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文档简介
1、天津【化学】化学 原子结构与元素周期表的专项 培优练习题一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)1.南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐一AgN5,目前已经合成出钠、镒、铁、钻、银、镁等几种金属的全氮阴离子盐。(1)基态Mn2+的价电子排布式为 ;银与铜位于同一族,银元素位于元素周期表的 区。(2)Mg(H2O)62+(N5)2(H2O)42-的晶体的部分结构如图1所示:N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示:TOftl1/kJ?mo1l2/kJ?mo1l3/kJ?mo1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z1402.32856.04578.1
2、X、Y、Z中为N元素的是,判断理由是 。从作用力类型看,Mg2+与H2O之间是、N5与H2O之间是。N5-为平面正五边形,N原子的杂化类型是。科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐,这一类离子中都存在大兀键,可用符号 器表示,其中m代表参与形成大 兀键的原子数,n代表参与形成大 兀键的电子数(如果分子中的大 兀键可表示为 6),则N4-中的大 兀键应表示为 。AgN5的立方晶胞结构如图 2所示,Ag+周围距离最近的Ag+有 个。若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm, Na表示阿伏加德罗常数的值,则AgN5的密度可表示为g?cm3 (用含a、Na的代数式表示)。
3、【答案】3d5 ds Z艰外层为2个电子,X为镁;N的2P轨道处于半充满的稳定状态,其失去第一个电子较难,Ii较大,则Z为氮元素配位键氢键 sp2128.9 1022Na a3【解析】【分析】(1)根据构造原理书写出 25号Mn元素的原子核外电子排布式,Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+;根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag在周期表所属区域;(2)根据元素的电离能大小结合原子结构确定X、Y、Z三种元素,然后判断哪种元素是 N元素;根据图示,判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型;结合N5-为平面正五边形结构,结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断,结合微粒的原子结构分析大 兀键的形
4、成;(3)根据晶胞中离子的相对位置判断Ag+的配位数,利用均摊方法计算1个晶胞中含有的AgN5的个数,结合 p =m计算密度大小。【详解】(1)Mn 是 25 号元素, 根据构造原理可得Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2, Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+,其价电子排布式为 3d5;Ag、Cu在周期表中位于第IB,发生变化的电子有最外层的s电子和次外层的d电子,属于ds区元素;(2)X的第一、第二电离能比较小且很接近,说明X原子最外层有2个电子,容易失去,则X为Mg元素,Z的第一电离能在三种元素中最大,结合 N原子2P轨道处于半充满的稳 定状态,其失去第
5、一个电子较难,Ii较大,可推知Z为N元素,Y是O元素;在该晶体中阳离子Mg(H2O)62+的中心离子Mg2+含有空轨道,而配位体 H2O的O原子上 含有孤电子对,在结合时,Mg2+ 提供空轨道,H2O的O原子提供孤电子对,二者形成配位键;在阴离子(N5)2(H2O)42-上N5-与H2O的H原子之间通过氢键结合在一起,形成NH-O,故二者之间作用力为氢键;若原子采用sp3杂化,形成的物质结构为四面体形;若原子采用sp2杂化,形成的物质结构为平面形;若原子采用 sp杂化,则形成的为直线型结构。N5-为平面正五边形,说明 N原子的杂化类型为 sp2杂化;在N5-中,每个N原子的sp2杂化轨道形成2
