【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的...

[化学──选修3：物质结构与性质](15分)

稀土元素是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素。稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。

（1）钪（Sc）为21号元素，其基态原子M能层电子数为　　　　 。镝（Dy）的基态原电子排布式为[Xe]4f106s2，一个基态镝原子所含的未成对电子数为　　　　 。

（2）稀土元素最常见的化合价为+3价，但也有少数还有+4价。请根据下表中的电离能数据判断表中最有可能有+4价的元素是　　　　 。

几种稀土元素的电离能（单位：kJ·mol-1）

（3）离子化合物 Na3[Sc(OH)6]中，存在的作用力除离子键外还有　　　　 。

（4）Sm（钐）的单质与1，2-二碘乙烷可发生如下反应：Sm+ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子杂化轨道类型为　　　　 ，1mol CH2=CH2中含有的σ键数目为　　　　 。常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是　　　　 。

（5）PrO2（二氧化镨）的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr（镨）原子位于面心和顶点。则PrO2（二氧化镨）的晶胞中有　　　　 个氧原子。

（6）Ce（铈）单质为面心立方晶体，其胞参数为a=516pm。晶胞中Ce（铈）原子的配位数为　　　　 ，列式表示Ce（铈）单质的密度：　　　 g·cm-3（不必计算出结果）

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【化学——选修3：物质结构与性质】(15分)稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17 种元素。稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。

（1）钪(Sc)为21号元素，其基态原子M能层电子数为　　　　　　 。镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2，一个基态镝原子所含的未成对电子数为　　　　　　　　　 。

（2）稀土元素最常见的化合价为＋3价，但也有少数还有＋4价。请根据下表中的电离能数据判断表中最有可能有＋4价的元素是　　　　　　　 。

几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol－1)

（3）离子化合物 Na3[Sc(OH)6]中，存在的作用力除离子键外还有　　　　　　 。

（4）Sm(钐)的单质与1，2-二碘乙烷可发生如下反应：Sm＋ICH2CH2I→SmI2＋CH2=CH2。

ICH2CH2I中碳原子杂化轨道类型为　　　　　　　　 ，1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为　　　　　　 。常温下1，2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是　　　　　　　　 。

（5）PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有　　　　　　 个氧原子。

（6）Ce(铈)单质为面心立方晶体，其胞参数为a=516pm。晶胞中Ce(铈)原子的配位数为　　　　　 ，列式表示Ce(铈)单质的密度：　　　　　　　 g·cm－3(不必计算出结果)。

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[化学—选修物质结构和性质]（15分）

下表为部分短周期元素的性质或原子结构，已知A—D的原子序数依次增大。

请结合表中信息完成下列各小题（答题时用所对应的元素符号）

A：（1）写出C原子的电子排布图____________

（2）A、B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为______________

（3）用电离方程式表示C的最简单氢化物的水溶液呈碱性的原因 _______________

B：按照共价键理论，分子中每个原子的最外电子层电子数均已饱和。已知ABCD分子可能有三种不同结构，它们的结构可以从其他物质的结构中获得启发。

（4）ABC的结构式是___________。向其中插入一个D原子，若形成配位键（用→表示）则ABCD的结构式为______________分子中C的原子的杂化类型是______________；若无配位键则ABCD的结构式为___________分子中D原子的杂化类型为______________。

（5）BD₂的电子式是____________将D原子换成等电子的所得ABCD的结构式为________，分子中C原子的杂化类型是______________。

（6）在ABCD的三种可能结构中B原子的杂化类型__________（填“相同”或“不相同”）

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【化学—选修3：物质结构和性质】（15分）

元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三种元素，其原子序数依次减小。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X跟Y可形成化合物X2Y3。Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子。请回答下列问题：

（1）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______________，该元素的名称是_____；

（2）在X与Z形成的化合物XZ3中，X的杂化类型是　　　　　　　　　　 ，该化合物的空间构型为_____________；短周期元素形成的化合物中与XZ3互为等电子体的是 　　　　　　　　　　　 ；

（3）请写出X的两种含氧酸的化学式　　　　　　　 、　　　　　　　　　 ，其中酸性较强的是　　　　　　　　　　 。

（4）Q与Z同主族。Q单质的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，Q原子的摩尔质量为M，则表示Q原子半径的计算式为 　　　　　 。

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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

已知A、B、C、D、E是元素周期表中1～36号元素，其原子序数依次增大，且A、B、C、D为主族元素。A与另外四种元素既不在同一周期，也不在同一主族。B和C同主族，D和E同周期；元素E是周期表中的第7列元素，D的最外层电子数与最内层电子数相同，D跟B可形成离子化合物，其晶胞结构(其中B原子在晶胞内部)如图。

