氮元素十分重要，其单质及其化合物在科研、生产领域有着十分广泛的用途。（1）氮元素核外电子排...

氮元素十分重要，其单质及其化合物在科研、生产领域有着十分广泛的用途。

（1）氮元素核外电子排布式为：                  ，原子核外共有     种不同能级的电子，氮原子核外电子云有        种不同的伸展方向，有       种不同运动状态的电子。

（2）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：

2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) - Q ，如果反应的平衡常数K值变大，该反应      （选填编号）。

A．一定向正反应方向移动

B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

C．一定向逆反应方向移动

D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中进行，当反应达到平衡后，下列判断错误的是

A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化     B．通入大量稀有气体能提高反应的速率

C．容器中气体的密度不随时间而变化           D．（N2）/ （O2）=2:3

（4）高氯酸铵作为火箭燃料的重要氧载体。高氯酸铵在高压、450℃的条件下迅速分解，反应的化学方程式4NH4ClO46H2O↑+ 2N2↑+ 4HCl↑+ 5O2↑，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比是                         ，每分解1mol高氯酸铵，转移的电子数目是                。

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铁、铬、锰统称为黑色金属，它们的单质、合金及其化合物在科研和生产中有着重要用途。

请回答下列问题：

（1）基态铁原子的价电子轨道表示式为__。铁、铬、锰属于周期表中的___区元素。

（2）基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是___(填元素符号)，原因为___。

（3）化学式为CrC13·6H2O的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色，已知Cr3+的配位数均为6，将它们配制成等体积等浓度的溶液，分别加入足量AgNO3溶液，所得AgC1沉淀的物质的量之比为3：2：1。

①呈暗绿色的配合物内界的化学式为___。

②H2O分子的VSEPR模型为___。

（4）MnF2和MnCl2均为离子化合物，MnF2的熔点高于MnCl2熔点的原因为___。

（5）一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛，其立方晶胞结构如图所示。

①该晶胞中由O2-形成的正八面体空隙数目为__。

②设NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm，则MnO晶体的密度ρ=____g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示)。

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硼元素对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，硼的化合物被广泛应用于新材料制备、生活生产等诸多领域。

（1）下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________（填标号）

A．

B．

C．

D．

（2）晶体硼单质能自发呈现出正二十面体的多面体外形，这种性质称为晶体的________。

（3）硼元素的简单氢化物BH3不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图，则B原子的杂化方式为________。

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________（填化学式）。

（4）以硼酸（H3BO3）为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂。

①H3BO3晶体中单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过________氢键（用“A—B…C”表示，A、B、C表示原子）连结成层状结构，其片层结构如图Ⅱ所示，层与层之间以________（填作用力名称）相结合构成整个硼酸晶体。

②硼氢化钠中的键角大小是________，立体构型为________。

③根据上述结构判断下列说法正确的是________

a．H3BO3分子的稳定性与氢键有关

b．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

c．H3BO3分子中硼原子最外层为8e－稳定结构

d．含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键

（5）磷化硼（BP）是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是________；已知晶胞边长为a pm，则磷化硼晶体的密度是________g·cm－3（列出含a、NA的计算式即可）。

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硼元素对植物生长及人体健康有着十分重要的作用，硼的化合物被广泛应用于新材料制备、生活生产等诸多领域。

（1）下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________（填标号）

A．

B．

C．

D．

（2）晶体硼单质能自发呈现出正二十面体的多面体外形，这种性质称为晶体的________。

（3）硼元素的简单氢化物BH3不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。

①B2H6分子结构如图，则B原子的杂化方式为________。

②氨硼烷（NH3BH3）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________（填化学式）。

（4）以硼酸（H3BO3）为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂。

①H3BO3晶体中单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过________氢键（用“A—B…C”表示，A、B、C表示原子）连结成层状结构，其片层结构如图Ⅱ所示，层与层之间以________（填作用力名称）相结合构成整个硼酸晶体。

②硼氢化钠中的键角大小是________，立体构型为________。

③根据上述结构判断下列说法正确的是________

a．H3BO3分子的稳定性与氢键有关

b．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

c．H3BO3分子中硼原子最外层为8e－稳定结构

d．含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键

（5）磷化硼（BP）是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是________；已知晶胞边长为a pm，则磷化硼晶体的密度是________g·cm－3（列出含a、NA的计算式即可）。

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[物质结构与性质一选修3]

种类繁多的碳族元素的单质及其化合物，有着重要的研究价值。

(1)锗(Ge)的含量十分稀少，但它被广泛应用于电子、光学、化工、生物医学、能源及其他高新科技领域。

①现代化学中，常利用__________上的特征谱线来鉴定元素。基态锗原子中，核外能级最高的原子轨道上，具有的电子数为___________。

②通常状况下GeCl4是无色液体，易挥发，其熔点为-51.50C，沸点为86.55℃，能溶于乙醚。由此可推知GeCl4应属于共价化合物，其理由是_______，也即氯和锗两元素的电负性相差应该_______1.7(填“小于”或“大于”)。