6、个。键,N原子 上还有1个孤电子对及1个垂直于N原子形成平面的p轨道,p轨道间形成大 兀键,N5-为 4个N原子得到1个电子形成带有1个单位负电荷的阴离子,所以含有的电子数为5个,5其中大兀键是由4个原子、5个电子形成,可表不为4;(3)根据AgN5的晶胞结构示意图可知,假设以晶胞顶点 Ag+为研究对象,在晶胞中与该 Ag+ 距离相等且最近的 Ag+在晶胞面心上,通过该顶点 Ag+可形成8个晶胞,每个面心上的 Ag+被重复使用了 2次,所以与Ag+距离相等且最近的 Ag+的数目为38 =12个;在一个晶胞中2含有Ag+的数目为8X- +6X1=4,含有N5-的数目为1+12X- =4晶胞体积为
7、 V=(2a X 1703 8244 178/mol222C C ”22cm3,贝U p m. N A/moi 8.9 10 g/cm3。V 2a 10 7 cm3NA a【点睛】本题考查了物质结构,涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大 兀的分析、晶胞计算, 掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键,要注意电离能变化规律及特殊性,利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目,结合密度计算公式解答。2. A、B、C D、E都是短周期元素,原子序数依次增大, A B处于同一周期,C、D、E 同处另一周期。 G B可按原子个数比2 : 1和1 : 1分别形成两种离子化合物甲和乙。 D、A按原子个数比
8、3: 2形成离子化合物丙。E是地壳中含量最高的金属元素。根据以上信息 回答下列问题:(1)B元素在周期表中的位置是 ,乙物质化学式是 。(2)A、B、C、D、E五种元素的原子半径由小到大的顺序是 (用元素符号填写)。(3)E的单质加入到C的最高价氧化物对应的水化物的溶液中,发生反应的离子方程式是【答案】第二周期 VIA 族 Na2O2 O<N<Al<Mg<Na 2A1+2OH+2H2O=2AlO2-+3H2 T【解析】【分析】C、B可按原子个数比2 : 1和1 : 1分别形成两种离子化合物甲和乙,可知 C为Na元素,B为O元素,甲为Na2O,乙为Na2O2; E是地壳中
9、含量最高的金属元素,则 E为Al元素;A、B、C D、E都是短周期元素,原子均小于Al的原子序数,D、A按原子个数比3: 2形成离子化合物丙,可知 A为N元素,D为Mg元素,丙为 Mg3N2。【详解】(1) B为O元素,在周期表中第二周期VIA族,乙物质为过氧化钠,化学式是Na2O2,故答案为:第二周期 VIA族;Na2O2;(2) Na、Mg、Al在第三周期,O、N在第二周期,同周期元素从左到右原子半径逐渐减 小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则O<N<P<Al<Mg<Na,即O<N<Al<Mg<Na,故答案为:O<N<
10、Al<Mg<Na;(3) 铝能跟氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气,其反应的离子反应方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 T ,故答案为:2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 T。【点睛】一般情况下,原子个数比按2 : 1和1 : 1可分别形成H2O、H2O2或Na2。、Na2O2, H2O、H2O2为共价化合物, Na2。、Na2O2为离子化合物。3.下表是元素周期表的一部分,除标出的元素外,表中的每个编号代表一种元素。请根据 要求回答问题:I A0r1HAUiAIVAVAVTAMA2 JNe(1)的元素符号是。(2)和两种元素的非金属性强弱关
11、系是:。(3)和两种元素组成的化合物中含有的化学键为 (填“离子键”或“共价 键”)。(4)和两种元素组成的化合物与AgN。溶液反应的离子方程式为。【答案】C < 共价键 Ag+C=AgClJ【解析】 【分析】根据元素在周期表中的位置分析元素的种类;根据元素周期律及元素性质分析解答。【详解】根据元素周期表的结构及元素在周期表中的位置分析知,为氢,为碳,为氧,为 钠,为硫,为氯;(1)碳的元素符号是 C,故答案为:C;(2)和处于相同周期,同周期元素随核电荷数增大,非金属性增强,则两种元素的非 金属性强弱关系是:,故答案为:<(3) H和O两种元素组成的化合物中有 叱0和H2O2,都
