江苏省2021高考化学二轮复习热点专项练5元素周期律物质结构与性质课件

体心立方堆积配位数是8,原子序数依次增大的五种短周期主族元素,W能形成+1价阳离子,W是Na;根据化合物X2Y2为Na2S2,为简单离子半径:W>Z>Y>X元素周期律物质结构与性质简单氢化物稳定性:Z>X知:M中含有C、H、O、N四种元素,这四种元素的非金属性:O>N>C>H,所以元素成氢氧化钠和氢气,溶液呈碱性,故A正确;B.后生成氮气放出大量的热,还能瞬间生成大量的气体,则可能的用途为制炸(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式无最高化合价,故A错误;(YZ)2即(CN)2,其结构式为N≡C—C≡N,YW2即CO2,结构式后生成氮气放出大量的热,还能瞬间生成大量的气体,则可能的用途为制炸质比较稳定②③2PCl5====+(2020·泰安模拟)碱金属及其化合物在工农业生产中用途广泛。Y的pH等于13,说明Y最高价氧化物对应水化物是一元强碱,则Y是Na元素。X分别与Y、Z、W形成电子总数为10的分子,沸点最高的是X2W胞体对角线长度为4×298pm,晶胞体对角线长度等于晶胞棱长倍,晶胞质(2020·泰安模拟)氧化石墨烯和还原石墨烯是两种新型材料,由氧化石墨烯制备还原石墨烯的原理如图所示。形成共价键数,Z形成3个共价键、Y形成4个共价键、Q形成2个共价键,Q核外最(4)向蓝色{[Cu(H2O)4]2+}硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色{[Cu(NH3)4]2+}。5.元素周期律物质结构与性质一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2020·泰安模拟)碱金属及其化合物在工农业生产中用途广泛。下列说法错误的是 (

)A.第一电离能:Na>K>Rb>CsB.与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有4种C.金属钠的三维空间堆积方式为体心立方堆积,钠原子的配位数为8D.锂、钠、钾三种元素焰色反应的颜色分别为绿色、黄色、紫色【解析】选D。A.同主族元素从上到下第一电离能减小,第一电离能Na>K>Rb>Cs,故A正确;B.基态钾原子有1个未成对电子,与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有Sc、Cu、Ga、Br,共4种,故B正确;C.体心立方堆积配位数是8,金属钠的三维空间堆积方式为体心立方堆积,钠原子的配位数为8,故C正确;D.锂、钠、钾三种元素焰色反应的颜色分别为紫红色、黄色、紫色,故D错误。【加固训练】五种短周期主族元素的关系如图所示。TX2是光导纤维制品的主要原料。下列说法中错误的是 (

)A.Y是非金属性最强的元素B.R与X形成的化合物是一种两性化合物C.T的晶体是一种重要的半导体材料D.简单离子半径Y比Z、R的都小顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。穷人的孩子早当家。人无志向，和迷途的盲人一样。卒子过河，意在吃帅。经典励志短句(二)志高山峰矮，路从脚下伸。燕雀安知鸿鹄之志哉。把意念沉潜得下，何理不可得，把志气奋发得起，何事不可做。追踪着鹿的猎人是看不见山的。器大者声必闳，志高者意必远。胸无大志，枉活一世。不为穷变节，不为贱易志。并非神仙才能烧陶器，有志的人总可以学得精手艺。困，你是人类艺术的源泉，你将伟大的灵感赐予诗人。少年心事当拿云。贫困教会贫困者一切。岂能尽如人意,但求无愧我心.燕雀安知鸿鹄之志哉。志坚者，功名之柱也。登山不以艰险而止，则必臻乎峻岭。人不可以有傲气，但不可以无傲骨【解析】选D。TX2是光导纤维制品的主要原料,则其为SiO2,从而得出X为O,Y为F,Z为Na,R为Al,T为Si。Y为F,是元素周期表中非金属性最强的元素,A正确;Al与O形成的化合物为Al2O3,是既能与酸又能与碱反应的两性化合物,B正确;Si的晶体是一种重要的半导体材料,可用于生产电子元件,C正确;F-半径比Na+、Al3+的半径都大,D错误。2.(2020·潍坊模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为照相业的定影剂,反应的化学方程式为AgBr+2Na2S2O3====Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。下列说法正确的是 (

