14.X、Y、Z、M、W、R是元素周期表中1~36號元素,且原子序數(shù)依次增大,X、Y、Z是位于同一周期的相鄰元素,Y元素基態(tài)原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài);M為元素周期表1~36號元素中電負性最小的元素,W元素基態(tài)原子的價電子構(gòu)型為3d74s2;R位于周期表第11列.回答下列問題(若需表示具體元素必須用相應(yīng)的元素符號):
(1)X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的順序是N>O>C(用元素符號表示),Y的最簡單氣態(tài)氫化物在水中的溶解度遠大于X的最簡單氣態(tài)氫化物,主要原因是分子與水分子之間形成氫鍵,氨氣分子與水分子都是極性分子,相似相溶.
(2)R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1.Z、M形成化合物M2Z2的電子式為
(3)X、Z、W三種元素可以形成橘紅色易升華的固體配合物W2(XZ)8,該配合物中提供空軌道的是Co,提供孤對電子的是CO(填化學(xué)式).
(4)已知某化合物部分結(jié)構(gòu)如圖(a)所示,該化合物由X、Y兩元素組成,硬度超過金剛石.該化合物的化學(xué)式為C3N4,其晶體類型為原子晶體,晶體中X、Y兩種元素原子的雜化方式均為sp3

(5)在圖(b)中標(biāo)出R晶體中R原子的位置,該晶體中R原子直徑為a pm,R的相對原子質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶胞密度表達式為$\frac{\sqrt{2}M×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(用a,M,NA表示).

分析 X、Y、Z、M、W、R是元素周期表中1~36號元素,且原子序數(shù)依次增大,Y元素基態(tài)原子的2P軌道處于半充滿狀態(tài),原子核外電子排布式為1s22s22p3,故Y為N元素;X、Y、Z是位于同一周期的相鄰元素,結(jié)合原子序數(shù)可知X為C元素、Z為O元素;M為元素周期表1~36號元素中電負性最小的元素,則M為K;W元素基態(tài)原子的價電子構(gòu)型為3d74s2,則W為Co;R位于周期表第11列,原子序數(shù)大于Co,故R為Cu.
(1)同周期隨原子序數(shù)增大,元素第一電離能呈增大趨勢,ⅡA族、ⅤA族分別為全滿、半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素的;
NH3分子與水分子之間形成氫鍵,氨氣分子與水分子都是極性分子,相似相溶,使氨氣在水中的溶解度遠大于甲烷的;
(2)R為Cu,核外電子數(shù)為29,根據(jù)能量最低原理書寫元素基態(tài)原子的電子排布式;Z、M形成化合物M2Z2為K2O2,由鉀離子與過氧根離子構(gòu)成;
(3)中心原子或離子含有空軌道,配體含有孤對電子;
(4)從給出的“化合物”的結(jié)構(gòu)圖可知,C原子形成4個鍵,N原子形成3個鍵,該化合物的化學(xué)式為C3N4,故其化學(xué)鍵為共價鍵,結(jié)合硬度大可知其為原子晶體,碳原子形成4個鍵,盡管N原子形成3個鍵,但還有1對孤對電子,價層電子對數(shù)都是4;
(5)R為Cu,晶體屬于面心立方最密堆積,Cu原子處于頂點與面心,面對角線上的原子相切,Cu原子之間為a pm,則晶胞棱長=a×10-10 cm×2×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}$a×10-10 cm,根據(jù)均攤法計算晶胞中Cu原子數(shù)目,表示出晶胞質(zhì)量,再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度.