12、属于共价化合物,含有的化学键 为共价键,故答案为:共价键;(4) Na和Cl两种元素组成的化合物为 NaCl,与AgN03溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸 钠,离子方程式为:Ag+ + Cl = AgCl J ,故答案为:Ag+ + Cl = AgCl J。4 .原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前20号元素,B、C D、E同周期,A、D同主族,且A的原子结构中最外层电子数是电子层数的3倍。F和其他元素既不在同周期也不在同主族,且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。根据以上信息,回答下列问题:(1)A、F的名称为、 。(2)A和D与氢元素形成的
13、氢化物中,沸点较高的是 (填化学式,下同),D和E的最高 价氧化物对应的水化物中酸性较强的是 ,写出A和B形成的化合物中含有共价 键的化合物的电子式。(3)B、C形成的单质中与水反应较剧烈的是 ,相应反应的化学方程式为(4)写出C的最高价氧化物对应的水化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程【答案】氧 钙 H20 HClQ0: 0;尸tv Na 2Na+2H2O=2NaOH+Hz TA 十Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O【解析】【分析】原子序数依次增大的 A、B、C D、E、F都是元素周期表中前 20号元素,A的原子结构中最外层电子数是电子层数的3倍,最外层最多容纳 8个电
14、子,则A含有2个电子层,最外层含有6个电子,A为O元素;A、D同主族,则D为S元素;B、C、D、E同一周期,则 四种元素都位于元素周期表第三周期,E的原子序数大于 S,则E为Cl元素;B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水,则 B为Na元素,C为Al 元素;F和其他元素既不在同周期也不在同主族,则 F位于第四周期,F不可能为K元素, 只能为Ca元素,据此进行解答。【详解】根据上述分析可知:A为O, B为Na, C为Al, D为S, E为Cl, F为Ca元素。(1)根据分析可知,A、F元素的名称分别为氧、钙;(2)A、D分别为O、S,二者的氢化物分别为 H2O、H2S
15、,由于H2O分子之间存在氢键,增加 了分子之间的作用力,导致其沸点比H2s高;D为S E为Cl,元素的非金属性:Cl>G由于元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸 性越强,所以S、Cl元素的最高价含氧酸的酸性较强的为高氯酸,其化学式为:HClQ;A为O, B为Na,二者形成的含共价键的化合物为Na2O2, Na2O2是由2个Na+与1个O22通过离子键结合而成的离子化合物,电子式为Na+; 0:0;A (3)B、C的单质分别为Na、Al,钠的金属性比铝强,与水反应更剧烈。钠与水反应生成氢 氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2 T ;(4)C是Al, Al的
16、最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3, B是Na, Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH, Al(OH)3是两性氢氧化物,能够与强碱NaOH反应产生NaAlO2和H2。,二者反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。【点睛】本题考查了元素的位置、结构与性质关系的应用,根据元素的原子结构及性质和相互关系 推断元素为解答关键,注意掌握元素周期表结构、元素周期律内容,试题有利于培养学生 的分析能力及灵活应用能力。5 .下表是元素周期表的一部分,回答下列问题:(1) B在周期表中的位置是_;写出A、B的单质之间发生反应的化学方程式:_。(2)写出表中位于长周期的卤族元素
