E的原子化热分别为340 kJ·mol-1和400kJ·mol-1,则它们的熔点:D E(填“>”、“<”、“="”" )。
(3)分子A2B2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,为非极性分子,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为_____________,1mol该分子中含有键的数目为 。
(4)基态E原子的外围电子排布式为 。EO2Cl2熔点:-96 .5℃,沸点:117℃,则固态EO2Cl2属于 晶体。
(5)D的氢化物的晶体结构如图所示,其化学式是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)X、Y、Z三种短周期元素,其单质在常温下均为无色气体,它们的原子序数之和为16。在适当条件下三种单质两两化合,可发生如右图所示变化。己知l个B分子中含有Z元素的原子个数比C分子中含有Z元素的原子个数少1个。请回答下列问题:
(1)由 X、Y、Z三种元素共同组成的三种不同种类的常见化合物的化学式为 ,相同浓度上述水溶液中由水电离出的c(H+)最小的是 (填写化学式)。
(2)Allis-Chalmers制造公司发现可以用C作为燃料电池的燃料,以氢氧化钾溶液为介质,反应生成对环境无污染的常见物质,试写出该电池负极的电极反应式 ,溶液中OH-向 极移动(填“正”或“负”)。
(3)Z分别与X、Y两元素可以构成18个电子分子甲和乙,其分子中只存在共价单键,常温下甲、乙均为无色液体,甲随着温度升高分解速率加快。
①乙能够将CuO还原为Cu2O,已知每lmol乙参加反应有4mole- 转移,该反应的化学方程式为 。
②将铜粉末用10%甲和3.0mol?L-1H2SO4混合溶液处埋,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜的平均溶解速率 (×10-3mol?L-1·min-1) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分) X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的六种短周期元素,常温下,六种元素的常见单质中三种为气体,三种为固体。X与M,W与Q分别同主族, X是原子半径最小的元素,且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子,W是地壳中含量最多的元素。试回答下列问题:
(1)W、M、Q四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是 > > (用元素符号表示)。
(2)元素M和Q可以形成化合物M2Q,写出M2Q的电子式 。
(3) Z、W、Q三种元素的简单气态氢化物中稳定性最强的是 ,沸点最低的是 。(用分子式表示)
(4) W的一种氢化物含18个电子, 该氢化物与QW2化合时生成一种强酸,其化学方程式为 。
(5)由X、Z、W、Q四种元素中的三种元素可组成一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,则该反应的化学方程式为 。
(6)由X、Z、W、Q四种元素组成的阴阳离子个数比为1:1的化合物A,已知A既能与盐酸反应生成气体,又能与氢氧化钠的浓溶液反应生成气体,且能使氯水褪色,写出A与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的离子方程式 。
(7)分子式为X2Y2W4的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)> > > >c(OH-)。将2mL 0.1mol/L X2Y2W4的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液混合,发现开始溶液颜色变化不明显,后溶液迅速褪色。解释原因 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)锂电池负极材料晶体为Li+嵌入两层石墨层中导致石墨堆积方式发生改变,上下层一样,形成如图晶体结构。
化学式为 ,该电池负极放电方程式为 。
Li+投影在石墨层图,试在图中标出与该离子邻近的其它六个Li+的投影位置。
Li+与相邻石墨六元环作用力属何种键型? 。
(2)石墨中键角为 ,C原子杂化方式为 ;实验测得石墨、苯和乙烯分子中C-C键键长依次为142、140、133 pm。请对上述系列中键长依次递减的现象作出合理的解释 。
(3)第ⅡA金属碳酸盐分解温度如下:
| BeCO3 | MgCO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
分解温度 | 100℃ | 540℃ | 960℃ | 1289℃ | 1360℃ |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)(Ⅰ)、A、B、C、D、E、五种元素均是短周期元素,且原子序数依次增大。B、E原子的最外层电子数均为其电子层数的2倍。D、E元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、G、甲、乙七种物质均由上述中的两种或三种元素组成。元素B形成的单质M与甲、乙(相对分子质量:甲<乙)浓溶液的反应分别是:甲与M反应生成X、Y、Z,乙与M反应生成Y、Z、W,反应条件均省略。回答下列有关问题:
⑴X、Y、W均能与Z反应,若将标准状况下的X和D2按4:1充满试管后将其倒立于水槽中,待水不在上升时,试管内溶质的物质的量浓度是 (假设溶质不扩散)
⑵若将X、W、D2按4:4:3通入Z中充分反应,写出总的离子方程式
⑶G是一种既能与强酸又能与强碱反应的酸式盐,则G的电子式 ,取0.2mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的G溶液等体积混合后,加热至充分反应后,待恢复至室温剩余溶液中离子浓度的由大到小顺序是 ,此时测得溶液的PH=12,则此条件下G中阴离子的电离平衡常数Ka =
(Ⅱ)⑷某温度时,向AgNO3溶液中加入K2CrO4溶液会生成
Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
该温度下,下列说法正确的是_________。
A. Ag2CrO4的溶度积常数(Ksp)为1×10-8
B. 含有大量CrO的溶液中一定不存在Ag+
C. a点表示Ag2CrO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点
D. 0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液等体积混合会生成沉淀
⑸若常温下Ksp[Cr(OH)3]=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol·L-1,溶液的pH应调至_______。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(12分)A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体E,D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。
(1)D元素在元素周期表中的位置 ,该元素常见氧化物有 和 (写出化学式)
(2)写出B、C单质生成E的化学方程式: 。
(3)12克A单质充分燃烧后的产物通人1L 1mol/LNaOH溶液中,所得溶液的溶质为 ,其物质的量为 mol。
(4)写出D的最高价氧化物的水化物和A反应的化学方程式
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑨在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
主族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
一 | ① | | | | | | | |
二 | | | | ② | | ③ | ④ | |
三 | ⑤ | | ⑥ | ⑦ | ⑧ | | ⑨ | |
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