下列做法对改善大气质量无益的是( )
A.推广使用无铅汽油
B.在农田中焚烧秸秆为土地施肥
C.开发利用太阳能、氢能等新能源
D.在汽车尾气系统中安装催化转化器
【解析】考查化学与生活、生产及环保等。在农田中焚烧秸秆容易造成环境污染,选项B不正确。答案选B。
(12分)A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素,其原子序数依次增大。A的原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图;F是地壳中含量最高的金属元素;G与F同主族。请回答下列问题:
(1)写出F元素基态原子的核外电子排布式 ;
(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示);
(3)下列有关上述元素的说法,正确的是 (填序号);
①CA3沸点高于BA4,主要是因为前者相对分子质量较大
②Ni(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,因此固态Ni(BD)4属于离子晶体
③C的氢化物的中心原子采取sp2杂化
④F单质的熔点高于E单质,是因为F单质的金属键较强
⑤比G的原子序数少1的元素第一电离能高于G
(4)CA3分子的空间构型为 ,1 mol B2A4分子中含有 molσ键;
(5)ED是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。ED的熔点比NaCl高,其原因是 。
说明:O摄氏度=273K
【解析】原子中没有成对电子只有氢元素,即A是H。基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,说明这三种轨道分别是1s、2s和2p,又因为每种轨道中的电子总数相同,所以B是C。根据氢化物沸点变化趋势如图可判断,氢化物形成的晶体是分子晶体,但D的最高,沸点是100℃,说明氢化物中含有氢键,且D位于第二周期,故D是O。地壳中含量最高的金属元素是Al,即F是Al。G与F同主族,G的原子序数最大,则G是Ga。由于A、B、C、D、E、F、G的原子序数依次增大,所以C是N。
(1)Al的原子序数是13,所以基态原子的核外电子排布式1S22S22P63S23P1。
(2)电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引了的大小,非金属性越强,电负性越大。C、N、O均属于同一周期元素,原子序数逐渐增大,所以非金属性逐渐增强,即电负性大小顺序为O > N > C
(3)氨气中含有氢键所以其沸点高于甲烷的,①不正确。CCl4、苯等有机溶剂均属于非极性分子,根据相似相溶原理可判断Ni(CO)4应为分子晶体,②不正确。氨气分子中的中心原子有4对电子对,其中有1对孤电子对,所以空间构型是三角锥形,采用sp3杂化,③不正确。镁合铝是金属,形成的是金属晶体,金属原子半径越小,金属离子的电荷数越多,金属键越强,所以④正确。比G的原子序数少1的元素是锌,由于锌的核外电子均是全充满,稳定,所以其第一电离能要大于Ga,⑤正确。
(4)在CH2=CH2中含有4个C-H单键和1个碳碳双键,而双键又是又1个σ键和1个键构成的,所以1mol乙烯中含有5molσ键。
(5)氧化镁和氯化钠均属于离子晶体,形成离子晶体的离子键越强,熔点越高。形成离子键的离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,镁离子半径小于钠离子半径氧离子半径小于氯离子半径,所以氧化镁的熔点高于氯化钠的。
(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。