“物質結構”一、選擇題1．下列對各種元素的敘述中，可肯定是主族元素的是（）。A．最高價為價的一種元素B．除了最外層，原子核外其余各電子層都達到飽和的一種元素C．原子核外層比層少8個電子的一種元素D．原子核外層比層多三個電子的一種元素E．以上各種敘述都不能肯定解析：本題考查元素周期表中元素核外電子排布。最高價價的元素除了鹵族元素還有，因此選項A錯誤。核外電子排布為2、8、18、2，層都達飽和，因此選項B錯誤。核外電子排布為：2、8、18、10、2，層比層少8個電子，選項C錯誤。有了層，層就應該有8個電子，因此此元素為。選項D正確。本題答案為選項D。2．在元素周期表中，氡()下面一個未發現的同族元素的原子序數應該是（）。A．150 B．136 C．118 D．109 E．168解析：本題考查原子序數。氡處于第六周期，原子序數為86，第七周期如果補齊應該有32個元素，因此氡下面一個未發現的同族元素原子序數為：。本題答案為選項C。3．在元素周期表中，最外層電子排布符合的元素形成的單質，在電子工業中常用作半導體材料的是（）。A．、 B．、 C．、 D．、 E．、解析：本題考查元素周期表的應用。半導體材料要在元素周期表中金屬和非金屬分界線處尋找，最外層電子排布為的元素，即最外層電子數為4，滿足條件的只有、。本題答案為選項C。4．元素為短周期元素，其原子最外層軌道上有一對孤對電子，可能有的氧化物對應水化物的分子式為（）。A． B． C． D．解析：本題考查短周期元素核外電子排布。某短周期元素最外層軌道上有一對孤對電子，說明軌道有2個電子，軌道上有4個電子，因此最外層電子數為6，因此為或?？赡苡械难趸飳锏姆肿邮綖椋?、。本題答案為選項B、D。5．、都是短周期元素，它們最外層電子排布式分別為和。與形成的離子化合物加入蒸餾水中溶解后可使酚酞試液變紅，加水的同時有氣體放出，該氣體可使潤濕的紅色石蕊試紙變藍，則該化合物的相對分子質量最接近的是（）。A．38 B．55 C．100 D．135解析：由題可知：、均為短周期元素。為Ⅱ族，為Ⅵ族，且、中為金屬，為元素，分析得為，相對分子質量為：。本題答案為選項C。6．某元素的最外層電子排布式為，其單質或化合物不可能具有的性質是（）。A．它極易失去電子 B．它的熔點較高C．它只存在一種氧化物 D．它的碳酸鹽溶液具有明顯堿性解析：根據元素周期表可知，最外層電子層排布式為的元素為、、。本題答案為選項B、C。7．短周期元素的原子電子層上成對電子對數和不成對電子數均比元素原子電子層上成對電子對數和不成對電子數少1。、可能形成的化合物是（）。A． B． C． D．解析：由題意可知：短周期元素原子有電子層，則可知其原子序數大于10，并且的原子電子層上成對電子對數和不成對電子數均比元素原子電子層上成對電子對數和不成對電子數少1，則原子序數比大3，滿足條件的組合有：；；；。本題答案為選項C。8．下列各元素組中，可歸類為同主族的是（）。A．、、、 B．、、、C．、、、 D．、、、解析：本題考查元素周期表中主族元素的元素符號。選項A中，是氧族元素，應為；選項B中，為堿金屬，應為；選項C中，為堿土金屬，應為；選項D正確。本題答案為選項D。9．同周期的、、三種元素，已知最高價氧化物對應的水化物酸性由強到弱的順序是。下列判斷正確的是（）。A．原子半徑B．非金屬性C．原子最外層不成對電子數按、、順序遞增D．氣態氫化物的穩定性按、、順序由弱到強解析：本題考查同周期元素性質變化。同周期元素原子序數越大，原子半徑（0族元素除外）減小，非金屬性增加，氣態氫化物穩定性增加，最高價氧化物對應水化物酸性增加。由題可得：原子序數。本題答案為選項B。10．下列離子半徑之比大于1的是（）。A． B． C． D．解析：本題考查核外電子排布相同的離子半徑大小比較。核外電子排布相同的離子，原子序數越大，半徑越小。本題答案為選項A、B。二、填空題11．在元素周期表中：(1)最活潑的金屬元素是__________；(2)最活潑的非金屬元素是__________；(3)在金屬元素中，最不易吸引電子的元素是__________；(4)第一電離能最大的元素是__________；(5)在二、三、四周期中軌道半充滿的元素有__________。