)A.基态Br原子中电子的空间运动状态有35种B.[Ag(S2O3)2]3-中含有离子键、共价键、配位键C.中心原子S的杂化方式为sp3D.非金属元素S、O、Br中电负性最大的是Br【解析】选C。A.Br为35号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,其内层轨道全部占满,共占据14个轨道,4s能级一个轨道全部占满,4p能级3个轨道也占满,所以共有14+1+3=18种空间运动状态的电子,故A错误;B.[Ag(S2O3)2]3-中存在Ag+和之间的配位键,硫原子和氧原子之间的共价键,但不存在离子键,故B错误;C.与原子总数相同,价电子总数相同,所以中心原子S的杂化方式相同,中心原子S价层电子对数为4+=4,所以为sp3杂化,故C正确;D.非金属性越强,元素的电负性越大,非金属性O最强,所以电负性最大的是氧元素,故D错误。【加固训练】亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂,受热易分解:3K4[Fe(CN)6]12KCN+Fe3C+2(CN)2↑+N2↑+C,下列关于该反应说法错误的是(

)A.Fe2+的最高能层电子排布为3d6B.配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子C.(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4D.已知Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围,则铁的配位数是2【解析】选A。A.Fe为26号元素,其原子核外共有26个电子,铁原子失去4s轨道上的2个电子得到Fe2+,则Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,其最高能层电子排布为3s23p63d6,A选项错误;B.配合物K4[Fe(CN)6]中配体为CN-,由于电负性N>C,所以碳原子提供孤对电子,即配位原子是碳原子,B选项正确;C.(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N,单键为σ键,三键含有1个σ键和2个π键,因此(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4,C选项正确;D.Fe3C的晶胞结构中碳原子的配位数为6,与碳原子紧邻的铁原子,以碳原子为原点建立三维坐标系,铁原子位于坐标轴上且关于原点(碳原子)对称,6个Fe形成的空间结构为正八面体,故碳原子的配位数为6,配位数之比等于相应原子数目反比,则铁原子配位数为6×=2,D选项正确。3.X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X原子在元素周期表中半径最小,有机物中都含有Y元素,Y、Z、W同周期,由四种元素形成的一种化合物甲的结构如图所示。下列说法错误的是 (

)A.最高化合价:W>Z>Y>XB.(YZ)2和YW2均为直线形分子C.化合物甲的一种同分异构体可能既有离子键又有共价键D.X分别与Y、Z、W形成电子总数为10的分子,沸点最高的是X2W【解析】选A。根据分析可知,X为H,Y为C,Z为N,W为O元素。O非金属性较强,无最高化合价,故A错误;(YZ)2即(CN)2,其结构式为N≡C—C≡N,YW2即CO2,结构式为O==C==O,均为直线形分子,故B正确;化合物甲的一种同分异构体NH4CNO中既有离子键又有共价键,故C正确;X分别与Y、Z、W形成电子总数为10的分子,分别是CH4、NH3、H2O,沸点最高的是H2O,故D正确。4.已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下,它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是 (

)A.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键B.简单气态氢化物的热稳定性:Y>WC.简单离子半径:Z>Y>W>XD.这四种元素中,元素X的第一电离能最小【解析】选D。由图象和题给信息可知,浓度均为0.01mol·L-l的溶液,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的pH都小于7,W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物是酸,说明W、Y、Z都是非金属元素,W、Z最高价氧化物对应的水化物的pH=2,为一元强酸,根据原子序数Z>W,Z是Cl,W是N;Y的最高价氧化物对应的水化物的pH<2,Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,为硫酸,Y是S,X的最高价氧化物对应的水化物的pH=12,X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,X是Na,可以判断出W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl。A.化合物X2Y2为Na2S2,为离子化合物,硫原子之间为非极性共价键,和Na+之间是离子键,A错误;B.非金属性越强气态氢化物稳定性越强,氮的电负性大于硫,非金属性强,气态氢化物的稳定性W>Y,B错误;C.电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,半径越小,N3-、Na+、S2-、Cl-的半径大小为S2->Cl->N3->Na+,即Y>Z>W>X,C错误;D.第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子,四种元素中Na最容易失去最外层电子,元素X的第一电离能最小,D正确。5.(2020·潍坊模拟)X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素,原子序数依次增大;基态X的价电子轨道表示式为,Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍;四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是(