(2)在硅酸盐中，如图a所示为四面体结构，它可以通过公用顶角0原子，形成链状层状、岛状和网状结构的不同硅酸盐。图b表示由n个四面体连接成的硅酸根，其中Si的杂化形式为_____，Si与O的原子个数比为________，化学式可表示为__________。

(3)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图(a)所示。图(b)是一个石墨的六方晶胞示意图。

①请在图中画出晶胞沿c轴的投影 (用“·”标出碳原子位置即可)_________。

②假设石墨晶胞高为h cm，C-C键长为r cm，则石墨晶体密度的表达式为__________g.cm-3(阿伏加德罗常数为NA)。

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K、Fe、Ni均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：

(1)K元素处于元素周期表的_____ 区，其基态原子中，核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有______个。

(2)KCl 和NaCl 均为重要的化学试剂，KCl 的熔点低于NaCl的原因为___________。

(3)从原子结构角度分析，Fe3+比Fe2+更稳定的原因是__________。

(4)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。

①写出一种与[Ni(NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。

②1mol[Ni(NH3)6]SO4中含有σ键的数目为___________。

③NH3 的VSEPR模型为_____ ；中心原子的杂化形式为_____，其杂化轨道的作用为__________。

(5)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g/cm3(用代数式表示)。

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氮是生命物质的重要组成元素之一，氮的单质及其化合物性质多样，用途广泛。

(1)氮原子核外电子排布式为_________，其最外层电子共有_____种不同的伸展方向。

(2)N2分子是一种极具理论研究价值的分子，它的空间结构如图，是一种正四面体结构(),则N4是一种_____________分子。（填“极性”或“非极性”)

(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变为CO2和N2:2NO+2CO 2CO2 + N2+Q ( Q＞0)，该反应平衡常数K的表达式为___________；温度升高，K值________（选填“增 大”、“减小”、“不变”)；若上述反应在密闭容器中发生，达到平衡时能提高NO转化率的措施之一是_____________________。

(4)铁盐可用作氮肥，实验室检验铵盐中的 NH4+时，可取少量铵盐样品于试管中，加入强碱浓溶液，加热，若产生的气体能使___________________，说明有NH4+。

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氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：

（1）科学家合成了一种阳离子为“N5n+”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体，其电子式为___，其中的阴离子的空间构型为___。

（2）2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，不能被植物吸收。1个N4H44+中含有___个σ键。

（3）氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH3的键角小于NH3的原因___。

（4）P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。

①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___。

②每个P4S3分子中含孤电子对的数目为___。

（5）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为___。若晶胞底边长为anm，高为cnm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为__g·cm−3(用含a、c和NA的式子表示)

（6）高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]__；化合物中，稀土元素最常见的化合价是+3，但也有少数的稀土元素可以显示+4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示+4价的稀土元素是___(填元素符号)。

几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol−1)

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铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝制品及其化合物在日常生活和工农业生产中也有着重要的用途。回答下列问题：

(1)基态铝原子的核外电子排布式为____________。

(2)根据元素周期律等知识判断,第一电离能Al____________Mg(填写“大于”或“小于”)。

(3)Al2O3是常用的耐火材料,工业上也是用电解Al2O3方法制取金属Al,据此判断Al2O3的晶体类型是____________。

(4)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH4-的立体构型为____________，LiAlH4中Al原子的杂化轨道类型为____________。

(5)金属铝的晶胞结构如图1所示,原子之间相对位置关系的平面图如图2所示。

①晶体铝中原子的堆积方式为____________。

②已知铝原子半径为a cm,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ=_______g·cm-3(用含 a、M、NA的代数式来表示)。

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（本题12分）

磷是重要的非金属元素。磷单质及其化合物在工业生产中有着广泛的应用。

次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍等等。

完成下列填空

（1）．磷原子的最外层电子排布的轨道表示式为　　　　 ______　　　 ；氧原子核外电子云有 　　　　 种不同的伸展方向，其最外层有 　　　 种不同运动状态的电子。NaH2PO2中涉及到四种元素，它们的原子半径由小到大的顺序为　　　　　　　　 。

（2）．写出与磷同周期的主族元素中，离子半径最小的元素，其最高价氧化物对应水化物的电离方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）．磷酸二氢钠主要用于制革、处理锅炉水及在食品工业、发酵工业中作缓冲剂。其水溶液呈酸性的原因是__________________________________________________。（请用文字描述）

已知Ca3(PO4)2与SiO2、C高温共热可以反应得到CaSiO3、P4蒸气和CO。

（4）．写出该反应的化学方程式__________________________。

（5）．每消耗24．0g碳时，有　　　　 mol电子发生转移。反应所得混合气体，折算成标况下，其气体密度为　　　　　　　　 g/L。

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