13.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增加。其中A与B、A与D在周期表中位置相邻,A原子核外有两个未成对电子,B元素的第一电离能比同周期相邻两种元素都大,C原子在同周期原子中半径最大(稀有气体除外);E与C位于不同周期,E原子核外最外层电子数与C相同,其余各电子层均充满。请根据以上信息,回答下列问题(答题时A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示):
(1)A、B、C、D四种元素电负性由大到小排列顺序为____________。
(2)B的氢化物的结构式为______________,其空间构型为__________。
(3)E核外电子排布式是__________,E的某种化合物的结构如图所示。
微粒间的相互作用包括化学键和分子间作用力,此化合物中各种粒子间的相互作用力有________________________________________________________________________。
(4)A与B分别对应的气态氢化物的沸点________更高,A与D分别对应的气态氢化物的沸点________更高。
(5)A的稳定氧化物中,中心原子的杂化类型为________,空间构型为________。
解析:A、B、D的相对位置如图,又因为B的第一电离能比同周期相邻的两种元素大,所以B为半充满结构,B为N,A为C,D为Si,C为Na,E为第四周期的元素,最外层为1个电子,其余各电子层均排满,则E的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,即为Cu。
(1)A、B、C、D分别为C、N、Na、Si,根据电负性的递变规律可知,电负性N>C>Si>Na。
(2)B的气态氢化物为NH3,中心原子N以sp3杂化,空间构型为三角锥形。
(3)E为Cu,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。根据图示可判断H2O分子和Cu2+间存在配位键,同时水分子之间还存在氢键,H2O分子内存在共价键。该化合物还有阴离子,故有离子键。
(4)A与B的气态氢化物分别为CH4和NH3,其沸点高低为NH3>CH4(因NH3分子之间存在氢键),A与D的气态氢化物分别为CH4和SiH4,由于其组成和结构相似,SiH4的相对分子质量大于CH4,故沸点SiH4>CH4。
(5)CO2中C原子为sp杂化,CO2分子呈直线形。
答案:(1)N>C>Si>Na (2)NHHH 三角锥形 (3)1s22s22p63s23p63d104s1 离子键、共价键、配位键、氢键 (4)NH3 SiH4 (5)sp 直线形
12.(2014·长沙模拟)如表所示是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素N的基态原子电子排布式________________________________。
(2)元素B、G形成的单质熔点更高的是________(填化学式),原因是_ ____________。
(3)ME2L2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断ME2L2是________(选填“极性”或“非极性”)分子。根据等电子原理:NO中氮原子的杂化类型是________,1 mol O中含有π键的数目为________。
(4)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有________(选填序号),CS2分子的空间构型是________。
(5)元素N可以形成分子式为Co(NH3)5BrSO4、配位数均为6的两种配合物,若往其中一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,则该配合物的化学式为____________。
解析:根据元素周期表,不难判断出A—H,B—Li,C—C,D—N,E—O,F—F,G—Na,H—Mg,I—Al,J—Si,K—S,L—Cl,M—Cr,N—Co,然后根据具体要求解答即可。
(1)元素N为钴元素,原子序数为27,根据核外电子排布规则,可得Co的电子排布式:[Ar]3d74s2。
(2)Li、Na都是金属晶体,在价电子数相同的情况下,原子半径越小,金属键越强,熔点越高。
(3)已知CrO2Cl2能溶于非极性分子CCl4、CS2,根据“相似相溶”原理,则CrO2Cl2为非极性分子;NO与CO2为等电子体,结构类似,氮原子为sp杂化;O类似于N2,1 mol O中含有π键的数目为2 mol。
(4)采取sp2杂化的分子为平面形,苯、HCHO的分子构型为平面形;CS2类似于CO2,应为直线形。
(5)往其中一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,说明SO属于内界,加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,说明Br-属于外界,又因Co(NH3)5BrSO4配位数均为6,故NH3分子也属于内界,故其化学式为[Co(NH3)5SO4]Br。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
(2)Li Li和Na的价电子数相同,但锂原子半径小于钠原子半径,所以Li金属键更强,熔点更高 (3)非极性 sp 2 mol(或2×6.02×1023个)
(4)①③ 直线形 (5)[Co(NH3)5SO4]Br
11.已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成化合物的分子式是XY4。试回答:
(1)X元素的原子基态时电子排布式为_____________,Y元素原子最外层电子的电子排布图为________________________________________________________________________。
(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85,试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间结构为________形,中心原子的轨道杂化类型为________,分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体,该液体微粒间的作用力是____________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较:________(填化学式)的高,原因是________________________________________________________________________。
解析:第四周期第ⅣA族元素为Ge,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,Y是氯,Y元素原子最外层电子的电子排布图为,XY4中X与Y形成的是共价键,空间构型为正四面体,中心原子为sp3杂化,为非极性分子,分子间的作用力是范德华力。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2)共价键 (3)正四面体 sp3杂化 非极性分子
