第二单元元素性质的递变规知识点题库

下列说法或有关化学用语的表达正确的是（　　）

A . 在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 B . 核外电子排布由1s²2s²2p⁶3s¹﹣→1s²2s²2p⁶ 的变化需要吸收能量 C . 因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大 D . 根据原子核外电子排布的特点，Cu在周期表中属于s区元素

X、Y为两种元素的原子,X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知(　　)

A . X的原子半径大于Y的 B . X的电负性小于Y的 C . X的氧化性大于Y的 D . X的第一电离能小于Y的

（1）铁离子(Fe³⁺)最外层电子排布式为，其核外共有种不同运动状态的电子。
（2）硒、砷、溴三种元素的第一电离能从大到小的顺序为(用元素符号表示)。
（3）两种三角锥形气态氢化物PH₃和NH₃的键角分别为93.6°和107°，试分析PH₃的键角小于NH₃的原因。
（4）常温下PCl₅是白色晶体，在148℃时熔化成能导电的熔体。该熔体由A、B两种微粒构成，A、B分别与CCl₄、SF₆互为等电子体，则A的化学式为，其中心原子杂化方式为。
（5） Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体(密度为ρg·cm^-3)，在该晶胞中Cu原子处于面心，用N_A表示阿伏加德罗常数的值。
①与Au距离最近的Cu个数为。
②该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=cm。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为（ $\text{[math]}$ ）。

X、Y、Z、P、Q为前四周期元素，且原子序数依次增大。X基态原子的L层有3个单电子，Z是周期表中电负性最大的元素；Y与P为同主族元素，且P基态原子的M层电子数为K层的3倍；Q²⁺离子的3d轨道上有9个电子。回答下列问题。

（1）基态Y原子的价电子排布图是；P所在周期中第一电离能最大的主族元素是（元素名称）。
（2） XY₃^-中，中心原子的杂化方式为；XY₂^-离子的立体构型是。
（3） X 的氢化物比Y的氢化物沸点低的原因是。
（4） X的氢化物易形成配位键，而XZ₃不易形成配位键，原因是。
（5） Y 与Q所形成的化合物晶体晶胞如图所示，该晶体的化学式：；晶胞参数如图所示，则该晶胞密度是g·cm^-3。（列式并计算结果，保留小数点后一位）。

砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式。
（2）根据元素周期律，原子半径GaAs，第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)
（3） AsCl₃分子的立体构型为，其中As的杂化轨道类型为。
（4） GaF₃的熔点高于1 000 ℃，GaCl₃的熔点为77.9 ℃，其原因是。
（5） GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm^－3 ，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为，Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为M_Ga g·mol^－1和M_As g·mol^－1 ，原子半径分别为r_Ga pm和r_As pm，阿伏加德罗常数值为N_A ，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。

已知A、B、C、D和E是原子序数依次增大前20号元素。A原子价电子层p轨道中只有1个电子；B、C、D元素的基态原子具有相同的能层数，B、D元素原子的p能级上都有1个未成对电子，D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，C原子的p轨道中有3个未成对电子；E是同周期第一电离能最小的元素。回答下列问题：

（1） B³⁺的结构示意图为，C的最高价氧化物对应水化物与E的最高价氧化物对应水化物按物质的量1:1反应的离子方程式为。
（2）上述五种元素中碱性最强物质的电子式为； D所在周期第一电离能最大的元素是；AD₃是分子（填“极性”或“非极性”）
（3） B单质为面心立方晶体，晶胞中B原子的配位数为.
（4）石墨具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，它与熔融的E单质相互作用，形成某种青铜色的物质（其中的元素E用“●”表示），原子分布如图所示，该物质的化学式为。

下列有关电离能的说法，正确的是( )

A . 第一电离能越大的原子失电子的能力越强 B . 第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量 C . 同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大 D . 可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价

下列排列顺序错误的是（）

A . 第一电离能：F>O>N B . 酸性：HClO₄>H₂SO₄ >H₃PO₄ C . 热稳定性：HF>HCl>H₂S D . 熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅

前四周期元素X、Y、Z、W，已知W²⁺、Y⁺、X^2-、Z^-的离子具有相同的电子层结构。下列说法正确的是（）

A . 电负性：X>Y>Z>W B . 第一电离能X>Y>Z>W C . 离子半径X^2->Z^->Y⁺> W²⁺ D . 原子序数：W>Y>X>Z

现有四种元素的基态原子的电子排布式如下，则下列有关比较中正确的是( )。

①1s²2s² 2p⁶3s²3p⁴； ②1s²2s²2p⁶3s²3p³； ③1s²2s² 2p³； ④1s²2s²2p⁵。

A . 第一电离能：④>③>②>① B . 原子半径：④>③>②>① C . 电负性：④>③>②>① D . 最高正化合价：④>③＝②>①

已知元素N、S、 $\text{[math]}$ 可形成多种物质，在工业生产上有着广泛的应用。请回答下列问题：

（1） Se与S是同族元素，请写出基态Se原子的电子排布式：。N与S是不同族元素，请解释NH₃在水中的溶解度比H₂S大的原因：。
（2）有一种由1~9号元素中的部分元素组成，且与SCl₂互为等电子体的共价化合物，它的分子式为。借助等电子体原理可以分析出SCN^-中σ键和π键的个数比为。
（3）已知 $\text{[math]}$ 的结构为其中S原子的杂化方式是。
（4） N、P可分别形成多种三角锥形分子，已知NH₃的键角大于PH₃ ，原因是。

（5）离子晶体中阳离子和阴离子的半径比不同可形成不同的晶胞结构，见下表：

半径比	0.225～0.414	0.414～0.732	0.732～1
典型化学式	立方ZnS	NaCl	CsCl
晶胞

已知某离子晶体RA，其阴阳离子半径分别为184pm和74pm，摩尔质量为Mg/mol，则阳离子配位数为，晶体的密度为 g/cm³（列出计算式，无需化简，设N_A为阿伏加德罗常数的值）。

很多过渡金属及其化合物在工业上有重要用途。

（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Fe的基态原子价电子排布式为。

②Ti的基态原子共有种不同能级的电子。
（2）制备CrO₂Cl₂的反应为K₂Cr₂O₇+3CCl₄=2KCl+2CrO₂Cl₂+3COCl₂↑。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序是(用元素符号表示)。

②CCl₄和COCl₂分子中所有原子均满足8电子构型，CCl₄和COCl₂分子中σ键的个数比为，COCl₂分子的中心原子的杂化方式为。
（3） NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，从微观角度解释NiO的熔点高于FeO的原因为。
（4） Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为。

②已知该晶胞的摩尔质量为Mg·mol^-1 ，密度为dg·cm^-3.设N_A为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是cm³(用含M、d、N_A的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=500pm，c=400pm；标准状况下氢气的密度为9×10^-5g·cm^-3；储氢能力= $\text{[math]}$ 。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为。(N_A可近似取6×10²³ ， $\text{[math]}$ =1.7)

W、M、X、Y、Z 是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M 的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X 的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y 的基态原子核外有 6 个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物。

（1） MX $\text{[math]}$ 的空间构型是。H₂X分子的VSEPR模型名称为。
（2） 0.2 mol WX₂ 中含有的π键数目为。
（3） W、M、X、Y的第一电离能由大到小顺序为。（请用元素符号回答）
（4） COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键，光气分子的结构式为，其中碳氧原子之间共价键是（填序号）。
a.2个σ键 b.2个π键 c.1个σ键，1个π键
（5） Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是。

腐蚀、防腐以及催化等化学化工过程都涉及金属纳米团簇的研究，团簇已经成为化学和材料研究的前言和热点。金属纳米团簇最外层需要配体来稳定，常见有硫醇配体、磷配体和炔配体。卤素作为第二配体或第三配体，其体积比硫醇配体、磷配体和炔配体更小，在形成纳米团簇的过程中空间位阻更小，而且卤素与金、银具有较好的配位能力。

