(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯盐类”融雪剂,如NaCl、MgCl2等,请回答:
(1)“氯盐类”融雪剂主要成分的晶体类型为 ;
(2)冰比硫化氢熔点高的原因是 ,冰分子中氧原子的杂化轨道类型为 ;
(3)已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
X |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
Y |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
Z |
496 |
4562 |
6912 |
9543 |
元素Y第一电离能大于X的原因是 ;
(4)融雪剂对环境危害很大,如和路基上的铁等金属形成原电池,加快路面破损。铁元素应用广泛,Fe2+与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀,KCN过量时沉淀溶解,生成黄血盐,结构如图。
①写出铁元素基态原子价电子的轨道表示式 ;
②已知CN- 与 N2 结构相似,1 mol CN- 中键数目为 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由离子键形成的离子化合物,因此形成的晶体是离子晶体。
(2)水和硫化氢虽然都是分子晶体,但水分子中存在氢键,所以其熔点高于硫化氢的。水分子中的中心原子有4对电子对,其中2对是孤电子对,所以杂化轨道类型是sp3。
(3)气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫第一电离能。根据表中数据可判断X、Y、Z分别是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg为3s2构型,此时3p0全空,特别稳定。
(4)①元素原子的最外层电子是价电子,对于副族和第Ⅷ元素其次外层或倒数第三层电子也可以成为价电子。铁属于第Ⅷ元素,其价电子轨道表达式是
②氮气中氮原子和氮原子形成的化学键是氮氮三键,而三键是由2个键和1个键组成的。CN- 与 N2 结构相似,所以1 mol CN- 中键数目为2NA。
(17分)A、 B、C、D为四种元素,A原子的1S轨道为半充满;在元素周期表中,B的电负性最大;C2+的电子排布式和Ar相同;D的原子序数为24。
(1)判断元素:A 、B 、C 、D 。
(2)以上这四种元素中,属于d区的是______________________(填元素符号)。
(3)C在周期表中的位置为________周期________族。
(4)写出CB2的电子式 。
(5)元素D的化合物(DO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂,能与许多有机物反应。请回答下列问题:
①与D同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与D原子相同的元素还有__________(填元素符号
②DO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断DO2Cl2是__________(填“极性”或“非极性”)分子。
【解析】考查元素周期表的结构和核外电子的排布规律。1S轨道为半充满的是氢元素,即A是H。电负性最大的就是非金属性最强的,所以B是F。C2+的电子排布式和Ar相同,Ar的原子序数是18,所以C是Ca。原子序数为24的是Cr,则D是Cr。由于Cr最后填入的单质在d轨道上,所以Cr属于d区;CaF2是由离子键形成的离子化合物,其电子式为;因为半充满或全场满是稳定的,所以Cr的最外层电子是1,与之相等的还有K和Cu;CCl4、CS2是非极性分子,根据相似相溶原理可判断DO2Cl2也是非极性分子。
氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如下图所示。常温下S2Cl2是一种橙黄色的液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。下列说法错误的是 ( )
A.S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl
B.S2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点:S2Br2>S2Cl2
D.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为: 2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【解析】根据氯化二硫的结构示意图可判断,硫和硫之间形成的是非极性键,硫和氯之间形成的是极性键,但氯化二硫不是直线型结构,因此属于极性分子,形成的晶体是分子晶体,所以A正确,B不正确。S2Br2与S2Cl2结构相似,所以S2Br2也是分子晶体,但S2Br2的相对分子质量比S2Cl2的大,因此C正确。能使品红褪色的气体是二氧化硫,而在S2Cl2中硫的化合价是+1价,所以S2Cl2和水的反应是氧化还原反应。由于二氧化硫是氧化产物,所以还应该有还原产物单质硫生成,孤选项D也正确。答案是B。
如图是元素周期表的一部分,关于元素X、Y、Z的叙述正确的是( )
①X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐;② Z的单质常温下是液体,可与铁粉反应;③ Z的原子序数比Y大19;④Z所在的周期中含有32种元素。
A. ①②③④ B. ①②③ C.只有①④ D.只有③
【解析】考查元素周期表的结构。根据元素在周期表中的位置可知X是N、Y是S、Z是Br、R是He。氨气和硫酸反应生成硫酸铵,①正确。单质溴在常温下是液体和铁反应生成溴化铁,②正确。Br的原子序数是35,S的原子序数是16,二者相差19,③正确。Br是第四周期元素,该周期含有18种元素。所以正确的答案是B。
两种短周期元素组成的化合物中,原子个数比为1:3,若两种元素的原子序数分别为a和b,则a和b的关系可能是( )
① a=b+5 ② a+b=8 ③ a+b=30 ④ a=b+8
A.①②③④ B.②③④ C.②③ D.③④
【解析】本题可以采用排除法筛选。①可以是C2H6,②可以是NH3,③可以是AlCl3,④可以是SO3。所以正确的答案是A。
已知氯化铝易溶于苯和乙醚,其熔点为190℃,则下列结论错误的是( )
A.氯化铝是电解质 B.固体氯化铝是分子晶体
C.可用电解熔融氯化铝的办法制取金属铝 D.氯化铝为非极性分子
【解析】根据氯化铝的物理性质可知,氯化铝是共价化合物,形成的晶体是分子晶体。苯和乙醚均是非极性分子,根据相似相溶原理知氯化铝也是非极性分子。氯化铝溶于水可以导电,但在熔融状态下不能导电,所以选项C是错误的,答案选C。