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[化学-选修物质结构和性质]
下表为部分短周期非金属元素的性质或原子结构,已知A-D的原子序数依次增大.
元素编号 元素性质或原子结构
A A原子所处的周期数、族序数、原子序数均相等
B 核外电子有6种不同运动状态
C 最简单氢化物的水溶液呈碱性
D 基态原子的S轨道电子数等于P轨道电子数
请结合表中信息完成下列各小题(答题时用所对应的元素符号)
A:(1)写出C原子的电子排布图
 

   (2)A、B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为
 

(3)用电离方程式表示C的最简单氢化物的水溶液呈碱性的原因
 

B:按照共价键理论,分子中每个原子的最外电子层电子数均已饱和.已知ABCD分子可能有三种不同结构,它们的结构可以从其他物质的结构中获得启发.
(4)ABC的结构式是
 
.向其中插入一个D原子,若形成配位键(用→表示)则ABCD的结构式为
 
分子中C的原子的杂化类型是
 
;若无配位键则ABCD的结构式为
 
分子中D原子的杂化类型为
 

(5)BD2的电子式是
 
将D原子换成等电子的精英家教网所得ABCD的结构式为
 
,分子中C原子的杂化类型是
 

(6)在ABCD的三种可能结构中B原子的杂化类型
 
(填“相同”或“不相同”)
分析:短周期非金属元素的性质或原子结构,且A-D的原子序数依次增大.A原子所处的周期数、族序数、原子序数均相等,则A为氢元素;B核外电子有6种不同运动状态,即核外电子数为6,则B为碳元素;C最简单氢化物的水溶液呈碱性,则C为氮元素;D基态原子的S轨道电子数等于P轨道电子数,则其核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为非金属性元素,则其核外电子排布式为1s22s22p4,则D为氧元素,据此解答.
解答:解:短周期非金属元素的性质或原子结构,且A-D的原子序数依次增大.A原子所处的周期数、族序数、原子序数均相等,则A为氢元素;B核外电子有6种不同运动状态,即核外电子数为6,则B为碳元素;C最简单氢化物的水溶液呈碱性,则C为氮元素;D基态原子的S轨道电子数等于P轨道电子数,则其核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为非金属性元素,则其核外电子排布式为1s22s22p4,则D为氧元素,
(1)C为氮元素,原子核外有7个电子,原子的电子排布图为精英家教网
故答案为:精英家教网
(2)同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但N元素氧原子2p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,非金属性越强第一电离能越大,故第一电离能N>O>C>H,
故答案为:N>O>C>H;
(3)C的最简单氢化物为NH3,其水溶液中NH3?H2O发生电离NH3?H2O?NH4++OH-,使溶液呈碱性,
故答案为:NH3?H2O?NH4++OH-
(4)HCN分子中C原子与N原子之间形成3对共用电子对,C原子与H原子之间形成1对共用电子对,故HCN的结构式是为H-C≡N,向其中插入一个O原子,若形成配位键,N原子通过孤对电子、O原子通过空轨道形成配位键,则HCNO的结构式为H-C≡N→O,分子中N原子成1个σ键、含1对孤对电子,N原子采取sp杂化;若无配位键则HCNO中,O原子应在H-C≡N中H-C键之间插入,其结构式为H-O-C≡N,分子中O原子成2个σ键、含2对孤对电子,O原子采取sp3杂化,
故答案为:H-C≡N;H-C≡N→O;sp;H-O-C≡N;sp3
(5)CO2的电子式是精英家教网,将D原子换成等电子的精英家教网,根据稳定结构可知,N与C之间形成2对共用电子对,故所得ABCD的结构式为 H-N=C=O,分子中N原子成2个σ键、含1对孤对电子,N原子采取sp2杂化,
故答案为:精英家教网;H-N=C=O;sp2
(6)在ABCD的三种可能结构中C原子都成2个σ键、不含孤对电子,C原子均采取sp杂化,
故答案为:相同.
点评:本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布规律、电离能、常用化学用语、杂化理论等,难度中等,注意根据σ键、孤对电子判断杂化方式(或计算价层电子对数判断杂化方式).
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2011?新余二模)化学--选修物质结构与性质
已知:A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大,属周期表中前四周期的元素.其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满.请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为
Na<Al<Si<N
Na<Al<Si<N
.(用元素符号表示)
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点
(填高或低),理由是
NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体
NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体