解析：(1)Ⅰ族中最下位的元素或放射性元素；(2)Ⅶ族中最上位的元素；(3)或；(4)稀有氣體中位于族中最上面的元素；(5)、、。12．門捷列夫在19世紀中葉，曾根據他所發現的周期律，預言過第四周期Ⅳ族的鍺（當時他稱為類硅）元素的性質。試根據元素周期律推測：(1)鍺的金屬性和非金屬性，鍺能否與酸堿作用？(2)在水中的溶解性？(3)的酸堿性？(4)的熱穩定性？解析：(1)根據元素周期律，鍺兼有金屬和非金屬的性質，即為“準金屬”。鍺是半導體，它與硅類似，但金屬性較硅強；鍺既能與酸反應，又能與堿反應，分別生成相應的鹽和；(2)在水中的溶解性與類似，也難溶于水；(3)兼有酸、堿性，為兩性氫氧化物，既溶于強酸，也溶于強堿，生成相應的鹽，如或和水；(4)的穩定性較、要差，受熱時更易分解。13.實驗測得不同物質中氧氧之間的鍵長和鍵能的數據為：鍵數據鍵長()149128121112鍵能()其中、的鍵能數據尚未測定，但可以根據規律性推測鍵能的大小順序為：。該規律是________________________________________________________________________________。解析：觀察表中數據發現：與的鍵能大的鍵長短，按此中鍵長比中的長，所以鍵能要小，按鍵長由短而長的順序（鍵）為：，鍵能則應。則規律為：鍵長越長，鍵能越小。14．有、、三種常見的短周期元素，它們之間兩兩結合構成化合物、、，、、之間也能相互發生反應。已知是由和元素按原子個數比1∶1組成的化合物，其他元素形成的單質（仍用、、表示）和組成的化合物之間的反應關系如下（未配平）。Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ．Ⅳ． V．(1)上述反應中，最有充分理由說明該反應一定屬于氧化還原反應的是__________（填反應編號）。(2)如果是一種無色黏稠油狀液態化合物，則、、的化學式分別是__________、__________、__________。(3)Ⅲ步反應的化學方程式是__________。(4)Ⅳ步反應的化學方程式是__________。解析：(1)Ⅰ、Ⅱ均是由單質生成的化合物，屬于化合反應，一定是氧化還原反應；Ⅳ、Ⅴ是置換反應，屬于氧化還原反應。(2)無色黏稠油狀液態化合物，我們可以想到是，則、、可知。(3)。(4)。本題答案為：(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ；(2)、、；(3)；(4)。15．在有機溶劑中令五氯化磷與氯化銨定量地發生完全反應，釋放出氯化氫，同時得到一種白色晶體。的熔點為113℃，在減壓至50℃時即可升華，在下測得的蒸氣密度（換算成標準狀況）為。(1)通過計算寫出的分子式；(2)分子結構測定實驗的結論表明，同種元素的原子在分子中所處的環境毫無差別。試畫出分子的結構簡圖（即用單鍵“”和雙鍵“”等把分子里的原子連接起來的路易斯結構式）。解析：(1)根據題意和質量守恒，和反應的化學方程式表示為：，。，因此的化學式為；(2)結構式為：（六元環與苯環相似）。16．等電子體原理是指兩個或兩個以上的分子（或離子），它們的原子數相同，分子（或離子）中價電子數也相同。這些分子（或離子）常具有相似的電子結構，相似的幾何構型，而且有時在性質上也有許多相似之處。(1)、、三種離子中的幾何構型為__________，其中、、三種基態原子的第一電離能大小關系為____________________________________________________________。(2)和__________是等電子體，離子具有較強的還原性，它能使酸性溶液褪色，原子在元素周期表中的位置是____________________，外圍電子構型為__________。(3)兩原子14電子的等電子體共同特點是物質中都具有共價叁鍵，請舉出相應的3個例子__________（可以是分子或離子）。