请回答下列问题：

（1）C-的电子排布式为______________；E元素原子的价电子排布式为________。

（2）元素B与氮元素可以形成化合物NB3，其中N—B键的化学键类型为________，根据价层电子对互斥理论可以判断NB3的空间构型为________，NB3分子中N原子的杂化方式为________杂化。

（3）A、B形成的化合物AB的相对分子质量比A、C形成的化合物AC的相对分子质量小，但AB的沸点比AC高，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）从晶胞图可以得出：D与B形成的离子化合物的化学式为　　　　　　　　　　 。

（5）含有D元素的化合物焰色反应为______色，焰色反应的原理是　　　　　　　 。

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【化学选修3：物质结构与性质】(15分)

Q、R、X、Y、Z为周期表前四周期元素，原子序数依次递增。已知：

①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；

②R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；

③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；

④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是中学化学中常见的有机溶剂；

⑤Z有“生物金属”之称，Z⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）

（1）化合物M的空间构型为________ ，其中心原子采取________杂化；化合物N在固态时的晶体类型为________。

（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________；

（3）由上述一种或多种元素组成的与RY₂互为等电子体的分子为________（写分子式）

（4）由R、X、Y三种元素组成的RXY^-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X₂、RY₂等物质。该反应的离子方程式为________。

（5）Z原子基态时的外围电子排布式为________；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为________

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选做[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A的一种单质是自然界硬度最大的物质，B是地壳中含量最多的元素，C的单质能从B的一种氢化物中置换出B的一种单质，D是人体骨骼中的常见元素，D的氢氧化物常用来检验A和B形成的一种化合物，F的原子序数比E大1，F是Ⅷ族元素中原子序数最小的一种元素。

（1）E的基态原子电子排布式为　　　　 ，比较F和 E的各级电离能后发现，气态E2＋再失去一个电子比气态F2＋再失去一个电子难，其原因是　　　　　　　　 。

（2）写出 DA2的电子式　　　　　　　　 。

（3）DC2的一个晶胞如图所示，则图中实心球表示D还是C？

答：　　　　 （填元素名称）。该晶体的密度为a g/cm3，则晶胞的体积是　　　　　　　 （只要求列出算式）。

（4）AB32- 离子的空间立体构型为　　　　 ，AB气体在配合物中常作为配体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂F(AB)5，该化合物中F元素的化合价为　　　　 。

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[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）

有A、B、C、D、E、F、G、H原子序数递增的前四周期八种元素。请根据下列信息，回答问题：

（1）G元素基态原子的价电子排布图为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）中B原子采取的杂化轨道类型为　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）根据等电子体原理，推测分子的空间构型为　　　　　　　　　　　　 。

（4）下列有关E、F的叙述正确的是（　　 ）

a.离子半径E＞F　　　　　　　　　 b.电负性E＜F

c.单质的熔点E＞F　　　　　　　　 d. E、F的单质均能与氧化物发生置换

e. E的氧化物具有两性　　　　　　 f. E、F均能与氯元素构成离子晶体

（5）极易溶于,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）E单质的晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，晶胞如下图丙所示。则E单质的晶体堆积模型为　　　　　　　　　　　 。

若已知E原子半径为r pm，表示阿伏伽德罗常数，晶胞的边长为a。晶胞的高为h，则晶胞的密度可表示为　　　　　　　 g/cm3。（用只含r和代数式表示）

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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知：

①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；

②R的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；

③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；

④Q、R、Y三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，Q、R两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78；

⑤Z有“生物金属”之称，Z4+离子和氩原子的核外电子排布相同。

请回答下列问题（答题时，Q、R、X、Y、Z用所对应的元素符号表示）

（1）化合物M的空间构型为　　　　　　 ，其中心原子采取　　 杂化；化合物N在固态时的晶体类型为　　　　　　　　 。

（2）R、X、Y三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　　　　　　 。

（3）由上述一种或多种元素组成的与RY2互为等电子体的分子为　　　　　　 （写分子式）。

（4）Z原子基态时的外围电子排布式为　　　　 ；Z的一种含氧酸钡盐的晶胞结构如图所示，晶体内与每个Z原子等距离且最近的氧原子数为　　 。

（5）由R、X、Y三种元素组成的RXY-离子在酸性条件下可与NaClO溶液反应，生成X2、RY2等物质。该反应的离子方程式为　　　 。

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【化学—选修5：物质结构与性质】（15分）

现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍；C元素原子的L电子层中只有两对成对电子；D元素与E元素在同周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：

⑴A、B、C三种元素的名称分别为________、________、________。

⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为________。

⑶E元素基态原子的核外电子排布式为________。

⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物，其中只含sp³杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为________；其中只含sp²杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为________；其中同时含sp杂化、SP²杂化、sp³杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为________。

⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示，D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。

图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为________。

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