解答 解:X、Y、Z、M、W、R是元素周期表中1~36號元素,且原子序數(shù)依次增大,Y元素基態(tài)原子的2P軌道處于半充滿狀態(tài),原子核外電子排布式為1s22s22p3,故Y為N元素;X、Y、Z是位于同一周期的相鄰元素,結(jié)合原子序數(shù)可知X為C元素、Z為O元素;M為元素周期表1~36號元素中電負性最小的元素,則M為K;W元素基態(tài)原子的價電子構(gòu)型為3d74s2,則W為Co;R位于周期表第11列,原子序數(shù)大于Co,故R為Cu.
(1)同周期隨原子序數(shù)增大,元素第一電離能呈增大趨勢,氮元素2p能級容納3個電子為半滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰元素的,故第一電離能由大到小的順序是N>O>C,
Y的最簡單氣態(tài)氫化物為NH3,X的最簡單氣態(tài)氫化物為CH4,NH3分子與水分子之間形成氫鍵,氨氣分子與水分子都是極性分子,相似相溶,使氨氣在水中的溶解度遠大于甲烷的,
故答案為:N>O>C;分子與水分子之間形成氫鍵,氨氣分子與水分子都是極性分子,相似相溶;
(2)R為Cu,核外電子數(shù)為29,元素基態(tài)原子的電子排布式為式為1s22s22p63s23p63d104s1,Z、M形成化合物M2Z2為K2O2,電子式為
故答案為:1s22s22p63s23p63d104s1;
(3)X、Z、W三種元素可以形成橘紅色易升華的固體配合物Co2(CO)8,該配合物中提供空軌道的是Co,提供孤對電子的是CO,
故答案為:Co;CO.
(4)從給出的“化合物”的結(jié)構(gòu)圖可知,C原子形成4個鍵,N原子形成3個鍵,該化合物的化學(xué)式為C3N4,故其化學(xué)鍵為共價鍵,結(jié)合硬度大可知其為原子晶體,碳原子形成4個鍵,故其為sp3雜化,盡管N原子形成3個鍵,但還有1對孤對電子,價層電子對數(shù)為4,因此N原子也是sp3雜化,
故答案為:C3N4;原子晶體;sp3
(5)R為Cu,晶體屬于面心立方最密堆積,Cu原子位置為,面對角線上的原子相切,Cu原子之間為a pm,則晶胞棱長=a×10-10 cm×2×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}$a×10-10 cm,晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,Cu的相對原子質(zhì)量為M,則故晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g,則晶胞密度為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷($\sqrt{2}$a×10-10 cm)3=$\frac{\sqrt{2}M×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3
故答案為:;$\frac{\sqrt{2}M×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$.

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查,涉及核外電子排布、元素周期律、電離能、電子式、氫鍵、配合物、晶胞計算等,注意同周期主族元素中第一電離能異常情況,掌握均攤法進行晶胞有關(guān)計算,是對學(xué)生綜合能力的考查.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列實驗設(shè)計正確的是( 。
A.將SO2通入溴水中證明SO2具有漂白性
B.將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑
C.將澄清石灰水滴入某溶液證明其中存在CO32-
D.將乙烯通入KMnO4酸性溶液證明乙烯具有還原性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.近年來,我國北方地區(qū)霧霾頻發(fā).引起霧霾的PM2.5微細粒子包含(NH42 SO4、NH4NO3、有機微粒物及揚塵等,通過測定霧霾中鋅等重金屬的含量,可知交通污染是目前造成霧霾天氣的主要原因之一,回答下列問題:
(1)基態(tài)O原子核外電子的運動狀態(tài)有8種,其電子云形狀有2種.
(2)基態(tài)Zn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2
(3)(NH42SO4中存在的化學(xué)鍵類型有離子鍵、共價鍵、配位鍵.
(4)N和F能形成化合物N2F2,N2F2中氮原子的雜化軌道類型為sp2,寫出N2F2的一種結(jié)構(gòu)式:,1molN2F2分子中所含σ鍵的數(shù)目是3NA
(5)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有NOX、O3,HCOOH,CH3COOONO2(PAN)等.下列說法正確的是ac(填字母).
a.N2O為直線形分子
b.C、N、O的第一電離能依次增大
c.O3與SO2、NO2-互為等電子體
d.相同壓強下,HCOOH沸點比CH3OCH3高,說明前者是極性分子,后者是非極性分子
(6)測定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β一射線吸收法,其放射源可用85Kr.已知85Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶胞中所含85Kr原子數(shù)為m個,與每個85Kr原子相緊鄰的85Kr原子為n個,則$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{3}$(填數(shù)值).該晶胞的邊長為anm,則85Kr晶體的密度為$\frac{3.4×1{0}^{23}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3.(設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

2.海洋是一個豐富的資寶庫,通過海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用.
(1)海水中鹽的開發(fā)利用:
①海水制鹽目前以鹽田法為t,建鹽田必須選在遠離江河入?,多風(fēng)少雨,潮汐落差大且又平坦空曠的海灘.所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和結(jié)晶池.
②目前工業(yè)上采用比較先進的離子交換膜電解槽法進行氯堿工業(yè)生產(chǎn),在電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過,阻止陰離子和氣體通過,請說明氯堿生產(chǎn)中陽離子交換膜的作用:阻止H2與Cl2發(fā)生反應(yīng)甚至發(fā)生爆炸或阻止Cl2與生成的NaOH溶液反應(yīng)而使燒堿產(chǎn)品不純等(寫一點即可).
(2)電滲析法是近年發(fā)展起的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如圖1所示.其中具有選擇性的陰離子交換膜和陽離子交換膜相間排列.請回答下面的問題:

①海水不能直接通人到陰極室中,理由是海水中含較多Mg2+和Ca2+等陽離子,電解時會產(chǎn)生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀從而堵塞陽離子交換膜.
②A口排出的是淡水(填“淡水”或“濃水”)
(3)用苦鹵(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等離子)可提取溴,其生產(chǎn)流程如圖2
①若吸收塔中的溶液含BrO3-,則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為:3CO32-+3Br2=5Br-+BrO3-+3CO2
②通過①氯化已獲得含Br2的溶液.為何還需經(jīng)過吹出、吸收、酸化重新獲得含Br2的溶液?
③向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱.控制溫度在90℃左右進行蒸餾的原因是溫度過低難以將Br2蒸餾出來,但溫度過高又會將大量的水蒸餾出來.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

9.下列說法中正確的是( 。
A.根據(jù)原子核外電子排布的特點,Zn在周期表中屬于ds區(qū)元素
B.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′
C.NH3分子中N原子和H2O分子中O原子的雜化類型不相同
D.原子間只通過共價鍵而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體一定具有高的熔、沸點及硬度

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.納米氧化亞銅在水的光解等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用潛能,是極具開發(fā)前景的綠色環(huán)保光催化劑.目前主要的合成方法有電解法、高溫固相法等.
(1)有研究表明陽極氧化法成功制得了Cu2O 納米陣列,裝置如圖:該電池的陽極反應(yīng)方程式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O離子交換膜為陰(填陽或陰)離子交換膜,銅網(wǎng)應(yīng)連接電源的正極.
(2)在高溫下用甲烷將粉狀CuO 還原也可制得Cu2O.
已知:①2Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=Cu2O(s);△H=-169kJ•mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=-846.3kJ•mol-1
③Cu(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ•mol-1
則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:8CuO(s)+CH4(g)=4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-266.3kJ/mol.
(3)在相同的密閉容器中,用等質(zhì)量的三種納米Cu2O(用不同方法制得)分別進行催化分解水的實驗:2H2O(g)$?_{Cu_{2}O}^{光照}$2H2(g)+O2(g)△H>0.水蒸氣濃度隨時間t變化如下表所示:
序號 01020304050
T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
T20.100.0940.0900.0900.0900.090
①對比實驗的溫度:T2>T1(填“>”“<”或“﹦”),原因是因為該反應(yīng)的正反應(yīng)方向為吸熱方向,升溫,平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,③的平衡常數(shù)大于①,說明T2大于T1
②實驗①前20min的平均反應(yīng)速率 v(O2)=3.5×10-5mol/(L•min)
③比較不同方法制得的Cu2O的催化效果應(yīng)選用①和②組實驗,原因是除催化劑外,其他條件相同.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.酸堿指示劑酚酞的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,列關(guān)于酚酞的說法正確的是(  )
A.酚酞具有弱酸性,且屬于芳香烴
B.酚酞的分子式為C19H12O4
C.1mol酚酞最多與2molNaOH發(fā)生反應(yīng)
D.酚酞在堿性條件下能夠發(fā)生水解反應(yīng),呈現(xiàn)紅色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.刺囊酸具有滋肝補血、涼血止血功能,結(jié)構(gòu)式如圖所示.下列關(guān)于刺囊酸的說法不正確的是( 。
A.和氧所催化氧化后產(chǎn)物中含有醛基B.能和NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2
C.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.能發(fā)生取代、氧化、加成等反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.錳的用途非常廣泛,以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下:

已知25℃,部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下:
物質(zhì)Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiS
Ksp2.1×10-133.0×10-165.0×10-161.0×10-115.0×10-221.0×10-22
(1)步驟Ⅰ中,為加快溶浸速率,可采取的措施是:升高溫度、適當(dāng)增大硫酸濃度、減小礦粉顆粒直徑.(至少答兩條)
(2)步驟Ⅱ中,須加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0~6.0,則濾渣1的主要成分為Fe(OH)3(填化學(xué)式).已知MnO2的作用為氧化劑,則得到該成分所涉及的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2OFe3++3NH3﹒H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
(3)步驟Ⅲ中,所加(NH42S的濃度不宜過大的原因是若(NH42S的濃度過大,產(chǎn)生MnS沉淀,造成產(chǎn)品損失.
(4)濾液2中,c(Co2+):c(Ni2+)=5:1.
(5)將質(zhì)量為a㎏的碳酸錳礦經(jīng)上述流程處理后得到單質(zhì)Mn b kg.若每一步都進行完全,濾渣1為純凈物,質(zhì)量為c kg,則原碳酸錳礦中MnCO3的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{(b-\frac{c}{107}×\frac{1}{2}×55)×\frac{115}{55}}{a}$×100%.(用含a、b、c的式子表達,無需化簡)

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