)A.四种元素中第一电离能最大的是ZB.Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水C.X的最高价氧化物的水化物是一种强酸D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点:前者高于后者【解析】选D。根据题干中,基态X的价电子轨道表示式为,Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍,推出Z是O,由原子序数依次增大,故X是B,再根据四种元素与锂组成的化合物中Y原子周围形成了四个化学键,故Y是C,再根据X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素,故W为F。A.根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故四种元素中第一电离能最大的是W,故A错误;B.Y和Z形成的化合物有CO和CO2,CO常温下难溶于水,故B错误;C.X的最高价氧化物的水化物即硼酸,是弱酸,故C错误;D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物分别为H2O和HF,由于H2O分子中的氧原子能与周围H2O分子中的两个氢原子生成两个氢键,HF分子中的氟原子只能形成一个氢键,一般氢键越多,熔沸点越高,所以H2O熔沸点高,故D正确。6.a、b、c、d、e、f为原子序数依次增大的主族元素,原子序数均不大于20。已知a与f同主族,a分别与b、c可形成10电子分子X和Y,b和c形成的一种化合物Z能造成温室效应,d的氧化物W具有两性,e的单质T常温下为黄绿色气体。则下列叙述正确的是 (

)A.原子半径:f>e>d>c>bB.化合物Z中既含有极性键又含有非极性键C.X与T在光照条件下反应只能生成两种不同的产物D.电解熔融的W可以制备d的单质【解析】选D。a、b、c、d、e、f为原子序数依次增大的主族元素,原子序数均不大于20。b和c形成的一种化合物Z能造成温室效应,则b和c分别为碳元素和氧元素,Z为二氧化碳;a分别与b、c可形成10电子分子X和Y,则a为氢元素,X和Y分别为甲烷和水;d的氧化物W具有两性,则d为铝元素,W为氧化铝;e的单质T常温下为黄绿色气体,则e为氯元素,T为氯气;a与f同主族且f原子序数大于氯元素,则f为钾元素。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径:Al>Cl、C>O,A错误;化合物Z为二氧化碳,只含有极性键,B错误;X与T在光照条件下反应能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢,C错误;电解熔融的W(氧化铝)可以制备d的单质铝,D正确。【加固训练】

1.W、Y、Z为常见短周期元素,三种元素分属不同周期不同主族,且与X能形成如图结构的化合物。已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的核外电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述正确的是 (

)A.对应元素形成的气态氢化物稳定性:Y>XB.W、X对应的简单离子半径大小为X>WC.Y的氧化物对应水化物均为强酸D.该化合物中各元素均满足8电子稳定结构【解析】选B。由图可知,Z只形成一个共价键,则其为氢(H);W可形成W2+,则其为镁(Mg);X形成2个共价键,则其为氧(O);由“W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的核外电子数”,可确定Y为氮(N)。Y、X分别为N、O,非金属性N<O,形成的气态氢化物稳定性:NH3<H2O,A不正确;W、X分别为Mg和O,对应的简单离子电子层结构相同,但Mg的核电荷数比O大,所以离子半径大小为O2->Mg2+,B正确;Y的氧化物对应水化物若为HNO2,则为弱酸,C不正确;该化合物中,H的最外层电子数为2,不满足8电子稳定结构,D不正确。2.处于3个不同短周期的元素X、Y、Z、M,其原子序数依次增大,它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2。X、M的族序数均等于周期序数,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的3/4,下列说法正确的是 (

)A.元素形成的简单离子半径:Z>M>YB.常温下Z和M的单质均能溶于浓硝酸C.X与Y结合形成的化合物是离子化合物D.工业上常用电解熔融的Z的氯化物来制取Z单质【解析】选D。处于3个不同短周期的元素X、Y、Z、M,其原子序数依次增大,X、M的族序数均等于周期序数,则X为氢元素,M为铝元素;Y原子核外最外层电子数是其电子总数的3/4,则Y为氧元素;由Z2M2Y4(YX)2,可确定Z显+2价,为镁元素。A.元素形成的简单离子半径:O2->Mg2+>Al3+,A不正确;B.常温下Mg的单质能溶于浓硝酸,但Al的单质会发生钝化,不能溶于浓硝酸,B不正确;C.H与O结合形成的化合物为H2O或H2O2,它们都为共价化合物,C不正确;D.镁是活泼的金属元素,工业上制取金属镁,常用电解熔融的氯化镁的方法,D正确。二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。7.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是元素Y、W的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是 (