每個分子或離子中含__________個鍵，__________個鍵。(4)過去生產上常以為催化劑的載體，它和近十幾年來應用日廣的是等電子體，在中為__________配位氧。的晶胞可作如下推導：先將晶胞中的所有去掉，并將全部換成原子，再在每兩個不共面的“小立方體”中心處各放置一個原子便構成了晶體的一個晶胞，則一個硅的晶胞中有__________個原子。再在每兩個相鄰的原子（距離最近的兩個原子）中心連線的中點處增添一個原子，便構成了晶胞，則晶胞中有__________個原子，__________個原子。解析：(1)、、三種離子中的中心原子的雜化類型均為雜化，鍵角為，離子構型為平面正三角形。(2)與是等電子體，的原子序數為25；第四周期Ⅶ族；。(3)多重鍵中只有一個是鍵，其余均為鍵，如雙鍵中有1個鍵和1個鍵，叁鍵中有1個鍵和2個鍵。(4)中原子以4個雜化軌道與4個原子成鍵，故為4配位氧。算出晶胞中原子數為8個，晶胞中原子數目與硅晶胞中原子數目相同，根據晶體中硅氧原子數目1∶2，可確定晶胞中原子數有16個。答案：(1)平面正三角形；；(2)；第四周期Ⅶ族；；(3)，，，（4個中任選3個），1，2；(4)4，8，8，16。17．有、、、、五種前四周期元素，原子序數。、、三種元素的基態原子具有相同的能層和能級，且第一電離能，其中基態原子的軌道處于半充滿狀態，且與互為等電子體。為元素周期表前四周期中電負性最小的元素，為區原子，且外圍電子中有四對成對電子。請回答下列問題（答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號）：(1)寫出的電子式__________，其結構為__________形分子；基態原子的核外電子排布式為__________。(2)的簡單氫化物極易溶于的簡單氫化物中，其主要原因有______________________________。(3)化合物甲由、兩元素組成，其晶胞如圖5-60所示，甲的化學式為__________。(4)化合物乙的一種型物質的晶胞如圖5-61中標示的菱形部分，乙由、兩元素組成，硬度超過金剛石（密度為）。晶胞指晶體中最基本的重復單元，通常由平行六面體“無隙并置”而成。①乙晶胞中有__________原子，__________個原子，每個晶胞中有__________個型乙分子；乙的晶體類型為__________，其硬度超過金剛石的原因是____________________。估計其密度__________（填“小于”、“大于”或“等于”）__________。②乙的晶體中、兩種元素原子的雜化方式分別為______________________________。解析：本題的突破口是原子。由于基態原子的軌道處于半充滿狀態，因此原子的核外電子排布式為，因此為氮()原子；又由于“、、三種元素的基態原子具有相同的能層和能級，且第一電離能”，因此為，為碳（）原子，為，為氧()原子。與正好是等電子體。為元素周期表前四周期中電負性最小的元素，即位于元素周期表的左下方，是鉀()元素；而為區原子，且外圍電子中有四對成對電子，說明的核外電子排布式為：，為鎳()元素。因此，：；：；：；：；：。(1)的電子式類似于電子式：，直線形分子；基態原子的核外電子排布式為：；(2)的簡單氫化物為，的簡單氫化物為。由于分子與分子間能形成氫鍵，因此在水中的溶解度大；（3）：，：，因此化合物甲的化學式為，是超氧化鉀；(4)一個乙晶胞包括6個原子和8個原子，即每個晶胞中有2個；由于形成立體網狀結構，因此為原子晶體；其硬度超過金剛石的原因是：①在晶體中，原子采取雜化，原子采取雜化，原子和原子間形成很強的共價鍵；②原子和原子間通過共價鍵形成網狀結構；③由于的硬度大于金剛石，即晶體中原子采取更緊密的堆積方式，說明原子間的鍵長很短而有很大的鍵能。根據硬度大小，說明晶體密度大于。18．海底熱液研究（圖5-62）處于當今科研的前沿。海底熱液活動區域“黑煙囪”的周圍常存在、黃銅礦及鋅礦等礦物。(1)的核外電子排布式是____________________。