专题19.docx

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专题19

课时作业（十九）

1．（2010·新课标全国卷）主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。

X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子数之和是W原子序数的5倍。

在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。

请回答下列问题：

（1）W元素原子的L层电子排布式为________，W3分子的空间构型为________；

（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为__________________________；

（3）化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。

M熔点较高的原因是____________________________________。

将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。

在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O＝C＝O的键角约为________；

（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；

（5）含有元素Z的盐的焰色反应为________色。

许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________。

答案　

（1）2s22p4　V形

（2）2F2＋2H2O＝4HF＋O2

（3）MgO　晶格能大　sp3和sp2　120°

（4）3∶1∶1

（5）紫　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长（可见光区域）光的形式释放能量

2．（2010·安徽卷）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：

元素

相关信息

X

X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等

Y

常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积

Z

Z和Y同周期，Z的电负性大于Y

W

W的一种核素的质量数为63，中子数为34

（1）Y位于元素周期表第________周期第________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________（写化学式）。

（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在________个σ键。

在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。

（3）W的基态原子核外电子排布式是________。

W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是________________________________________________________________________。

（4）处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。

已知：

XO（g）＋

O2（g）===XO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·mol－1

Y（s）＋O2（g）===YO2（g）　ΔH＝－296.0kJ·mol－1

此反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。

答案　

（1）三　ⅥA　HClO4

（2）2　H—Cl　H—S

（3）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）

2Cu2S＋3O2

2Cu2O＋2SO2

（4）2CO（g）＋SO2（g）===2CO2（g）＋S（s）

ΔH＝－270.0kJ·mol－1

解析　本题主要考查元素的位、构、性知识，意在考查考生的分析推理能力。

X的核外电子排布式为1s22s22p2，是C元素，Y是S元素；Z是Cl元素；W的原子序数为63－34＝29，是Cu元素。

（1）Cl的非金属性比S的非金属性强，所以HClO4的酸性比H2SO4的酸性强。

（2）CS2分子中有2个双键，双键中有一个键是σ键，一个键是π键。

Cl的电负性比S的电负性强，所以H—Cl键的极性比H—S键的极性强；S的原子半径比Cl的原子半径大，所以H—S键的键长比H—Cl键的键长长。

（3）Cu元素原子的3d轨道处于全满状态。

Cu2S煅烧时生成SO2，不是SO3。

（4）将已知反应的前一个方程式乘以2，再减去后一个方程式得：

2CO（g）＋SO2（g）===2CO2（g）＋S（s）　ΔH＝－270.0kJ·mol－1。

3．（2010·福建卷）

（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：

2KNO3＋3C＋S

A＋N2↑＋3CO2↑（已配平）

①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为________。

②在生成物中，A的晶体类型为________，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为________。

③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。

（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。

T的基态原子外围电子（价电子）排布式为________，Q2＋的未成对电子数是________。

（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln（H2O）6－n]x＋（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R—H），可发生离子交换反应：

[CrCln（H2O）6－n]x＋＋xR—H―→Rx[CrCln（H2O）6－n]＋xH＋

交换出来的H＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。

将含0.0015mol[CrCln（H2O）6－n]x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H＋需浓度为0.1200mol·L－1NaOH溶液25.00mL，可知该配离子的化学式为

______________________________________________________。

答案　

（1）①O>N>C>K　②离子晶体　sp　③1∶1

（2）3d84s2　4　（3）[CrCl（H2O）5]2＋

解析　本题考查元素的性质、化学键的类型、配合物理论等，意在考查考生综合运用物质结构与性质知识的能力。

（1）①除S外，上列元素为C、N、O、K，根据元素电负性的递变规律，电负性强的元素主要位于元素周期表的右上方，则电负性大小顺序为：

O>N>C>K。

②根据原子守恒，知A为K2S，其为离子晶体。

生成物中只有CO2含极性共价键，C原子的轨道杂化类型为sp。

③HCN的分子结构为H—C≡N，其中C—H键为σ键，C≡N键中含1个σ键和2个π键，故σ键和π键数目之比为1∶1。

（2）根据Q、T既处于同一周期又处于同一族，则位于Ⅷ族，由于Q、T原子序数小于36，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe，T为Ni。