)A.Y、Z、W三种元素电负性:W>Z>YB.Y、Z、W三种元素第一电离能:Z>W>YC.L的沸点一定比X、Y组成的化合物沸点高D.由X、Y、Z、W构成的化合物中可能只含有共价键【解析】选C。X、Y、Z、W是原子序数依次增加的短周期主族元素,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是元素Y、W的单质,乙是常见的气体,因为K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,可知K为NO2,丙为HNO3,NO2和H2O、O2反应最终生成HNO3,则乙为O2,L为H2O,甲是常见的固体,与浓硝酸反应生成NO2、H2O和CO2,即M为CO2,则X为氢元素,Y为碳元素,Z为氮元素,W为氧元素。A.非金属性越强,电负性越强,则C、N、O三种元素的电负性:O>N>C,即W>Z>Y,A选项正确;B.氮原子的3p轨道处于3p3半充满状态,不易失去电子,第一电离能大于O,故第一电离能:N>O>C,即Z>W>Y,B选项正确;C.X、Y组成的化合物可以是高分子有机化合物,其沸点大于H2O,C选项错误;D.由X、Y、Z、W构成的化合物可以是氨基酸,氨基酸分子中只含有共价键,D选项正确。8.X、Y、Z、W均为短周期主族元素,其最高价氧化物对应水化物(常温下,浓度均为0.1mol·L-1)的pH和原子序数的关系如图所示。下列有关说法正确的是(

)A.简单离子半径:W>Z>Y>XB.简单氢化物稳定性:X>Z>WC.制造镁合金时可以用X2作保护气D.化合物Y2Z2中存在离子键和共价键【解析】选D。常温下,浓度均为0.1mol·L-1最高价氧化物对应水化物X、W的pH等于1,说明X、W最高价氧化物对应水化物是一元强酸,则X、W分别是N和Cl,Z的pH小于1,说明Z最高价氧化物对应水化物是多元强酸,则Z是S元素;Y的pH等于13,说明Y最高价氧化物对应水化物是一元强碱,则Y是Na元素。简单离子半径:S2->Cl->N3->Na+,A错误;简单氢化物稳定性:HCl>H2S,B错误;氮气与镁反应,制造镁合金时不能用氮气作保护气,C错误;化合物Na2S2中存在离子键和共价键,D正确。9.(2020·淄博模拟)某种化合物的结构如图所示,其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,X的原子半径是元素周期表中最小的。下列叙述正确的是 (

)A.WX的水溶液呈碱性B.元素非金属性的顺序为Y>Z>QC.由X、Y、Q、W四种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性D.该化合物中与Y单键相连的Q满足8电子稳定结构【解析】选A、D。X的原子半径是元素周期表中最小的,X是H;X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,W能形成+1价阳离子,W是Na;根据形成共价键数,Z形成3个共价键、Y形成4个共价键、Q形成2个共价键,Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同,所以Y是C、Z是N、Q是O。A.NaH与水反应生成氢氧化钠和氢气,溶液呈碱性,故A正确;B.同周期元素从左到右,非金属性增强,元素非金属性的顺序为O>N>C,故B错误;C.由H、C、O、Na四种元素能形成化合物NaHC2O4,NaHC2O4的水溶液呈酸性,故C错误;D.该化合物中,与C单键相连的是O,它们共用一对电子,并得到了Na失去的一个电子,形成-1价的阴离子,满足8电子稳定结构,故D正确。【加固训练】