（1）银位于元素周期表第五周期第IB族元素，其价电子排布式为。
（2）金(Au)溶于王水的原理是金与强氧化性的硝酸生成微量的Au³⁺和NO，盐酸提供的Cl^-与Au³⁺形成[AuCl₄]^-配离子，写出总反应的离子方程式：。
（3） [Au₈₀Ag₃₀( )₄₂Cl₉]Cl结构中非金属元素的电负性由大到小的顺序是。
（4）第三周期部分主族元素的氟化物的熔点(见表)

化合物

NaF

AlF₃

SiF₄

SF₆

熔点/℃

993

1040

-90

-50.5

由表中数值可以判断AlF₃晶体类型为，SiF₄比SF₆熔点低的原因；SF₆分子的空间构型为正八面体，如图所示，它的二氯代物SF₄Cl₂有种。
（5）固态五氯化磷为离子晶体，结构单元可以写作PCl $\text{[math]}$ 、PCl $\text{[math]}$ ，晶胞与CsCl相同，该晶胞沿x、y或z轴的投影如图。阳离子中的P杂化方式为：若密度为d g/cm³ ，则晶胞参数a=pm(已知阿伏加德罗常数的值为N_A ，列出计算式即可)。

W、X、Y、Z为同一周期的四种主族元素，原子序数依次增大。基态Y原子的价电子排布为 $\text{[math]}$ ，X的电离能数据如下表所示。

电离能	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$ / $\text{[math]}$	738	1451	7733	10540	$\text{[math]}$

（1） X在元素周期表中的位置是。
（2）用电子式表示WZ的形成过程：。
（3）下列事实能用元素周期律解释的是___________(填字母序号)。

A . W可用于制备活泼金属钾 B . Y的气态氢化物的稳定性小于 $\text{[math]}$ C . 将Z单质通入 $\text{[math]}$ 溶液中，溶液变浑浊 D . Y的氧化物对应的水化物 $\text{[math]}$ 的酸性比 $\text{[math]}$ 强
（4）为了进一步研究最高价氧化物对应水化物的酸碱性与元素金属性、非金属性的关系，查阅如下资料。
i．某元素最高价氧化物对应的水化物脱水前的化学式通常可以表示为 $\text{[math]}$ ，该水化物中的 $\text{[math]}$ 结构有两种断键方式：断 $\text{[math]}$ 键在水中电离出 $\text{[math]}$ ；断 $\text{[math]}$ 键在水中电离出 $\text{[math]}$ 。

ⅱ．在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一、水化物的 $\text{[math]}$ 结构中，成键原子电负性差异越大，所形成的化学键越容易断裂。

①已知：O、H元素的电负性数值分别为3.5和2.1；某元素M的电负性数值为2.5，且电负性差异是影响 $\text{[math]}$ 中化学键断裂难易程度的主要原因。该元素最高价氧化物对应的水化物呈(填“酸”或“碱”)性，依据是。

②W和X的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是(写化学式)，结合资料说明理由：。

铜是人类广泛使用的第一种金属，含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：

（1）基态 $\text{[math]}$ 原子最高能层的电子排布式为。
（2） $\text{[math]}$ 稀溶液中存在 $\text{[math]}$ 。已知d轨道也可以参与杂化，则 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 的杂化方式为____(填选项字母)。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（3） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 形成长链结构的阴离子如图所示，该阴离子中 $\text{[math]}$ 键与 $\text{[math]}$ 键数目之比为。
（4）铜能与拟卤素 $\text{[math]}$ 反应。拟卤素 $\text{[math]}$ 对应的酸有两种，理论上异硫氰酸 $\text{[math]}$ 的沸点高于硫氰酸 $\text{[math]}$ ，其原因为；写出一种与 $\text{[math]}$ 互为等电子体的分子式。
（5） $\text{[math]}$ 可形成 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 代表 $\text{[math]}$ 。
①该化合物分子中， $\text{[math]}$ 模型为四面体或正四面体的非金属原子共有个。
② $\text{[math]}$ 的电负性由大到小的顺序为。
（6）一种由 $\text{[math]}$ 组成的高熵合金具有优良的热电性能，其四方晶胞如图所示：
① $\text{[math]}$ 的配位数为；晶体中 $\text{[math]}$ 原子填充在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为。
②若晶胞底边的边长均为 $\text{[math]}$ ，高为 $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ ，设晶体的最简式的式量为 $\text{[math]}$ ，则该晶体的密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式)。