Ni的基态原子外围电子排布式为3d84s2，Fe2＋的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，只有3d轨道上有4个未成对电子。

（3）根据提供数据，该配离子是通过离子交换树脂后生成的，n（H＋）＝0.1200mol·L－1×0.025L＝0.003mol，则1∶x＝0.0015∶0.003，解得x＝2。

则该配离子的化学式为[CrCl（H2O）5]2＋。

4．（2010·海南高考）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）Ni原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________；

（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO________FeO（填“<”或“>”）；

（3）NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、________；

（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。

该合金的化学式为________；

（5）丁二酮肟常用于检验Ni2＋：

在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。

①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是________，氮镍之间形成的化学键是________；

②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在________；

③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有________。

答案　

（1）[Ar]3d84s2　

（2）>　（3）6　6　（4）LaNi5

（5）①一个σ键，一个π键　配位键　②氢键　③sp2、sp3

解析　Ni为28号元素，电子排布为[Ar]3d84s2。

（2）Ni2＋的离子半径小，NiO晶格能比FeO的大，故熔点高。

（3）NiO与NaCl结构类似，故配位数均为6。

（4）Ni的个数为1＋8×

＝5，La的个数为8×

＝1，故其化学式为LaNi5。

（5）①C＝N双键中有1个σ键，1个π键，氮镍之间为配位键。

②氧氢之间还可能存在分子内氢键。

③—CH3中的碳原子为sp3杂化，C＝N中的碳原子以sp2杂化。

5．（2011·河南省豫南九校联考）乙炔是有机合成工业的一种原料，工业上曾用CaC2与水反应制备乙炔。

（1）CaC2中C

与O

互为等电子体，O

的电子式可表示为________；1molO

中含有的π键数目为________。

（2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。

Cu＋基态核外电子排布式为________。

（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C＝CH—C≡N），丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为________。

（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中哑铃形C

的存在，使晶胞沿一个方向拉长，CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C

数目为________。

答案　

（1）[：

O⋮⋮O：

]2＋　2NA

（2）[Ar]3d10（或1s22s22p63s23p63d10）

（3）sp2和sp　3

（4）4

6．（2011·山西太原高三一模）Ⅰ.下列说法正确的是________（填字母编号，每小题只有一个正确答案，下同）

A．离子晶体中一定存在离子键，分子晶体中一定存在共价键

B．主族元素形成的单质，从上到下熔沸点逐渐升高

C．N2分子中的共价键是由两个σ键和一个π键组成的

D．以极性键结合的分子不一定是极性分子

Ⅱ.下列叙述正确的是________。

A．用VSERP理论预测PCl3的立体构型为平面三角形

B．SO2和CO2都是含有极性键的非极性分子

C．在NH

和[Cu（NH3）4]2＋中都存在配位键

D．铝元素的原子核外共有5种不同运动状态的电子

Ⅲ.Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数逐渐增大。

已知Z的原子序数为29，其余均为短周期主族元素。

Y原子的价电子排布为msnmpn。

R原子核外L层的电子数为奇数，Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

（1）Z2＋的核外电子排布式是________。

如图是Z和X形成晶体的晶胞结构示意图（代表X），可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

（2）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为A、B，试比较它们的热稳定性并说明理由：

______________________________________________________。

（3）Q和X形成的一种化合物甲的相对分子质量为44，则甲的空间构型是________，中心原子采取的杂化轨道类型是________，该分子中含有________个π键。

（4）R有多种氧化物，其中乙的相对分子质量最小。

在一定条件下，2L的乙气体与0.5L的氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是________。

（5）这五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于________晶体；Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________（用元素符号作答）

答案　Ⅰ.D　Ⅱ.C

Ⅲ.

（1）1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）　4

（2）A大于B，因为C的非金属性比Si的非金属性强（其他合理答案也可）

（3）直线形　sp　2

（4）NaNO2

（5）原子　C

解析　Ⅰ.He、Ne等单原子形成的分子晶体中只有分子间作用力，没有共价键，A错误；碱金属单质从上到下熔沸点逐渐降低，由于金属键由上而下依次减弱，B错误；N2分子结构式中N≡N，其中有1个σ键和2个π键，C错误。

H2O、SO2等为极性分子，而CO2、SO3等为非极性分子，D正确。

Ⅱ.由于PCl3分子中P的价电子为5＋3＝8个，则P有4对电子，在空间应以四面体形式排列，所以PCl3为三角锥形分子；SO2为角形分子（

），正、负电荷重心不能重合，因此SO2为极性分子；根据核外电子排布规律，不可能有2个运动状态相同的电子存在，因此Al的原子核外有13种不同运动状态的电子。

Ⅲ.