(2020·泰安模拟)氧化石墨烯和还原石墨烯是两种新型材料,由氧化石墨烯制备还原石墨烯的原理如图所示。下列说法错误的是 (

)A.1个N2H4分子中含有σ键的数目为5B.氧化石墨烯中碳原子均为sp2杂化C.还原石墨烯中有三种不同的含氧官能团D.在水中的溶解度:还原石墨烯>氧化石墨烯【解析】选B、D。A.N2H4的结构式是,1个N2H4分子中含有σ键的数目为5,故A正确;B.氧化石墨烯含有双键碳、单键碳,碳原子杂化方式为sp2、sp3杂化,故B错误;C.还原石墨烯含有—OH、—COOH、C—O—C三种不同的含氧官能团,故C正确;D.氧化石墨烯中含有的羟基数大于还原石墨烯,在水中的溶解度:还原石墨烯<氧化石墨烯,故D错误。三、非选择题:本题共2小题。10.(2020·滨州模拟)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:(1)铜元素位于元素周期表中____区,基态铜原子有____种不同能级的电子。

(2)铜合金可用于制造航母螺旋桨。制造过程中产生的含铜废液可利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集回收。①M所含元素的电负性由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。

②X中采用sp3杂化的非金属原子有______(填元素名称)。

(3)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体Y产生。Y分子的立体构型是______,Y的沸点比水低的主要原因是____________________。

(4)向蓝色{[Cu(H2O)4]2+}硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色{[Cu(NH3)4]2+}。通过上述实验现象可知,与Cu2+的配位能力:H2O____NH3(填“大于”或“小于”)。

(5)CuCl2和CuCl是铜的两种氯化物。①图中表示的是________(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。

②原子坐标参数可用来表示晶胞内各原子的相对位置,图中各原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,0,0);则D原子的坐标参数为_______。

③晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为________g·cm-3(列出计算式即可)。

【解析】(1)铜为29号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在反应时不仅最外层4s电子发生变化,次外层的3d电子也发生变化,铜元素位于元素周期表第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s七个能级。(2)①由于元素的非金属性越强,其电负性越大。根据M结构简式可知:M中含有C、H、O、N四种元素,这四种元素的非金属性:O>N>C>H,所以元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H;②在X分子中含有的饱和碳原子及氧原子价层电子对数为4,采用sp3杂化;氮原子采用sp2杂化,故X中采用sp3杂化的非金属元素有碳、氧两种元素;(3)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体Y产生。Y是H2S,在H2S分子中,硫原子价层电子对数为4,由于硫原子上有2对孤电子对,占据了2个轨道,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,使H2S分子立体构型为V形(或角形);H2S、H2O都是由分子构成的物质,由于在H2O分子之间存在氢键,增加了分子之间的相互作用力,而H2S分子之间无氢键,只存在分子间作用力,因而H2O的沸点比H2S高;(4)在水溶液中存在蓝色[Cu(H2O)4]2+,向含有该离子的硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色,反应产生[Cu(NH3)4]2+离子,说明配位体NH3与Cu2+结合能力比配位体H2O强,即与Cu2+的配位能力:H2O小于NH3;(5)①白色球为氯原子,黑色球为铜原子,晶胞中铜原子为4个,氯原子数目为

8×+6×=4,铜和氯原子的数目比为1∶1,故物质化学式为CuCl;②D与C的连线处于晶胞体对角线上,且DC长度等于晶胞体对角线BC长度的,所以z=;D到左侧平面(即坐标系yOz面)的距离等于晶胞棱的,则x=;D到前平面(即坐标系xOz面)的距离等于晶胞棱长的,即参数y=,故D的坐标参数为(,,);③晶胞中C、D两原子核间距为298pm,则晶胞体对角线长度为4×298pm,晶胞体对角线长度等于晶胞棱长倍,晶胞质量m=g,所以晶胞的密度ρ===g·cm-3。答案:(1)ds

7(或七)

(2)①O>N>C>H②碳、氧(3)V形(或角形)水分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键(4)小于(5)①CuCl②(,,)③11.(2020·青岛模拟)1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石中发现了铬,后期人类发现铬元素在其他方面有重要用途。(1)Cr与K位于同一周期且最外层电子数相同,两种元素原子第一电离能的大小关系为K____Cr(填“>”或“<”)。

(2)氮化铬(CrN)具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能,请写出Cr3+基态核外电子排布式为_____________;CrN晶体类型与NaCl晶体相同,但前者熔点(1282℃)比后者(801℃)的高,主要原因是______________________________________________________________________。