17、的名称:_;属于短周期的碱金属元素的元素符号为加热【答案】第3周期V1 A族2K+S K2S澳 Lk Na【分析】根据元素周期表的结构及物质性质分析解答。(1) B在周期表中的位置是第 3周期,VIA族;A为钾,B为硫,则单质之间加热反应生 加热成硫化钾,反应的化学方程式:2K+SK2s ,故答案为:第3周期w A族;加热2K+S= 3;(2)表中的长周期为第 4周期,卤族元素为口 A族元素,则该元素为澳;碱金属元素指IA族元素中H以外的元素,短周期指前3周期,则元素符号为 Li、Na;故答案为:澳;Li、Na。6. X、Z、Q、R、T为前四周期元素,且原子序数依次增大。X和Q属同族元素,X和
18、R可形成化合物XR;电为黄绿色气体;Z与X同周期且基态原子的 s轨道和p轨道的电子总数 相等;T2+的3d轨道中有5个电子。请回答下列问题:(1)Z基态原子的电子排布式是 ; Z所在周期元素中,最高价氧化物对应的水化物酸 性最强的是 (填化学式)。(2)利用价层电子对互斥理论判断RZT的立体构型是; RZ3-的中心原子的杂化轨道类型为。(3)水中T含量超标,容易使洁具和衣物染色.R1可以用来除去水中超标的T2+,生成黑色沉淀TZ2,当消耗0.2molRZ2时,共转移了 1mol电子,则反应的离子方程式为O【答案】1s22s22p4 HNO3 三角锥形sp3 杂化 2CQ+5Mn2+6H2O=5
19、MnO2 J +2Cl+12H+【解析】【分析】X、Z、Q、R T为前四周期元素,且原子序数依次增大,R2为黄绿色气体,则 R为Cl; X和R可形成化合物XF4,则X为+4价,处于IVA族,X和Q属同族元素,可推知 X为C元 素、Q为Si; Z与X同周期且基态原子的 s轨道和p轨道的电子总数相等,则 Z核外电子排 布为1s22s22p4,因此Z为O元素;T2+的3d轨道中有5个电子,原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2,则 T为 Mn,据此解答。【详解】根据上述分析可知:X是C元素,Z是O元素,Q是Si元素,R是Cl元素,T是Mn元素。(1)Z是O元素,。基态原子的
20、电子排布式是1s22s22p4; Z所在周期元素中,元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3;(2) RZ3-是ClO3-, ClO3-离子中中心原子 Cl原子孤电子对数=7 1 2 3 =1,价层电子对数为 23+1=4,则ClQ-立体构型是三角锥形,其中心原子Cl原子的杂化轨道类型为 sp3杂化;(3)水中Mn含量超标,容易使洁具和衣物染色,ClO2可以用来除去水中超标的 Mn2+,生成黑色沉淀MnO2,当消耗0.2molClO2时,共转移了 1mol电子,假设Cl元素在还原产物中化 合价为a,则0.2mol x(4-a)=1mol解得a=-1,即ClO2被还原变为Cl-,根据电荷
21、守恒可知, 还产生了 H+,则反应的离子方程式为:2CQ+5Mn2+6H2O=5MnO2J +2C/+ 12H+。【点睛】本题考查结构、性质、位置关系应用、核外电子排布、杂化方式判断、氧化还原反应等, 较为全面的考查了元素化合物、物质结构理论及氧化还原反应的分析与判断能力,是对学 生对知识的迁移运用能力的综合考查。7.有A、B、C、D四种核电荷数小于 20的元素,A原子最外层电子数是次外层的 2倍;B 原子核外K层比M层电子数多1; C原子最外层电子数是其电子层数的 3倍;D能形成D2,D2一的M层为最外层。试回答下列问题:(1)写出A、B、C D四种元素的元素符号:A、B、C、D.(2)写出
22、A、B、C D四种元素中的任意 3种元素所能形成的常见化合物的化学式 、 O【答案】C Na O S N2CO3 N/SQ Na2SC4【解析】【分析】A原子最外层电子数是次外层的2倍,则A为碳元素;B原子核外K层比M层电子数多1,则B为钠元素;C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则C为氧元素;D能形成D2,D2一的M层为最外层,则 S为硫元素。【详解】A原子最外层电子数是次外层的2倍,则A为碳元素;B原子核外K层比M层电子数多1,则B为钠元素;C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则C为氧元素;D能形成D2,D2一的M层为最外层,则 S为硫元素;由分析可知:A、B、C、D四种元素的元素符号