（1）29号元素为Cu，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，失去2e－后的离子为1s22s22p63s23p63d9。

Q的电子排布式为1s22s22p2，Q为C，则X为O，由此推知R为N，则Y为Si。

代表O离子，一个晶胞中顶点有8个氧离子，棱上有4个，面心上有2个，体心上有1个，所以氧离子个数为8×

＋4×

＋2×

＋1＝4。

（2）由于非金属性C>Si，所以氢化物稳定性CH4>SiH4。

（3）C与O形成CO、CO2，分子量为44的为CO2，其结构为O＝C＝O，由于C与O以直线相连，则C以sp杂化形式成键。

（4）N的氧化物中分子量最小的为NO，根据题给信息（4NO＋O2）的混合气体实质为（2NO＋2NO2），2NO＋2NO2＋4NaOH===4NaNO2＋2H2O，因此产物为NaNO2。

（5）Si与O形成SiO2，为原子晶体，C、N、O的第一电离能数值中，N最大，因为N已达到p电子层的半充满状态，较难失去e－。

7．（2011·安徽卷）W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。

已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

（1）X位于元素周期表中第________周期第________族；W的基态原子核外有______________个未成对电子。

（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是________（写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是________（写化学式）。

（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

（4）在25℃、101kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是________________。

答案　

（1）三　ⅠA　2

（2）Si　HCl

（3）SiCl4＋3H2O===4HCl＋H2SiO3↓（或SiCl4＋4H2O===4HCl＋H4SiO4↓）

（4）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l）

ΔH＝－1520.0kJ/mol

解析　本题主要考查元素周期表与元素周期律，意在考查考生的元素推断能力和对元素周期律的运用能力。

由题意知W为8号元素，即是O，结合半径关系以及X和Ne原子的核外电子数相差1知，X为Na，Y单质为一种常见的半导体材料，即是Si，Z在同周期（即第三周期）主族元素中电负性最大，即是Cl。

（1）Na位于第三周期第ⅠA族，O原子最外层电子数为6，核外有2个未成对电子。

（2）Na的熔点较低，Si为原子晶体，熔点较高；Cl与Br同主族，Cl的非金属性强于Br，HCl的稳定性强于HBr。

（3）SiCl4与H2O反应得到的强酸是HCl，得到的弱酸是硅酸。

（4）SiH4在O2中燃烧的化学方程式为：

SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O,1molSiH4反应转移8mol电子，放出热量8mol×190.0kJ·mol－1＝1520.0kJ。

8．（2011·南通调研）有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数E

E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1（E）

与ET2互为等电子体。

X为周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。

请回答下列问题（答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号）：

（1）写出QT

的电子式________，基态Z原子的核外电子排布式________。

（2）Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因有________________________等两种。

（3）化合物甲由T、X两元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式为________________________________________________________________________。

（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由E、Q两元素组成，硬度超过金刚石。

①乙的晶体类型为________，其硬度超过金刚石的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为________________________。

甲　　　　　　　　　　乙

答案　

（1）[：

：

：

N：

：

：

]＋

1s22s22p63s23p63d84s2

（2）这两种氢化物均为极性分子，相互之间能形成氢键

（3）KO2

（4）①原子晶体　C—N键的键长小于C—C键，其键能大于C—C键　②sp3

解析　由Q的基态时的排布推出Q为N，再结合第一电离能和等电子体信息，可推知题中信息可判断出E、T分别为C、O；利用电负性推出X为K；利用核电荷数知Z为Ni。

（1）CO2是直线形分子，由等电子体具有相同的结构可写出NO

的电子式。

Ni的核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d84s2。

（2）NH3易溶于H2O的原因是二者间能形成氢键且两种分子都为极性分子（相似相溶）。

（3）该晶胞同NaCl的类似，但O以成对形式出现，由此可知该物质中K与O的原子数目比为1∶2，故化学式是：

KO2。

（4）①由硬度可判断出乙的晶体类型为原子晶体，硬度大于金刚石的原因应从键能与键长两方面考虑。

②由图乙知C以四价与N结合，可见其原子杂化形式为sp3。

9．（2011·山东潍坊高三一模）元素B、C、N和Si单质及其化合物在工农生产中有很重要的应用。

（1）写出基态C原子的电子排布式__________________________________。

从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为________________________（用元素符号表示）。