(2)分析右表，銅的第一電離能()小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能()卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是__________________________________________________。電離能（）銅7461958鋅9061733(3)下列說法正確的是__________。A．電負性：B．與(硫化羰)互為等電子體C．分子中氮原子采用雜化D．、、都是極性分子(4)“酸性熱液”中大量存在價陽離子，結構如圖5-63所示，它的化學式為__________。(5)與均為離子晶體，晶胞相似，前者熔點為985℃，后者熔點為801℃，其原因是__________________________________________________。在晶胞中，與距離相等且最近的圍成的多面體的空間構型為____________________。解析：(1)是28號元素，則的電子數為：26(2)失去一個電子成為，核外電子排布式從變為能量較低的穩定結構，而核外電子排布式為較穩定，所以第一電離能較小，第二電離能相對較大；(3)同一周期原子序數越大，電負性越大；同一主族，原子序數越大，電負性越小，所以電負性大小為，選項A錯誤；與原子數相等，氧、硫的價電子數都是6，所以互為等電子體，選項B正確；分子中氮原子采用雜化，構型是三角錐形，故選項C正確；、、都不是對稱結構，都是極性分子，選項D正確。(4)由圖可知：該離子含有11個原子，5個原子，帶有一個單位正電荷，則為。(5)晶體的晶格能比晶體晶格能大；正八面體。本題答案為：(1)或。(2)失去一個電子成為，核外電子排布式從變為能量較低的穩定結構，而核外電子排布式為較穩定，所以第一電離能較小，第二電離能相對較大。(3)；(4)；(5)晶體的品格能比晶體晶格能大；正八面體。19．（二氯鉻酰）在有機合成中可作氧化劑或氯化劑，能與許多有機物反應，可用與反應制備。產物中還伴隨著光氣()產生。(1)寫出制備反應的化學方程式：________________________________________。(2)基態鉻原子核外電子排布式為______________________________。(3)易溶于、液體中，則是__________（填“極性”或“非極性”）分子；在和中，碳原子雜化形態分別為__________和__________。(4)下列物質中，與互為等電子體的是__________。A．甲醛 B．三氯化氮 C．三氧化硫 D．碳酸(5)與鉻原子同周期且最外層電子數相同的一種金屬的晶胞結構如圖5-64甲所示。該晶胞中金屬原子的配位數為______________________________；晶體的晶胞與晶體的晶胞結構（如圖5-64乙所示）相似，則晶體的晶格能__________（填“大于”或“小于”）的晶格能。解析：(1)；(2)。(3)非極性；雜化；雜化。(4)；(5)12，小于（離子鍵的強弱可以用晶格能來衡量，根據離子半徑，離子越小，晶格能越大）。20．已知：、、、、五種元素的原子序數依次增大，、、、位于元素周期表前三周期。位于區，其原子中電子層數和未成對電子數相等；的基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數相同；原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍；有“生物金屬”之稱，離子和氬原子的核外電子排布相同。請回答下列問題（答題時，、、、、用所對應的元素符號表示）：(1)的基態原子的外圍電子排布式為__________。(2)、、三種元素的第一電離能由小到大的順序是__________。(3)、、三種元素組成的一種化合物是新裝修居室中常含有的一種有害氣體。分子中原子雜化形態是__________；分子中鍵的個數為__________。(4)、形成的一種化合物是單質的