物质结构和元素周期律(A)
(45分钟,100分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.下列排序正确的是 ( )
A.酸性:H2CO3 B.碱性:Ba(OH)2 C.熔点:MgBr2 D.沸点:PH3 2.氮与硅能构成Si3N4陶瓷,氮还能与硫构成S4N4,其分子结构如图所示。下列说法错误的是 ( ) A.4.6 g该物质所含原子总数为1.204×1023 B.该物质的分子中含有极性键和非极性键 C.该物质没有很高的熔、沸点 D.该物质既有氧化性又有还原性 【解析】选B。4.6 g该物质的物质的量为0.025 mol,所含原子的物质的量为0.2 mol,故所含原子总数为 1.204×1023,A选项正确;该物质的分子中含有极性键,没有非极性键,所以B选项错误;该物质为分子晶体,熔、沸点不高,C选项正确;S4N4中S、N均处于中间价态,所以该物质既有氧化性又有还原性,D选项正确。 【NF3+3NH4F,下列说法中正确的是 ( ) A.NF3为原子晶体 B.该反应为F2的自身氧化还原反应 C.NF3的形成过程用电子式可表示为 D.该反应中所有物质均不含离子键 【解析】选C。NF3为分子晶体,A选项错误;F2的化合价降低,发生还原反应,B选项错误;NF3为共价化合物,C选项正确;NH4F含离子键,D选项错误。 3.下列化学用语使用正确的是 ( ) A.Mg2+结构示意图: B.含18个中子的氯原子的核素符号Cl C.苯甲醛: D.水合氢离子电子式: 【解析】选A。A中Mg2+核外电子数为10,结构示意图正确;质子数在元素符号的左下方、质量数在元素符号的左上方,B错误;醛基的结构简式为—CHO,C错误;水合氢离子中,O与3个H形成了3个共价键,O还有1对孤电子对,D错误。 【易错提醒】化学用语使用常见错误举例 (1)电子式:如用电子式表示阴离子时要用“”括起,电荷数写在括号外面的右上角。N、H3O+等复杂阳离子也应如此写。 (2)有机物:①不理解碳的四价问题,多写或少写氢原子的数目,如CH3CH2(CH3)3;②官能团书写出错,如将醛基写成CHO—或—COH,羟基写成OH—,硝基写成NO2—,碳碳双键写成CC。 (3)错别字方面:将酯化反应写成“脂”化反应,消去反应写成“消化”反应,羧基写成“酸”基,苯写成“笨”,碳碳双键写成“炭炭”双键等。 4.氰化物有剧毒,用过氧化氢处理含氰废水的第一步反应原理如下:CN-+H2O2CNO-+H2O。下列说法正确的是 ( ) A.反应中H2O2被氧化 https://www.doczj.com/doc/d916591226.html,-既含σ键又含π键 C.温度越高越有利于该反应发生 D.每生成1.8 g H2O,转移电子数为0.4NA 【解析】选B。H2O2中的O的化合价由-1→-2,因此作氧化剂,每生成1.8 g水,转移电子0.2 mol,A、D错误;CN-含有σ键和π键,B正确;该反应的反应热不知,因此升温对反应是否有利不清楚,C错误。 5.近年来,科学家合成了一种稳定的氢铝化合物Al2H6。Al2H6的球棍模型如下图所示,它的熔点为150℃,可用作高能燃料或储氢材料。下列说法错误的是 ( ) A.Al2H6可以燃烧,产物为氧化铝和水 B.1 mol Al2H6中约含有4.8×1024个σ键 C.60 g Al2H6中含铝原子约为1.2×1024个 D.Al2H6在固态时所形成的晶体是离子晶体 【解析】选D。该物质含Al、H,燃烧产生水和氧化铝,A正确;根据模型可知1个Al2H6含8个σ键,B正确;60 g的 Al2H6为1 mol,而1 mol的Al2H6含2 mol Al,C正确;根据该物质熔点低判断是分子晶体,D错误。 6.2013年下半年我省雾霾天气十分严重。PM2.5细颗粒物含有的毒性物质来源之一是汽车尾气排放。通过排气管加装催化装置,可有效减少CO和NO的排放,催化装置内发生的反应为NOx+CON2+CO2,下列关于此反应的说法中,不正确的是 ( ) A.所涉及元素的第一电离能:N>O>C B.当x=2时,每生成1 mol N2,转移电子数为4 mol C.等物质的量N2和CO2中,π键的个数比为1∶1 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,NOx中氮元素的化合价为+2价 【解析】选B。N的2p能级为半充满状态,是稳定结构,因此第一电离能N>O>C,A正确;x=2,则生成1 mol N2转移电子数为1 mol×2×(4-0)=8 mol,B错误;N2的结构是N≡N,1 mol N2含π键2 mol,CO2的结构是OCO,因此1 mol CO2含π键2 mol,C正确;还原剂为CO,1 mol CO失去电子2 mol,则1 mol氧化剂得电子 2 mol,1个NOx分子得到电子2个,化合价应该由+2价→0,D正确。 