23、分别为 C、Na、C、S;(2) C、Na、C、S四种元素中的任意 3种元素所能形成的常见化合物的化学式有Na2CC3、Na2SQ、Na2SC4。8.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类生产和生活中大量使用的金属。试回答与上述金属原 子结构有关的问题:(1)上述金属元素中属于主族元素的是 。(2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属基态钛原子价电子轨道表示式为 O(3)基态金原子的价电子排布式为5d106s1,试判断金在元素周期表中位于第族。周期第区。(4)已知Ag与Cu位于同一族,则 Ag在元素周期表中位于4s(KDCOO 六 IB ds(1)铝属于主族元素;(2)钛基态原子核外电子排布式为1s22s2
24、2p63s23p63d24s2,其外围电子排布式为 3d24s2;(3)电子排布式中能层数与周期数相等,外围电子排布式为(n-1) d10ns1的原子位于第 旧族;(4) I A、II A族最后填充s电子,为s区;出A零族为p区,第mBV n B族和第VID为d区;I B和n B族为ds区。【详解】(1)铝位于第三周期第m A族,属于主族元素,金、银、铜、铁和钛都不属于主族元素, 故答案为:Al;(2)钛基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,其外围电子排布式为3d24s2,则其外围电子的电子排布图为:GXD3OO ©,故答案为:什.(MOOO O'
25、;(3)电子排布式中最大能层数与周期数相等,外围电子排布式为(n-1) d10ns1的原子位于第旧族,基态金原子的外围电子排布式为 5d106s1,该原子最大能层数是 6,所以金原子位 于第六周期第I B族,故答案为:六;I B;(4) I A、II A族最后填充s电子,为s区;出A零族为p区,第mBV n B族和第 VID为d区;I B和n B族为ds区,Ag与Cu位于同一族,属于第I B族,所以属于ds 区,故答案为:ds。【点睛】本题考查了元素周期表的有关知识,明确元素周期表的结构是解本题关键,了解元素周期 表5区的划分方法。9.按要求回答下列问题:(1)某种粒子有1个原子核,核中有17
26、个质子,20个中子,核外有18个电子,该粒子 的化学符号是。(2)下列关于化学键的说法正确的是 。含有金属元素的化合物一定是离子化合物 第IA族和第口 A族元素原子化合时,一定生成离子键由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物活泼金属与非金属化合时,能形成离子键离子键就是阴、阳离子间的相互引力离子化合物中可能含有非极性共价键(3)写出下列物质的电子式:Mg(OH)2: , N2: , NH4I: 。(4)用电子式表示下列化合物的形成过程:NazS: ; H2O: 。【答案】;Cl h:6G;H:N”N: h:N:MH2Nx; + .§ + ,Na-Na+;S:2"Ma+
27、i K H + b - + -n H:6:H -4»【解析】【详解】(1)某种粒子有1个原子核,核中有17个质子,20个中子,核外有18个电子,该粒子 电子数比质子数多1个,为带1个单位负电荷的阴离子,核中有 17个质子,则为37ci ;(2) 含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如 A1C13为共价化合物,错误;第IA族和第口 A族元素原子化合时,不一定生成离子键,如HCl,错误;由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物,如NH4C1,错误;活泼金属与非金属化合时,能形成离子键,如NaCl、KI等,正确;离子键就是阴、阳离子间的相互作用,既有引力又有斥力,错误;离子化合物中可能