（2）NH3中N原子的杂化类型是________，饱和氨水中可能形成的分子间氢键有________种。

（3）碳化硅（SiC）俗名金刚砂，其硬度仅次于金刚石，SiC的晶体结构与金刚石相似，SiC晶体属于________晶体，微粒间存在的作用力是_______________________________________________________。

（4）硼和镁的化合物在超导方面有重要应用。

下图示意的是某化合物的晶体结构单元；镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底的中心各有一个镁原子；六个硼原子位于棱柱内。

则该化合物的晶体结构单元中硼和镁原子的简单整数比为________。

答案　

（1）1s22s22p2　N>O>B（或N　O　B）

（2）sp3　4

（3）原子　共价键

（4）2∶1

解析　

（1）C在第2周期第ⅣA族，其核外电子排布式为1s22s22p2；由于N原子最外层的2p能级为半充满状态，不容易失去e－，而O最外层为2s22p4，失去1个p电子后形成p亚层半充满状态，所以第一电离能由大到小的顺序为N>O>B。

（2）NH3为三角锥形结构，其中N原子为sp3杂化，NH3与H2O反应形成的氢键为NH3中H与NH3中N成氢键，H2O中H与H2O中O成氢键，H2O的H与NH3中N成氢键，H2O中O与NH3中H成氢键。

（3）SiC为原子晶体，Si与C之间以共价键相结合。

（4）位于棱柱内的B是整个单元含有的B，共6个，Mg在棱柱的顶点，每一顶点Mg均被6个单元共用，而上下底的Mg被2个单元共用，则整个单元中的Mg为12×

＋2×

＝3，则B∶Mg＝6∶3＝2∶1。

10．（2011·河南五市高三一联）可以由下列反应合成三聚氰胺：

CaO＋3C

CaC2＋CO↑

CaC2＋N2

CaCN2＋C

CaCN2＋2H2O===NH2CN＋Ca（OH）2

NH2CN与水反应生成尿素[CO（NH2）2]，尿素合成三聚氰胺。

（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：

____________________________。

CaCN2中阴离子为CN

，与CN

互为等电子体的分子有N2O和________（填化学式，只写一种。

注：

等电子体原子总数和电子总数相等），由此可以推知CN

的空间构型为________。

（2）三聚氰胺（

）俗称“蛋白精”。

动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸（

）后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过________结合。

在肾脏内易形成结石。

（3）三聚氰酸（

）分子中C原子采取________杂化。

该分子的结构简式中，每个碳氧原子之间的共价键是________（填选项）。

A．2个σ键　　　　　　　　B．2个π键

C．1个σ键、1个π键

（4）CaO晶胞如下图所示，CaO晶体中Ca2＋的配位数为________。

CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：

CaO3401kJ·mol－1、NaCl786kJ·mol－1。

导致两者晶格能差异的主要原因是________。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2

CO2或BeF2　直线形

（2）分子间氢键

（3）sp2　C

（4）6　CaO晶体中Ca2＋、O2－带电量（或电荷数）大于NaCl晶体中Na＋、Cl－带电量（或电荷数）

解析　

（1）Ca的最外层有2e－，内层分别为K、L、M，排满时的结构为1s22s22p63s23p63d10，由此推知该物质为Zn。

CN

中的电子数为6＋7×2＋2＝22，则与其等电子体为CO2或BeF2等分子，由于CO2为直线形分子，则CN

为直线形结构；

（2）由于三聚氰胺中含有H、N、O等原子，分子间易形成氢键；

（3）由于该分子中C与O形成双键，则应采取sp2杂化方式成键，sp2杂化形成的C原子中有1个σ键，1个π键；

（4）每