(3)Cr3+可与很多分子或离子形成配合物,如图配合物中Cr3+的配位数为_____,配体中采取sp3杂化的元素是________。

(4)铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示,其中氧离子与晶体镁堆积方式一致,铬离子在其八面体空隙中(如:CrA在O1、O2、O3、O4、O5、O6构成的八面体空隙中)。①该氧化物的化学式为_________________________________。

②该晶胞有__________%八面体空隙未填充阳离子。

③已知氧离子半径acm,晶胞的高为bcm,NA代表阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为____________g·cm-3(用含a、b和NA的代数式表示)。

【解析】(1)Cr的原子半径小、核电荷数更大,对核外电子的吸引更大,故第一电离能K<Cr;(2)Cr为24号元素,其原子核外共有24个电子,Cr失去3个电子得到Cr3+,则Cr3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3,氮化铬(CrN)和NaCl均为离子晶体,氮化铬中的离子所带电荷数多,晶格能较大,所以熔点:CrN>NaCl;(3)根据图示配合物的结构分析可知,Cr3+的配位数为6,配体中C、N、O采取sp3杂化;(4)①由晶胞示意图可知,该晶胞中氧离子位于晶胞的顶点、面心和体内,则1个晶胞中氧离子的个数为12×+2×+3=6,铬离子位于晶胞的体内,则1个晶胞中铬离子的个数为4,氧离子和铬离子的个数比为6∶4=3∶2,则该氧化的化学式为Cr2O3;②该晶胞中共有12个正八面体空隙,其中8个正八面体空隙中填充了Cr3+,则该晶胞中有4个未填充阳离子的八面体空隙,所占比例为×100%≈33.3%;③已知氧离子的半径为acm,则底面边长为2acm,又因为晶胞的高度为bcm,所以晶胞的体积V=3×2a×a×b=6a2b

cm3,一个晶胞中含有2个Cr2O3,其质量m=mol×152g·mol-1=g,所以该晶体的密度ρ=

==g·cm-3。答案:(1)<

(2)[Ar]3d3氮化铬中的离子所带电荷数多,晶格能较大(3)6

C、N、O(4)①Cr2O3②33.3③

【加固训练】1.(2020·德州模拟)下列有关说法正确的是 (

)A.CS2为含极性键的极性分子B.MgO的熔点高于Na2O的熔点C.基态氯原子核外有17种能量不同的电子D.C、N、O、P四种元素电负性最大的是O【解析】选B、D。A.由不同元素的原子形成的共价键是极性键,分子中正电中心和负电中心能重合的是非极性分子,CS2为直线形分子,所以CS2为含极性键的非极性分子,A错误;B.MgO、Na2O都是离子晶体,离子晶体的熔点高低的比较要看离子键的强弱,离子键越强,熔点越高,而离子键的强弱要看离子半径的大小和离子所带的电荷,离子半径越小和离子所带电荷越多,离子键越强,熔点越高,离子半径由大到小的顺序为Na+>Mg2+,离子所带电荷:Mg2+>Na+,所以熔点由高到低的排序为MgO>Na2O,B正确;C.基态氯原子核外有17个电子,有5个能级,同一能级上电子能量相同,故有5种能量不同的电子,C错误;D.同周期从左往右元素的电负性依次增大,同主族从下往上元素的电负性依次增大,故C、N、O、P四种元素电负性最大的是O,D正确。2.X、Y、Z、W为短周期主族元素。X、Z、W形成的一种离子常用于检Fe3+,X、Y形成的化合物YX3常用作汽车安全气囊的气体发生剂,W的单质在加热条件下可与X、Z的最高价含氧酸反应。下列叙述正确的是 (

)A.原子半径:Z>Y>W>XB.简单氢化物稳定性:Z>XC.W形成的单质一定为原子晶体D.ZO2和ZO3中Z的原子杂化方式相同【解析】选D。X、Z、W形成的一种离子常用于检验Fe3+,是Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,则X、Z、W分别是S、C、N中的一种,再结合“W的单质加热条件下可与X、Z的最高价含氧酸反应”,可确定W是C;汽车安全气囊的气体发生剂常用NaN3,由此可知X、Y、Z、W分别是N、Na、S、C。A.由4种元素所在元素周期表位置可判断Y(Na)的原子半径最大,同主族原子半径逐渐增大,同周期原子半径逐渐减小,Na>S>C>N,即Y>Z>W>X,故A错误;B.元素非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性N>S即X>Z,故B错误;C.C的单质可以是金刚石、石墨、碳60等,可能为原子晶体,如金刚石;碳60是分子晶体;石墨属于混合晶体,故C错误;D.S的氧化物为SO2和SO3,价层电子对数都是3对,二氧化硫有一对孤对电子,三氧化硫没有,S原子的杂化方式都为sp2杂化,故D正确。3.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍,由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是 (

