15.(10分)(08年广东化学·27)镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有 。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误: 。
(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氧化物 |
NaF |
MgF2 |
SiF4 |
熔点/K |
1266 |
1534 |
183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因: 。
(5)人工模拟是当前研究的热点。有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合或Cu(I)(I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有 键的特性。
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异 。
答案:(10分)(物质结构选做题)
(1)增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性
(2)⑧应为黑色
(3)原子核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。燃烧时,电子获得能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态,它随即就会跳回原来的地能量轨道,并向外界释放能量(光能)
(4)NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF。
(5)①σ键 ②a中存在氢键和范德华力,b中存在配位键
解析:(1) 以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时,常加入NaCl、KCl、或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有:增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性。
(2) 请更正图中错误:⑧应为黑色。
(3) 请用原子结构的知识解释发光的原因:原子核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。燃烧时,电子获得能量,从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态,它随即就会跳回原来轨道,并向外界释放能量(光能)。
(4) 解释表中氟化物熔点差异的原因:NaF与MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MaF2的熔点大于NaF。
(5) ①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有:σ键的特性。
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用的差异:a中微粒间的相互作用为氢键,b中微粒间的相互作用为配位共价键。
35.[化学--选修物质结构与性质](15分)
(1)S C
(2)V形 直线形 SO2 因为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 四 1s22s22p63s23p63d54s1 +6
(4)F-H…F F-H…O O-H…F O-H…O
解析:根据电子的核外排布规律,能量最低原理,且X原子核外的M层中只有两对成对电子,故X为硫元素,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,共有6个电子,Y为碳元素,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素为氧元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,Q的核电荷数为24,是铬元素,在元素周期表的各元素中电负性最大的是氟元素。XZ2与YZ2分子为SO2、CO2, 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。且H易与O、 F、N形成氢键。
14.[化学--选修物质结构与性质](15分)(08年宁夏理综·35)
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 ,它属于第 周期,它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 。
13.(07年山东理综·32)(8分)[化学-物质结构与性质]
请完成下列各题:
(1)前四周期元素中,基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有 种。
(2)第ⅢA、ⅤA原元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为 。在GaN晶体中,每个Ga原子与 个N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。在四大晶体类型中,GaN属于 晶体。
(3)在极性分子NCl3中,N原子的化合物为―3,Cl原子的化合价为+1,请推测NCl3水解的主要产物是 (填化学式)。
答案:(1)5
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) 4 正四面体 原子
(3)HClO NH3·H2O
解析:(1)第四周期中,基态原子中未成对电子数与其周期数相同的元素包括:第1周期的氢、第二周期的碳和氧、第三周期的磷、第四周期的铁,共5种。
(2)Ga在元素周期表中是第四周期、第ⅢA族,原子序数是31,即其原子核外电子数是31,根据核外电子的排布规律可以写出该原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。因为GaN晶体结构与单晶硅相似,可知GaN晶体是原子晶体,晶体结构为空间网状结构,每个Ga原子与四个N相连,这四个N原子构成的空间构型是正四面体型。
(3)水解反应前后各元素的化合价不变,由题意知NCl3中N的化合价为-3价,Cl的化合价为+1价,则在NCl3水解的产物中N的化合价也是-3价,Cl的化合价是+1价,分析可知其水解产物是HClO和NH3 ·H2O 。
12.(07年宁夏理综·31B)[化学-选修物质结构与性质]
已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子。又知B、C和D是由两种元素的原子组成。请回答:
(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是 ;
(2)B和C的分子式分别是 和 ;C分子的立体结构呈 型,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”);
(3)若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰,有无色气体生成。则D的分子式是 ,该反应的化学方程式为 ;
(4)若将1mol E在氧气中完全燃烧,只生成1mol CO2和2molH2O,则E的分子式是 。
答案:(1)1s22s22p63s23p6 (2)HCl H2S V 极性 (3)H2O2 2H2O22H2O+O2↑(4)CH4O
解析:(1)因A有18个电子且只有1个原子,所以A为18号元素Ar,按照核外电子排布规律可以写出其电子排布式为1s22s22p63s23p6 。
(2)B、C两分子均有2种元素组成的,是分别含有2和3个原子的18电子的分子,所以B为HCl,C为H2S,H2S的结构与水分子的结构相似均为“V”型的极性分子。
(3)因为D分子中含有4个原子、2种元素、18个电子,且在溶液中加入MnO2后生成无色气体,所以D为H2O2 。反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(4)因为1mol E在氧气中完全燃烧,只生成1mol CO2和2molH2O,所以1个E分子中含有1个C原子和4个H原子。又因为E分子中含有6个原子且为18电子分子,因此E中含有的另一个原子为O原子。因此E的化学式为CH4O。
11.(07年广东化学·29)(10分)
C、S、O、Se是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)Ge的原子核外电子排布式为
(2)C、Si、Sa三种元素的单质中,能够形成金属晶体的是
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式 ;
②SO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式 ;
③已知SnO2是离子晶体,写出其主要物理性质 (写出2条即可)
(4)CO可以和很多金属形成配合物,如Ni(CO)2,Ni与CO之间的键型为
(5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比,已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm-3,CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm-2,则Ni(CO)中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度 (填字母)
A.强
B.弱
C.相等
D.无法判断
答案:(10分)
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)Sn
(3)①直线型 共价键(或α键与π键)②Si=O通过共价键形成四面体结构,四面体之间通过共价键形成空间网状结构共价键(或α键)③熔融时能导电、较高的熔点
(4)配位键
(5)B
解析:考查学生对原子结构和原子核外电子排布的了解,对常见物质空间构型和化学键与物质性质的了解,以及对原子晶体、金属晶体、简单配合物的结构的了解和对离子键形成的理解,考查学生的归纳推理能力、信息迁移能力及其综合应用能力。
10.(11分)(2007海南·25)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为 ;
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为 ,C的元素符号为 ;
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为 。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为 。
答案:(1)N(2)Cl K(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
(4) Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
考点:本题考查了常见元素种类推断以及原子结构。
解析:(1)A元素原子核外共有5个电子,则核内为5个质子,因此为N。(2)B、C分别为17、19号元素即Cl、K。(3)D3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,可知D为26号元素,即Fe,因此其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)E元素原子核外共有29个电子,即第29号元素为Cu,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
9.(09年海南化学·19.3)下列说法中错误的是:
A.SO2、SO3都是极性分子
B.在NH4+ 和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强
D.原子晶体中原子以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬度大的特性
答案:A
解析:A选项中,SO3是平面三角形的分子,为非极性分子,明显错误。
8.(09年海南化学·19.2)下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是:
|
表述Ⅰ |
表述Ⅱ |
A |
在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大 |
NaCl晶体中C1-与Na+间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力 |
B |
通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高 |
Pb的原子半径比C的大,Pb与H之间的键能比C与H间的小 |
C |
在形成化合物时,同一主族元素的化合价相同 |
同一主族元素原子的最外层电子数相同 |
D |
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电 |
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物 |
答案:B
解析:A选项中,NaCl溶于水是离子晶体的特性,I2是非极性分子溶解度小;B选项中分子的稳定性与键能有关,所以正确;C中形成化合物不一定是最高价或最低价,所以不与最外层电子数呈因果关系;D选项因P4O10发生了反应,所以不能证明P4O10是共价化合物。
7.(09年海南化学·19.1)在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是:
A.Li,F B.Na,F C.Na,C1 D.Mg,O
答案:B
解析:比较两原子电负性的差,其中Na与F的电负性差最大。
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