28、含有非极性共价键,如Na2O2,正确;故答案为:;(3) Mg(OH)2:由 Mg2+和 OH-构成,电子式为 H:6; N2:两个N原子间形成三对共用电子,电子式为:NKN:;HNH4I:由NH4+和构成,电子式为 H:N:H : I :; L甘I.(4) Na2S: 2N自 " + *S + ,Na -Na+:S:2"Na+;H20: H" +,O"+,HH:O:H。 【点睛】在书写电子式时,首先应确定物质所属类别,弄清它是非金属单质,还是离子化合物或共 价化合物。离子化合物,由阴、阳离子构成;共价单质或共价化合物,由原子构成。对于 离子化合物,要确
29、定离子尤其是阴离子的组成,若阴离子是原子团,则还要确定阴离子内 原子间的共价键数目;对于共价化合物,既要确定原子的相对位置,又要确定原子间的共 用电子对数目等。对于一般的非金属原子来说,共用电子对数目=8 一最外层电子数。对于H来说,只能形成一对共用电子。10.有下列各组物质:(A)O2 和。3;(B)23592U和 23892U;(C) CH5CH2CH2CH3和;(E)甲烷和新戊烷。(1)组两物质互为同位素;(2)组两物质互为同素异形体;(3)组两物质互为同系物;(4)组两物质互为同分异构体。【答案】B A E C【解析】【详解】(A)O2和O3都是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体;
30、(8) 235U和238 U都是U元素的不同核素,互为同位素;(C)CKCH2CH2CH3和(CKACHCH分子式相同,碳链结构不同,互为同分异构体;I ""?I(D)l'l 。 1和F (' 。都代表二氟二氯甲烷,为同一种物质;F I ClI(E)甲烷和新戊烷结构相似,分子组成上相差4个-CH2,互为同系物;则:(1)互为同位素的是B; (2)互为同素异形体的是 A; (3)互为同系物的是E; (4)互为同分 异构体的是Co【点睛】考查同位素、同系物、同素异形体、同分异构体的概念判断。判断同位素、同素异形体、同分异构体的方法是:若化学式为元素,可能是同位素
31、;若化学式为单质,则可能是同素异形体;若化学式为分子式相同、结构不同的有机化合物,则为同分异构体;若是分子式 不同结构相似的有机化合物,则为同系物。11 .针(Po)是一种低熔点金属,极其稀有,毒性和放射性极强。回答下列问题:(1 ) 284 Po具有放射性,经衰变成稳定的铅,在衰变过程中释放一个4 He2+, Pb的原子210核中质子数为 ,中子数为 , Po兀素能形成较稳定的+4价离子,wg 84PO4+含有的 电子的物质的量为;(2)半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中,放射性元素原子核有50%发生衰变所210210需的时间,已知 84Po的半盘期为138天,质量为64克的84Po,经
32、276天后,得到铅的 质量为。【答案】82 124 mol 47.09g【解析】【分析】 .A 一一一 一,一(1)了解任何一个原子 X用zX表不时的意义,且 A、Z、N满足关系式A=Z+N,离子所含的 电子数为原子得失电子后得到的电子数;(2)半衰期是指有一半发生衰变所需要的时间,276天是二个半衰期。【详解】(1)Po的质子数是84,它释放出的4 He 2+的质子数是2,所以Pb的质子数=84-2=82; Po的 中子数是210-84=126,它释放出的4He2+的中子数=4-2=2,所以Pb的中子数=126-2=124; 284 Po4的质量数为210,所以Po的摩尔质量数值为 210,
33、质量为Wg的Po的物质的量为 mol, 一个Po原子含的电子数为84, 一个Po4+离子含的电子数为 84-4=80,所以210Wg 280Po4所含的电子的物质的量为-w- mol x 808w mol ; 21021(2)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为64,,x 50%mql210剩余的Po的物质的量为64 x 50%mql再经过第二个半聂期生成的21064Pb的物质的量为 万元x 50%x 50%mol所以经过 276 天所得 Pb 的质量为(-64 X 50%+64 X 50%x 50%) X 206g/mol=47.09g 21021012 .氮、磷、神(As)、睇(Sb)、