(3)E的最高价氧化物分子的空间构型是
平面正三角形
平面正三角形

(4)F的核外电子排布式是
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1
,F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为
[Cu(NH34]2+
[Cu(NH34]2+

(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为
Cu3 N
Cu3 N
;(黑色球表示F原子)
(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料,其晶体中所含的化学键类型为
共价键
共价键

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?保定一模)[化学-选修物质结构与性质]
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
能量最低原理
能量最低原理

(2)根据价层电子对互斥理论,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为
直线形
直线形

(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
不正确
不正确
,并阐述理由
C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键
C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键

(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.写出基态钾原子的电子排布式
1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p64s1
,该物质的K原子和C60分子的个数比为
3:1
3:1

(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
N>C>Si
N>C>Si
.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
30
30

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

[化学--选修物质结构与性质]
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大.其中A、C原子的L层有2个未成对电子.D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构.F3+离子M层3d轨道电子为半满状态.请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)写出F原子的电子排布式
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d64s2
,F位于周期表
d
d
区.
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为
N>O>C
N>O>C

(3)F和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表:
元    素 M F
电能
(kJ?mol-1
I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难.对此,你的解释是
Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定
Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定
而Fe2+的3d轨道电子数为6,不是较稳定状态
而Fe2+的3d轨道电子数为6,不是较稳定状态

(4)已知F晶体的堆积方式与金属钾相同,则F晶胞中F原子的配位数为
8
8
,一个晶胞中F原子的数目为
2
2

(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2)的主要物理性质比较如下:
熔点/K 沸点/K 标准状况时在水中的溶解度
H2S 187 202 2.6
H2C2 272 423 以任意比互溶
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因
氧元素电负性很强,H2O2分子间存在氢键,所以熔沸点比H2S高,H2O2分子与水分子可形成氢键,所以与任意比互溶
氧元素电负性很强,H2O2分子间存在氢键,所以熔沸点比H2S高,H2O2分子与水分子可形成氢键,所以与任意比互溶

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科目:高中化学 来源: 题型:

[化学-选修物质结构与性质]
Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素,原子序数依次递增.已知:
①Q为周期表中原子半径最小的元素;
②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;
③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍;
④Z有“生物金属”之称,Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同.
请回答下列问题:(答题时,Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示)
(1)RQ4Y分子的某中心原子采用的杂化轨道类型是
sp3
sp3
杂化.
(2)R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为
C<O<N
C<O<N

(3)已知:原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体,等电子体具有相似的结构特征.与RY分子互为等电子体的分子和离子分别为
N2
N2
CN-
CN-
(填化学式).
(4)Z元素位于周期表的
d
d
分区.Z原子基态时的外围电子排布式为
3d24s2
3d24s2
,Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示,晶体内与每个“Z”原子等距离且最近的氧原子数为
6
6

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科目:高中化学 来源: 题型:

[化学──选修物质结构与性质]
图表法、图象法是常用的科学研究方法.下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据:
元素
性质
A B C D E F G H I J
原子半径(10-10m) 1.02 2.27 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.86 0.75 1.17
最高价态 +6 +1 - +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4
最低价态 -2 - -2 - -4 -3 -1 - -3 -4
试回答下列问题:
(1)以上10种元素中第一电离能最小的是:
 
(填编号).比元素B原子序数大10的元素在元素周期表中的位置:
 
周期,
 
族,其基态原子的核外电子排布是
 

(2)由上述C、E、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每个原子的最外层都满足8电子稳定结构的可能是
 
(写分子式,写出两种即可),元素G、I分别和J形成的两种化合物的晶体类型分别是
 

(3)元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子.其分子中共形成
 
个σ键,
 
个π键.
(4)短周期某主族元素K的电离能情况如图(A)所示.则K元素位于周期表的第
 
族.
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图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图象,折线c可以表达出第
 
族元素氢化物的沸点的变化规律.不同同学对某主族元素的氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线-折线a和折线b,你认为正确的是
 
,理由是
 

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