下列各图所示的实验操作,不能达到相应的实验目的的是( )
【解析】二氧化硅是酸性氧化物,但不溶于水,不能制取硅酸。答案是B。
硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中不正确的是( )
A.硅单质可用来制造太阳能电池
B.硅单质是制造玻璃的主要原料
C.石英(SiO2)可用来制作工艺品
D.二氧化硅是制造光导纤维的材料
【解析】考查常见物质等用途。制造玻璃的主要原料是二氧化硅,B不正确。所以答案是B。
下列反应中,通入的气体物质只作为氧化剂的是( )
A.二氧化硫通入氯水溶液中 B.氯气通入氢氧化钠溶液中
C.氯气通入氯化亚铁溶液中 D.二氧化氮通入水中
【解析】氯水具有氧化性,能氧化SO2,SO2是还原剂。氯气和氢氧化钠反应,氯气既是氧化剂,又是还原剂。二氧化氮通入水中,NO2也是既作氧化剂又作还原剂。氯气通入氯化亚铁溶液中,氯气作氧化剂,氧化亚铁离子。答案选C。
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。