(4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高
10.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为________。
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是______________和____________,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(写分子式),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Q的元素符号是________,它的基态原子的核外电子排布式为________________,在形成化合物时它的最高化合价为________。
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键________________________________________________________________________。
解析:本题考查原子的核外电子排布、分子的结构、物质的溶解性、氢键等。(1)X原子核外的M层中只有两对成对电子,则M层的电子排布图为 ,故X为S,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,则Y原子的核外电子排布式为1s22s22p2,故Y为C。(2)Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,则Z为O,SO2、CO2的立体结构分别为V形、直线形。(3)Q的核电荷数为24,为Cr,其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1,其外围电子排布为3d54s1,则最高化合价为+6。(4)元素周期表中F的电负性最强,HF溶液中,HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间存在氢键。
答案:(1)S、C
(2)V形 直线形 SO2 CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中的溶解度较大 (3)Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 +6
(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
二、非选择题
9. 有下列微粒:
①CH4 ②CH2===CH2 ③CH≡CH ④NH3 ⑤NH ⑥BF3 ⑦P4 ⑧H2O ⑨H2O2
填写下列空白(填序号):
(1)呈正四面体的是________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是________,为sp2杂化的是________,为sp杂化的是________。
(3)所有原子共平面的是________,共线的是________。
(4)粒子存在配位键的是________。
(5)含有极性键的极性分子是________。
解析:CH4、NH3、NH、P4、H2O、H2O2中心原子最外层各有四对电子,为sp3杂化,其空间构型分别为正四面体、三角锥、正四面体、正四面体、V形、二面角形。BF3、CH2===CH2的中心原子为sp2杂化,分别为平面三角形、平面形,CH≡CH中心原子为sp杂化,直线形。存在配位键的为NH,结构式为NH H HH。
答案:(1)①⑤⑦ (2)①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③
(3)②③⑥⑧ ③ (4)⑤ (5)④⑧⑨
8.下列描述正确的是( )
A.CS2为V形极性分子
B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
解析:选B CS2为直线形非极性分子;SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
7.下列物质的性质与氢键无关的是( )
A.冰的密度比水的密度小
B.氨气极易溶于水
C.SbH3的沸点比PH3高
D.溶解度:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
解析:选C SbH3的沸点比PH3高是因为前者的相对分子质量大于后者,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。
6.下列物质性质的变化规律,与键能无关的是( )
①HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱 ②NH3易液化 ③F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点依次升高 ④H2S的熔沸点小于H2O的熔沸点 ⑤Cl2能从盐的溶液中置换出单质Br2和I2
A.①②③ B.③④⑤
C.②③ D.全部
解析:选C。①和⑤都是物质的化学性质,从氧化性角度解释,说明氧化性Cl2>Br2>I2,从键能的角度解释,说明HCl、HBr、HI的键能越来越小,Cl2的键能大于Br2和I2的。②③④都是物理变化,②③都与范德华力有关,④与氢键有关。
5.下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2 H2S B.C2H4 CH4
C.C60 C2H4 D.NH3 HCl
解析:选B A中H2S含有极性键,空间构型是V形,结构不对称,是极性分子;C中C60中只有非极性键;D中NH3含有极性键,是三角锥形,结构也不对称,是极性分子。
4.(2014·江西模拟)向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,下列对此现象的说法正确的是( )
A.开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(OH)4]2+,配位数为4
C.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
解析:选A 此过程的离子方程式为:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-。反应后溶液中不存在任何沉淀,但Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+,所以Cu2+的浓度减小,A正确,C错误;在[Cu(NH3)4]2+中,NH3提供孤电子对,Cu2+提供空轨道,D错误;沉淀溶解后,生成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+,配合离子[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,B错误。
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