34、州(Bi)、馍(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元 素。(1)神(As)在元素周期表中的位置为 ,磷的基态原子的价电子排布式 为,六种元素中电负性最大的是 (填元素符号)。(2)N2分子中 b键和兀键的数目比 N(t): N( )= o NH3的分子构型为 , 中心原子的杂化方式为 。(3)热稳定性:NH3 PH3 (填“喊“<,沸点:N2H4 P2H4 (填"喊“<。(4)已知:P白磷尸P(s,黑磷)A H39.3kJ mol-1; P(s,白磷尸P(s红磷)A H=17.6kJ mol-1 由此推知,其中最稳定的磷单质是 。(5)SbC3能发生较强烈的水解,
35、生成难溶的SbOCl因此配制SbC3溶液应加入 【答案】第4周期第VA族3s23p3 N 1:2三角锥形sp3 > >黑磷盐酸【解析】【分析】(1)As 是 33 号元素; 同主族元素原子序数越小电负性越强;(2)氮气分子中为氮氮三键;根据价层电子对数和孤电子对数判断分子构型和杂化方式;元素的非金属性越强,其氢化物越稳定;分子晶体熔沸点与分子间作用力和氢键有关, 能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高;(4)能量越低越稳定;(5)SbCB能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl根据元素守恒知,还生成HCL【详解】(1)神(As)在元素周期表中的位置为第4周期第VA族,价电子排布为 3s
36、23p3;同主族元素原子序数越小电负性越强,所以电负性最大的元素为N,故答案为:第4周期第VA族;3s23p3; N;(2)一个氮氮三键中有一个b键和两个 兀键,所以N(b): N(兀尸似分子中价层电子对数为5+1 3=4 ,孤电子对数为1,故杂化方式为sp3,空间构型为三角锥形,故答案为:21:2;三角锥形;sp3;(3)元素的非金属性越强,其氢化物越稳定;非金属性N>P,所以热稳定性:NH3>PH3;N2H4能形成分子间氢键、P2H4分子间不能形成氢键,所以沸点:N2H4>P2H4,故答案为:>>(4)P(s,白磷尸P(s,黑磷)H=-39.3 kJ?mol-
37、1 P(s,白磷尸P(s,红磷)H=-17.6kJ?mol-1 将方程式-得P(s,红磷尸P(s,黑磷心中(-39.3+17.6)。m01=-21.7。加01,则能量:红磷黑磷,则黑磷稳定,故答案为:黑磷;(5)SbC3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOC|根据元素守恒知,还生成HCl,反应方程式为SbC3+H2O?SbOCl+2HCl配制SbC3溶液要防止其水解,其水溶液呈酸性,所以酸能 抑制水解,则配制该溶液时为防止水解应该加入盐酸,故答案为:盐酸。【点睛】解决第(5)题时要根据元素守恒和水解相关知识判断出SbC3的水解产物,然后根据勒夏特列原来解决问题。13 . 2019年诺贝尔化学奖
38、颁给了三位为锂离子电池发展做出巨大贡献的科学家,锂离子电 池广泛应用于手机、笔记本电脑等。(1)锂元素在元素周期表中的位置:。(2)氧化锂(Li2O)是制备锂离子电池的重要原料,氧化锂的电子式为 。(3)近日华为宣布:利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出了石墨烯电池,电池反应式为LXQ+Li1-x幅:*? C6+LiCoO2,其工作原理如图。口> O * c fu S9 0*0 *0* u 口 口 。 石墨烯的优点是提高电池的能量密度,石墨烯为层状结构,层与层之间存在的作用力是O锂离子电池不能用水溶液做离子导体的原因是 (用离子方程式表示)。锂离子电池放电时正
39、极的电极反应式为 。请指出使用锂离子电池的注意问题 。(回答一条即可)【答案】第二周期第IA族Li* : 0 : 了- Lr 范德华力(分子间作用力)2Li+2H2O=2Li+2OH-+H2 T L1-xCoO2+xLi+xe-= LiCoQ 避免过充、过放、过电流、短路及热 冲击或使用保护元件等【解析】【分析】(1)根据锂元素的原子结构与元素位置的关系分析判断;(2)氧化锂是离子化合物,Li+与O2-之间通过离子键结合;(3)石墨烯结构是平面结构,层内是共价键,层间以分子间作用力结合;根据Li是碱金属元素,利用碱金属单质的性质分析;锂离子电池放电时正极上Li+得电子变为LiCoQ;使用锂离子
