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(10分) 纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科...

(10分) 纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。

(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:

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①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图所示,该同学所画的电子排布图违背了           

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根据价层电子对互斥理论,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为       

(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。

已知金刚石中的C-C的键长为15445pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由                  

科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为                   

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继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是          。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为             

 

(1)①能量最低原理;②直线型; (2)①不正确。C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键,而分子间作用力较弱,所需能量较低,故C60熔点低于金刚石。② 3:1;③N>C>Si ;30。 【解析】 试题分析:(1)①从图上看,3p轨道上的1个电子应排布在3s轨道上,而且自旋方向相反,这违背了能量最低原理。②从A的第一至第四电离能看,A的第三电离能发生突变,因此A最外层有2个电子,根据ABn型分子价电子对的计算方法,分子中有(2+2)÷2=2个电子对,因此为直线型,中心原子杂化方式为sp杂化。(2)①结构决定性质,对于物质熔、沸点的分析应从物质的晶体类型来分析。C60属于分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键,而分子间作用力较弱,所需能量较低,故C60熔点低于金刚石。②基态钾原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1,价电子为4s1。晶胞中的K原子在面上,对晶胞的贡献为1/2 ,每个晶胞中含有K原子的个数为 12×1/2=6个;C60在晶胞的顶点和中心,因此每个晶胞中C60的分子数是1+8×1/8=2个,因此K原子和C60分子的个数比为6:2=3:1。③同一周期元素电负性自左向右呈增大趋势;同一主族元素电负性自上向下逐渐减小,因此电负性由大到小的顺序为N>C>Si。根据题意可知每个Si原子形成4个共价键,其中3个σ键,1个π键,每个化学键为两个原子形成,则π键为化学键总数的1/4,60个原子可形成化学键总数为 (60×4)÷2=120个,因此π键数为120÷4=30个。 考点:考查原子核外电子排布、化学键的类型及判断、物质熔沸点比较、分子的空间构型、原子电负性比较的知识。  
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考点分析:
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(8分)图所示的五元环代表A、B、C、D、E五种化合物,圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素,五种化合物由五种短周期元素形成,每种化合物仅含两种元素,A是沼气的主要成分,B、E分子中所含电子数均为18,B不稳定,具有较强的氧化性,其稀溶液是医疗上广泛使用的消毒剂,E的分子结构模型为满分5 manfen5.com,C、D均为原子晶体,C可作为光导纤维的主要材料,D中所含两种元素的原子个数比为3:4,电子总数之比为3:2。根据以上信息回答下列问题:

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B的水溶液呈弱酸性,其主要的电离方程式可表示为_________    ,D的化学式是_____    __。

A、B、E中均含有的一种元素为___________ (填元素名称)

E电子式为_________________。

液态B与液态E反应可生成一种气态单质和一种常见液体,1molB参加反应放出热量QkJ,其反应的热化学方程式为_______    _______。

NH3分子中的N原子有一对孤对电子,能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出E与足量盐酸时,发生反应的化学方程式              

 

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(12分)现有A、B、C、D、E、F六种物质或粒子,其中A、B、C、D都具有如图所示的结构或结构单元,(图中正四面体以外可能有的部分未画出,虚线不表示化学键或分子间作用力,X、Y可以相同也可以不同)。A、B的晶体类型相同。单质A的同素异形体能与B物质发生置换反应。C、D、E、F含有相等的电子数,且D是阳离子,D与F的组成元素相同。C、E、F的晶体类型相同,由E构成的物质常温下呈液态。

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(1)写出单质A的同素异形体与B物质发生置换反应的化学方程式____________;与A同主族的第四周期元素基态原子的外围电子排布式为                  

(2)上述六种物质或粒子的组成元素中有三种处于同一周期,请写出这三种元素第一电离能由大到小的顺序              (用元素符号回答)

(3)上述六种物质或粒子中互为等电子体的是                (写出化学式)

(4)F分子的中心原子杂化类型是       ,E易溶于F,其原因是        

 

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(12分)A、B、C、D为前四周期元素。A元素的原子价电子排布为ns2np2,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,C元素原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子,D元素原子核外的M层中只有2对成对电子。

(1)当n=2时,AB2属于        分子(填“极性”或“非极性”)。

(2)当n=3时,A与B形成的晶体属于           晶体。

(3)若A元素的原子价电子排布为3s23p2,A、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是      (用元素符号表示)。

(4)已知某红紫色配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O。该配合物中的中心离子钴离子在基态时核外电子排布式为              ,又已知中心离子钴离子的配位数是61mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl,则该物质的配体是               

(5)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为           

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一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。

(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4Mn2+基态的电子排布式可表示为 ________。NO3-的空间构型是________ (用文字描述)。

(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。根据等电子体原理,CO分子的结构式为________。H2O分子中O原子轨道的杂化类型为________。1 mol CO2中含有的σ键数目为________。

(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为________。

 

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(10分)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

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试回答下列问题:

(1)请写出H的单质与二氧化碳反应的方程式                 

(2)D的气态氢化物的VSEPR模型为      _    ,其中心原子的杂化类型为__ _ _ _ _ 

(3)G、H和I的第一电离能数值由大到小的顺序为:           (用元素符号作答)。

(4)由A、C、D形成的ACD分子中,含有        个σ键,         个π键。

(5)要证明太阳上是否含有R 元素,可采用的方法是                               

(6)元素M的化合物(MO2Cl2)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M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有___________(填元素符号)

②MO=Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断MO2Cl2是__________(填“极性”或“非极性”)分子。

③在C2H4、CH3Cl、CH2O、CS2、CCl4五种有机化合物中,碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填分子式)。

 

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