7.氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的储氢材料之一。室温下NH3BH3是一种分子晶体,可以与水发生催化脱氢反应 :NH3BH3+2H2ONH4BO2+3H2↑。下列有关说法正确的是 ( ) A.NH3BH3和NH4BO2的晶体类型相同 B.0.2 mol NH3BH3发生催化脱氢反应,可以生成13.44 L H2 C.NH3BH3分子中只含有共价键 D.催化脱氢反应中NH3BH3作氧化剂 【解析】选C。本题以新材料为情境考查晶体类型、化学键、氧化还原反应、物质的量的计算。根据氨硼烷是分子晶体可知C正确;NH4BO2是离子晶体,A错误;B项没有给出气体所处的外界条件,不能求氢气的体积,错误;脱氢是氧化反应,即氨硼烷是还原剂(或若水中的H化合价没有变化,则氨硼烷是还原剂又是氧化剂,若水中的H化合价降低,则氨硼烷是还原剂),D错误。 【易错提醒】涉及气体体积的计算时要看清气体所处的外界条件,若不是标准状况,则一般不能根据物质的量求气体体积。 二、非选择题(本题包括4小题,共58分) 8.(15分) X、Y、Z、M、N是元素周期表前4周期的五种常见元素,相关信息如下: 元素相关信息X形成化合物种类最多的元素,它的一种气态氧化物能产生温室效应Y地壳中含量最多的元素Z单质为双原子分子,结构中有3对共用电子M阳离子就是1个质子N单质是一种常见金属,与元素Y形成黑色和红色两种化合物(1)X在周期表中的位置是 (2)Y、Z、M三种元素组成的一种常见的盐,其溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)? (3)Z2分子中σ键与π键数目比为 (4)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (5)ZM3在同主族同类化合物中沸点反常的原因是_________________________ ? (6)已知4N(s)+Y2(g)2N2Y(s) ΔH=-akJ·mol-1 2N2Y(s)+Y2(g)4NY(s) ΔH=-bkJ·mol-1 写出N生成NY的热化学方程式? 【解析】X的氧化物能产生温室效应,该氧化物是二氧化碳,则X是C;地壳中含量最多的元素是氧,即Y是O;Z的单质是双原子分子,有3对共用电子,则Z是N;M的阳离子是质子,即H+,因此M是H;N的氧化物有黑色和红色两种,是Cu。 (1)C在周期表的第2周期第ⅣA族,O的基态原子的电子排布式为1s22s22p4。 (2)YZM形成的盐是NH4NO3,能水解使溶液呈酸性:N+H2ONH3·H2O+H+。 (3)N2的结构为N≡N,含2个π键,1个σ键。 (4)氮原子的p能级是半充满状态,是稳定结构,因此第一电离能N>O>C。 (5)NH3在同主族的氢化物中沸点反常,是因为NH3分子间存在氢键,增强了分子间相互作用。 (6)根据盖斯定律,两式相加除以2得2Cu(s)+O2(g)2CuO(s), ΔH=-(a+b)/2 kJ·mol-1。 答案:(1)第2周期第ⅣA族 1s22s22p4 (2)N+H2ONH3·H2O+H+ (3)1∶2 (4)N>O>C (5)分子间存在氢键 (6)2Cu(s)+O2(g)2CuO(s) ΔH=-(a+b)/2 kJ·mol-1 9.(14分) A、B、C、D、E、F均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知A的一种核素的质量数等于其质子数;E原子最外层电子数为其电子层数的两倍,C、E是同主族元素;B的第一电离能大于C的第一电离能;D离子在同周期离子中半径最小。G的最外层电子排布图为,其余各能层电子全充满。 (1)画出B原子的结构示意图: (2)C与E组成的一种化合物具有漂白性,该化合物分子中含 (3)D单质具有良好导热性的原因是? (4)E、F的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱比较(填写化学式): (5)A与B形成的10电子阳离子在重水中的水解离子方程式为? 【解析】根据A的信息可知是H;E可能是He或C或S,结合它们为短周期主族元素,且原子序数依次增大,C、E是同主族元素知是S,则C是O;根据B的第一电离能大于C的第一电离能知B是N;D是Al;G为Cu。 (1)B原子的结构示意图为,Cu失去最外层1个电子形成Cu+,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。 (2)SO2分子中含极性共价键。 (3)铝单质具有良好导热性的原因是在热的作用下,自由电子与金属铝离子频繁碰撞,形成热的传导。 (4)非金属性:Cl>S,则酸性HClO4>H2SO4。 (5)N水解实质是N消耗水中的OH-,因此N在重水中的水解离子方程式为N+D2ONH3·HDO+D+。 答案:(1) 1s22s22p63s23p63d10 (2)极性 (3)在热的作用下,自由电子与金属铝离子频繁碰撞,形成热的传导 (4)HClO4 H2SO4 (5)N+D2ONH3·HDO+D+ 【易错提醒】(1)原子失去电子时,首先是失去最外层电子,因此G+的电子排布式不能写成1s22s22p63s23p63d94s1。 (2)N在重水中的水解离子方程式仿照N在水中的水解:N与水分子中的OH-结合,而不是与水结合,即不能写成 N+D2ONH3·D2O+H+。 10.(14分)A、B、C、D、E是五种常见元素,相关信息如下表所示: 元素相关信息A氢化物易液化,常用来作制冷剂B单质是一种常见的氧化剂,其2p能级有2个未成对的电子C除稀有气体外,原子半径在第3周期中最大D地壳中含量最高的金属元素E三价的阳离子的3d能级半充满(1)C在周期表的第 (2)第一电离能A ? (填离子符号)。 (3)A的氢化物、B的氢化物的沸点比对应同族相邻元素的氢化物的沸点都要高得多,主要原因是? (4)已知下列数据: ①E(s)+1/2B2(g)EB(s) ΔH=-272.0 kJ·mol-1 ②2D(s)+3/2B2(g)D2B3(s) ΔH=-1 675.7 kJ·mol-1 D的单质和EB反应的热化学方程式是? 【解析】A的氢化物易液化,是氨气,即A是N;根据B的2p能级有2个未成对电子可知是C或O,又因为是常见的氧化剂,应该是O;C是Na;D是Al;E为Fe。 (1)Na在第3周期第ⅠA族,Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。 (2)N的p能级为半充满状态,是稳定结构,第一电离能N>O,非金属性O>N,则氢化物较稳定的是H2O,根据电子层结构相同的微粒,核电荷数大的半径小,因此离子半径最小的是Al3+。 (3)N、O的氢化物分子间形成氢键,其沸点比同主族相邻元素的氢化物的沸点高。 (4)根据盖斯定律②-①×3得2Al(s)+3FeO(s)Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7 kJ·mol-1。 答案:(1)3 ⅠA 1s22s22p63s23p63d6 (2)> H2O Al3+ (3)NH3分子间、H2O分子间存在氢键,使沸点升高 (4)2Al(s)+3FeO(s)Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7 kJ·mol-1 11.(15分)X、Y、Z、W是元素周期表前三周期中原子序数依次递增的常见元素,其相关信息如下表: 元素相关信息XX的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1YY的一种核素中子数为10、质量数为18ZZ是同周期中第一电离能最小的元素WW的简单离子半径是同周期中最小的元素RR的基态原子有4个未成对电子,最外层 没有未成对电子,中学化学常见元素(1)R位于元素周期表中第 (2)X的简单气态氢化物容易液化,主要原因是? X与Y的简单氢化物中较稳定的是 (3)X、Y、Z、W的第一电离能由小到大的顺序: (4)Z的最高价氧化物的水化物与W反应的离子方程式是? (5)R单质与水蒸气在强热时反应,每转移1 mol电子释放akJ的能量,该反应的热化学方程式是? 【解析】根据表中的信息,n=2,因此X是N;根据质量数=质子数+中子数,Y的质子数是8,为O;X、Y、Z、W是元素周期表前三周期原子序数依次递增的元素,而且W的简单离子半径是同周期中最小的(电子层结构相同的微粒,核电荷数大的半径小),即W是Al;则Z是Na,R是Fe。(2)NH3分子间能形成氢键,增大其分子间相互作用力,因此容易液化;O的非金属性比N大,因此氢化物稳定些的是H2O。 (3)根据同周期的第一电离能由左向右呈增大的趋势,同主族由上到下逐渐减小,而且ⅡA、ⅤA的元素第一电离能比相邻元素的高可知第一电离能由小到大顺序:NaN。教学中需培养学生认真审题的习惯。 (5)第(4)小题离子方程式写成化学方程式。 (6)第(5)小题热化学方程式中的物质状态未标、反应热单位没有写,教学中应该加强对热化学方程式书写的指导与训练。
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