)A.元素非金属性强弱的顺序为W>Y>ZB.Y单质的熔点高于X单质C.化合物M中W不都满足8电子稳定结构D.W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性强【解析】选B、D。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,则X为钠元素;由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构分析可知,Y形成四个共价键,则Y为硅元素;Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍,则Z是氯元素;W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,则W为氧元素。A.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,则氯元素的非金属性强于硅元素,故A错误;B.硅单质为原子晶体,具有很高的熔点,金属钠为金属晶体,熔点较低,则硅单质的熔点高于金属钠,故B正确;C.化合物M中,单键氧原子和双键氧原子都满足8电子稳定结构,故C错误;D.元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,氧元素的非金属性强于硅元素,则氧元素的简单氢化物稳定性比硅元素的简单氢化物稳定性强,故D正确。4.(2020·烟台模拟)氮、硒形成的单质及其化合物有重要的科学研究价值,请回答下列问题:(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示。基态氮原子的价电子轨道表示式为________________;其核外电子共占据____个能级;邻氨基吡啶的铜配合物中Cu2+的配位数是_______。

(2)高聚氮晶体结构如图所示,每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。固态高聚氮是_________晶体;该晶体中n(N)与n(N—N)之比为____;这种高聚氮N—N键的键能为160kJ·mol-1,而N2的键能为942kJ·mol-1,其可能潜在的应用是______________。

的空间构型是______;HNO3的酸性比HNO2强,试从结构的角度解释其原因______________________________________。

(4)硒有三种晶体(α单斜体、β单斜体和灰色三角晶),灰硒的晶体为六方晶胞结构,原子排列为无限螺旋链,分布在六方晶格上,同一条链内原子作用很强,相邻链之间原子作用较弱,其螺旋链状图、晶胞结构图和晶胞俯视图如图所示:已知正六棱柱的边长为acm,高为bcm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_______g·cm-3(用含NA、a、b的式子表示)。

【解析】(1)N是7号元素,其核外有7个电子,则基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,价电子轨道表达式为,其核外电子共占据1s、2s、2p三个能级,由邻氨基吡啶的铜配合物的结构简式分析可知,Cu2+的配位数为4;(2)高聚氮晶体中每个氮原子都通过三个单键和其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构,属于原子晶体,因为晶体中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合,则每个氮原子平均形成1.5个N—N键,故氮原子数与N—N键数之比为2∶3,则n(N)∶n(N—N)=2∶3,由键能数据分析可知,高聚氮爆炸后生成氮气放出大量的热,还能瞬间生成大量的气体,则可能的用途为制炸药。(3)中氮原子的价电子对数为3+=3,孤电子对数为0,则其空间构型为平面三角形,对于同种元素R的不同的含氧酸的酸性比较,可以把酸写成(HO)nROm的形式,m越大,酸性越强,m越大,非羟基氧个数越多,中心原子的电子云向氧偏离的越厉害,从而氢氧键的电子云通过传递向氧偏离的就越厉害,从而容易电离,酸性越强,由于HNO3中的非羟基氧数目比HNO2的多,因此HNO3的酸性更强。(4)Se原子间形成正六棱柱,位于面心与顶点,从晶胞的俯视图可知晶胞中Se原子数目为6×+12×3×=9,体积V=×a2×6×b,ρ=

==。答案:(1)

3

4

(2)原子2∶3制炸药(3)平面三角形HNO3中含有非羟基氧多(4)5.磷能形成多种单质或化合物。回答下列问题:(1)白磷(P4)在氯气中燃烧产生大量白色烟雾,生成PCl3和PCl5。①P4化学性质比N2活泼的主要原因是_________________________________。

②形成PCl5时,磷原子的一个3s电子激发到3d轨道后参与成键。写出该激发态原子的外围