金属钛(Ti)及化合物在化工、医药、材料等领城具有广泛应用。回答下列问题：

（1） Li₄Ti₅O₁₂是电池的电极材料。与Li不同族但性质相似的元素是，其电子占据最高能级的电子云轮廓图是
（2） K与Ti位于同一周期，K和Ti的第一电离能(I₁)较大的是，它们的第二电离能(I₂)分别为3051kJ/mol、1310kJ/mol，其原因是。
（3）钛与卤素形成的化合物TiX₄熔点如下表
TiX₄
TiF₄
TiCl₄
TiBr₄
TiI₄
熔点℃
377
-24
38.3
153
它们熔点差异的原因
（4） Ti(IV)的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示，该配合物中：Ti的配位数为，与Ti形成配位键的元素是，碳碳键类型是；所含非金属元素的含氧酸根离子中心原子杂化轨道类型是sp²的是、立体构型是V形的是
（5）已知N与Ti形成的化合物的晶胞结构如图所示，晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为apm；晶胞的密度为p=g/cm³(阿伏加德罗常数值为N_A ， N、Ti的相对原子质量分别用Ar(N)和Ar(Ti)表示)

某笼形包合物Ni(CN)_a(NH₃)_b(C₆H₆)_c的晶胞如图所示。回答下列有关问题。

（1）基态镍原子的价层电子排布式为；该物质中非金属元素电负性由大到小是。
（2） NH₃中N的杂化轨道类型为；从结构角度分析C、P原子之间不易形成π键的原因是。
（3）在晶胞中，镍离子与CN^-之间产生配位键，配体CN^-提供的配位原子有；镍离子的配位数为。
（4）推测该包合物中氨与苯分子数目比，即b：c为，其中Ni的平均化合价为。
（5）若此晶胞体积为Vnm³ ，阿伏加德罗常数为N_Amol^-1 ，晶胞的摩尔质量为Mg/mol，则晶体密度为g/cm³(列出计算表达式)。

碳元素能形成多种单质及化合物，在生产生活中有重要的研究和应用价值。请根据以下信息，回答下列问题。

（1）邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如下图所示。
①在元素周期表中铜位于区(填“s”、“p”、“d”或“ds”)。C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为。
②邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu²⁺的配位数是，N原子的杂化类型有。
（2）化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl。
①1体积水可溶解约1体积CO₂ ， 1体积水可溶解约700体积NH₃ ， NH₃极易溶于水的原因是，反应时，向饱和NaCl溶液中先通入。
②NaHCO₃分解得Na₂CO₃ ， $\text{[math]}$ 空间结构为。
（3）碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。
①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是。
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp³杂化
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子
②利用皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管可以合成T-碳，T-碳的晶体结构可看成金刚石晶体中每个碳原子被正四面体结构单元(由四个碳原子组成)取代，如图所示(其中图(a)、(b)为T-碳的晶胞和俯视图，图(c)为金刚石晶胞)。
一个T-碳晶胞中含有个碳原子，T-碳的密度非常小为金刚石的一半，则T-碳晶胞的边长和金刚石晶胞的边长之比为。

火星夏普山矿脉中含有短周期主族元素X、Y、Z、W，其中X、Y、W在元素周期表中的相对位置如表所示，Y、Z形成的离子化合物 $\text{[math]}$ 中阴阳离子的核外电子排布相同。下列说法正确的是（）

	X	Y
	W

A . 基态Z离子的核外电子排布式为 $\text{[math]}$ B . X和Y的简单氢化物都是弱电解质 C . W的电负性和第一电离能都大于X D . 少许Y的简单氢化物的溶液应保存在磨口玻璃瓶中

化合物	NaF	AlF₃	SiF₄	SF₆
熔点/℃	993	1040	-90	-50.5

TiX₄	TiF₄	TiCl₄	TiBr₄	TiI₄
熔点℃	377	-24	38.3	153

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