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14.A、B、D、E、F是原子序数依次增大的五种前四周期元素,相关信息如下:



A原子半径最小的元素
B原子核外电子有6种不同的运动状态
E原子L电子层上有两个未成对电子
F原子最外层有2个电子,次外层电子数为D原子最外层电子数的2倍
(1)D元素是氮(填元素名称);D、E两元素第一电离能较大的是N(填元素符号);原因是氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于元素的.
(2)B、D元素分别与A元素形成的最简单分子的VSERP模型分别为四面体形、四面体形(用文字描述),两者沸点较高的是NH3(填化学式),原因是氨气分子之间形成氢键,而甲烷分子之间不能形成氢键.
(3)F元素基态原子价电子排布图为,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层具有的原子轨道数为9.
(4)D、F形成的一种晶体,晶胞如图所示,该晶体化学式为TiN.已知晶体的密度为ρ g•cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,则晶胞边长为$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×1010pm.

分析 A、B、D、E、F是原子序数依次增大的五种前四周期元素,A是原子半径最小的元素,则A为H元素;B元素原子核外电子有6种不同的运动状态,则B为碳元素;E元素原子L电子层上有两个未成对电子,原子序数大于碳,故原子核外电子排布式为1s22s22p4,则E为O元素;D的原子序数介于碳、氧之间,故D为N元素;F元素原子最外层有2个电子,次外层电子数为氮原子最外层电子数的2倍,次外层电子数为10,只能处于第四周期,核外电子数为2+8+10+2=22,故F为Ti.

解答 解:A、B、D、E、F是原子序数依次增大的五种前四周期元素,A是原子半径最小的元素,则A为H元素;B元素原子核外电子有6种不同的运动状态,则B为碳元素;E元素原子L电子层上有两个未成对电子,原子序数大于碳,故原子核外电子排布式为1s22s22p4,则E为O元素;D的原子序数介于碳、氧之间,故D为N元素;F元素原子最外层有2个电子,次外层电子数为氮原子最外层电子数的2倍,次外层电子数为10,只能处于第四周期,核外电子数为2+8+10+2=22,故F为Ti.
(1)由上述分析可知,D元素是氮,氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于元素的,
故答案为:氮;N;氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于元素的;
(2)B、D元素分别与A元素形成的最简单分子分别为CH4、NH3,分子中碳原子、氮原子价层电子对数均为4,故它们的VSERP模型分别为四面体形、四面体形,由于氨气分子之间形成氢键,而甲烷分子之间不能形成氢键,故氨气的沸点较高,
故答案为:四面体形;四面体形;NH3;氨气分子之间形成氢键,而甲烷分子之间不能形成氢键;
(3)F为Ti元素,价电子排布式为3d24s2,基态原子价电子排布图为,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,有3s、3p、3d,分别含有原子轨道数目为1、3、5,具有的原子轨道数为9,
故答案为:;3d;9;
(4)Ti原子处于晶胞内部,晶胞中Ti原子数目为4,N原子处于晶胞顶点与面心,晶胞中N原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,故该晶体化学式为TiN,晶胞质量为4×$\frac{48+14}{{N}_{A}}$g,晶体的密度为ρ g•cm-3,则晶胞边长为$\root{3}{\frac{4×\frac{48+14}{{N}_{A}}g}{ρg•c{m}^{-3}}}$=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×1010 pm,
故答案为:TiN;$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×1010

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布式、电离能、价层电子对互斥理论、氢键、晶胞计算等,注意同周期主族元素中第一电离能异常情况,注意氢键对物质性质的影响.

练习册系列答案
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4.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X 原子的最外层电子数是其内层电子总数的3 倍,Y 原子的最外层只有2 个电子,Z 单质可制成半导体材料,W与X属于同一主族.下列叙述正确的是(  )
A.元素X 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的强
B.元素W 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的弱
C.化合物YX、ZX2、WX3 中化学键的类型相同
D.元素X 的简单气态氢化物的沸点比W的低

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.有机物A为烃类化合物,相对分子质量为70,其相关反应如下图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个-CH3,且它们均含有4种等效H.

已知:①

请回答:
(1)B中所含官能团的名称为溴原子;
(2)Ⅱ、Ⅲ的反应类型依次为为a、b(填字母序号);
a.取代反应 b.加成反应 c.氧化反应 d.消去反应
(3)写出下列反应的化学方程式:
a.反应Ⅰ:(CH32CHCH2CH2Br+NaOH$→_{△}^{醇}$ (CH32 CHCH=CH2+NaBr+H2O
b.A 在催化剂条件下,反应生成高聚物:n CH(CH32CH=CH2$\stackrel{催化剂}{→}$
(4)A 的系统命名为3-甲基-1-丁烯,A 的同分异构体中有一对互为顺反异构的链状有机物,且结构中含有2个-CH3,其顺式异构体的结构简式为
(5)C的某同分异构体F可以催化氧化,但不能发生消去反应,F的结构简式为(CH33CCH2OH.