40、电池的注意问题是禁止过充、过房,配备相应的保护元件等。 【详解】(1)Li是3号元素,核外电子排布为2、1,所以Li在元素周期表的位置位于第二周期第IA族;(2) Li2O是离子化合物,Li+与O2-之间通过离子键结合,其电子式为:L广:。: Li十; T V(3)石墨烯的优点是提高电池的能量密度,石墨烯为层状结构,在层内,C原子之间以共价键结合,在层与层之间存在的作用力是分子间作用力,也叫范德华力;Li是碱金属元素,单质比较活泼,容易和水反应产生氢气,反应方程式为:2Li+2H2O=2Li+2OH-+H2 T ,所以锂离子电池不能用水溶液;根据锂电池总反应方程式可知:锂离子电池在放电时,正极
41、上Li+得电子变为LiCoQ,电极反应式为:Lii-xCoO2+xLi+xe-= LiCoQ;锂电池在使用时应该注意的问题是避免过充、过放、过电流、短路及热冲击或使用保护元件等。【点睛】本题考查了锂元素的有关知识,解答时要根据各种物质的结构,充分利用题干信息进行综 合分析、判断。14.原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。下列八种化学符号:;H、21462314724iH、6C、3Li、 11 Na、7N、3 Li、12 Mg(1)涉及的核素共有 一种;(2)互为同位素的是、;(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是_;(4)中子数相等,但质子数不相等的是_。(5)氢的三种同位素
42、是它们与氯的同位素35Cl、37Cl相互结合为氯化氢,可得氯化氢分子的种数为_。 6 f 71f 214 f 1423« 24123【答案】8 3Li 和 3Li1H 和 1H 6 c和 7N11 Na 和 12 Mg1H>2H、3H6【解析】【分析】(1)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子;(2)具有相同质子数,不同中子数同一元素的不同原子互为同位素;(3)根据同位素的概念和原子的表示方法思考;(4)根据质量数=质子数+中子数的关系计算;(5)根据氢原子有三种同位素和氯原子有两种同位素,它们两两结合生成氯化氢进行判断。 【详解】(1)核素是指具有一定数目的质子和
43、一定数目的中子的一种原子,属于原子的有11H、12H、614C、36Li、1123Na、714N、37Li, 1224Mg,它们都表示核素,即共有8种核素;(2)质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,在8种微粒中,36Li、37Li质子数都是3,而中子数分别为3和4,即二者互为同位素.11H、12H质子数都是1 ,而中 子数分别为。和1,即二者互为同位素;在8中微粒中,质量数相等的是614C、714N,它们的质子数分别为6和7而不相同,它们不能互称同位素;(4)根据质子数等于质子数与中子数之和得,11H、12H、614c 36Li、1123Na、714N、37Li、1224Mg
44、的中子数分别为0、1、8、3、12、7、4、12,因此中子数相等,但质子数不相等的是 1123Na、1224Mg;氢原子有三种同位素1H、2H、3H,氯原子有两种同位素35Cl、37Cl,故氯化氢分子可能为:H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35C1、T37C1,则形成的氯化氢分子的种类有6种。【点睛】考查核数的种类、元素的种类、同位素的概念等,其中:元素就是具有相同的核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称;核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子; 具有相同质子数,不同中子数同一元素的不同核素互为同位素;氢原子的三种同位素和氯 原子的两种同位素的组合为该题易错点。15.科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以 SO4和N4H4两种离子形式存在,植物的根系易吸收N4H4 ,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的N4分子,N4分子不能被植物吸收。请回答下列问题:1 N4和N2的关系正确的是 (填序号)。A.同种单质 B.同位素C.同分异构体D.同素异形体2 N4H4(SO4)2(填 能”或 不能”)
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