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2.铁元素应用广泛,Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成黄血盐,其配离子结构如图;已知CN-与N2结构相似,1molCN-中π键数目为2NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用.
(1)写出氮原子的原子结构示意图
(2)氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,利用ClO2和Na2SO3溶液处理氮氧化物的反应过程如下:
NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}溶液}$N2
反应Ⅱ的离子方程式是2NO2+4SO32-═N2+4SO42-
(3)羟胺(NH2OH)可看成是氨分子内的1个氢原子被羟基取代后的产物,常用作还原剂,其水溶液显弱碱性.
①NH2OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH3相似,NH2OH的水溶液中主要离子有NH3OH+、OH-(填离子符号).
②某离子化合物的组成元素与NH2OH相同,其水溶液显酸性.该物质是NH4NO3(填化学式),其溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
(4)氨水在工业上用作沉淀剂.已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水.当溶液中Fe3+和Al3+沉淀完全[c(Fe3+)、C(Al3+)均小于1.0×10-5mol•L-1]时,调节溶液的pH应略大于3.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

19.已知:实验室制乙烯的装置如图:

实验步骤如下:
a.如图连接好装置,检验气密性
b.添加药品,点燃酒精灯
c.观察实验现象:高锰酸钾溶液和溴水颜色逐渐褪去,烧瓶内液体渐渐变黑,能闻到刺激性气味
d.…
(1)写出实验室制取乙烯的化学反应方程式:CH3CH2OH$→_{△}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O;
(2)分析:甲认为使二者褪色的是乙烯,乙认为有副反应,不能排除另一种酸性气体的作用.
①根据甲的观点,写出乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子反应方程式:5CH2=CH2+12MnO4-+36H+=12Mn2++10CO2↑+28H2O;
②为进一步验证使酸性高锰酸钾溶液褪色的是乙烯,在A、B间增加下列 装有某种试剂的洗气瓶:
D中盛装的试剂是a,E中盛装的试剂是c;(填序号)
a.NaOH溶液 b.稀H2SO4溶液
c.品红试液 d.溴的四氯化碳溶液
(3)乙烯使溴水褪色,丙同学认为是加成反应,丁同学认为是取代反应,请设计一个简单实验验证哪个同学正确:测定反应前后溴水的PH值,若PH值变大,则为加成反应,若PH值变小则为取代反应.
(4)H2SO4在这个反应中做催化剂,有种观点认为其催化过程可分三步简单表示如下:
①a.烊盐的生成:CH3CH2OH+H2SO4→CH3CH2O+H2(烊盐)+HSO4-
b.乙基正离子的生成:CH3CH2O+H2→CH3CH2++H2O
c.乙烯的生成:CH3CH2++HSO4-→CH2=CH2↑+H2SO4
②关于浓硫酸的催化作用,下列叙述正确的是BC.
A.降低了反应的焓变
B.增大了反应的速率
C.降低了反应的活化能
D.增大了反应的平衡常数.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti、Ni可与C、H、O形成多种化合物.
(1)下列叙述正确的是AD.(填字母)
A.CH2O与水分子间能形成氢键
B.CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C.C6H6分子中含有6个σ键和1个大π键,C6H6是非极性分子
D.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
元    素MnFe
电离能
/kJ•mol-1
I1717759
I215091561
I332482957
Mn原子价电子排布式为3d54s2,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多,而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少.
(3)根据元素原子的外围电子排布,可将元素周期表分区,其中Ti属于d区.Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如图1所示,则X的化学式为TiO2

(4)某铁的化合物结构简式如图2所示
①组成上述化合物中各非金属元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>H (用元素符号表示)
②在图2中用“→”标出亚铁离子的配位键.
(5)NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的配位数为6,这几个O2-构成的空间构型为正八面体.已知Ni2+与O2-的核间距为anm,NiO的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数用NA表示,则该晶体的密度为$\frac{M×1{0}^{21}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$ g/cm3

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.已知甲醛(CH2O)分子中的四个原子是共平面的.下列分子中所有原子不可能在同一平面上的是(  )
A.苯乙烯(B.苯甲酸(C.苯甲醛(D.苯乙酮(

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.化学与工农业生产和人类生活密切相关,下列说法正确的是(  )
A.光导纤维、氧化铝陶瓷、硅藻土都是无机非金属材料
B.节能减排防治PM2.5,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5纳米的可吸入颗粒物
C.汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物-光化学烟雾也会引起雾霾,汽车尾气中含有氮氧化物的原因是汽油燃烧不充分
D.超级病菌NDM-l几乎对所有抗生素都具有抗药性,死亡率很高.为防止超级病菌的感染,要加强环境、个人的卫生和消毒,其中消毒剂常选用含氯消毒剂、双氧水、酒精等氧化性强的物质

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