1.(2017·新課標Ⅱ)35.[化學——選修3:物質結構與性質](15分)
我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列問題:
(2)元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________;氮元素的E1呈現異常的原因是__________。
【答案】
(2)同周期隨著核電荷數依次增大,原子半徑逐漸變小,故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N的2p能級處於半充滿狀態,相對穩定,不易結合一個電子
【解析】(2)根據圖(a),同周期隨著核電荷數依次增大,原子半徑逐漸變小,故結合一個電子釋放出的能量依次增大;氮元素的2p能級達到半滿狀態,原子相對穩定,不易失去電子;
2.(2016·新課標Ⅱ)[化學-—選修3:物質結構與性質]東晉《華陽國志•南中志》卷四中已有關於白銅的記載,雲南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用於造幣,亦可用於製作仿銀飾品。回答下列問題:
(3)單質銅及鎳都是由______鍵形成的晶體:元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是______。
【答案】
(3)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子
【解析】
(3)銅和鎳屬於金屬,則單質銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體;銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子,所以ICu>INi。
3.(2019•新課標Ⅰ,15分)在普通鋁中加入少量Cu和Mg後,形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小,形成所謂「堅鋁」,是製造飛機的主要材料。回答下列問題:
(1)下列狀態的鎂中,電離最外層一個電子所需能量最大的是 (填標號)。
【解析】(1)AD微粒都是Mg原子失去一個電子後得到的,但是D微粒能量高於A,穩定性A>D,所以失電子能量A>D;
BC都是原子,但是B是基態、C是激發態,能量:C>B,穩定性B>C,所以失去一個電子能量:B>C;
A為Mg+、B為Mg原子,A再失去電子所需能量就是Mg原子失去2個電子的能量,為Mg原子的第二電離能,B失去一個電子的能量是Mg原子的第一電離能,其第二電離能大於第一電離能,所以電離最外層一個電子所需能量A>B,
通過以上分析知,電離最外層一個電子所需能量最大的是A,故答案為:A;
4.(2019•新課標Ⅲ,15分)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩定性好、循環性能優良、安全性高等特點,文獻報導可採用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料製備。回答下列問題:
(4)NH4H2PO4中,電負性最高的元素是 ;P的 雜化軌道與O的2p軌道形成 鍵。
【解析】(4)NH4H2PO4中,電負性最高的元素是O;磷酸根離子中P形成4個σ鍵,則P的sp3雜化軌道與O的2p軌道形成σ鍵,故答案為:O;sp3;σ;
5.(2018•新課標Ⅲ)鋅在工業中有重要作用,也是人體必需的微量元素,回答下列問題:
(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。
第一電離能I1(Zn) I1(Cu)(填「大於」或「小於」)。原因是 。
【解析】
(2)軌道中電子處於全滿、全空、半滿時較穩定,失去電子需要的能量較大,Zn原子軌道中電子處於全滿狀態,Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態,所以Cu較Zn易失電子,則第一電離能Cu<Zn,故答案為:大於;Zn原子軌道中電子處於全滿狀態,Cu失去一個電子內層電子達到全充滿穩定狀態;
6.(2017·新課標Ⅲ)研究發現,在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景。回答下列問題:
(1)Co基態原子核外電子排布式為_____________。元素Mn與O中,第一電離能較大的是_________,基態原子核外未成對電子數較多的是_________________。
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
【解析】(1)Co是27號元素,位於元素周期表第4周期第Ⅷ族,其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。元素Mn與O中,由於O元素是非金屬元素而Mn是金屬元素,所以第一電離能較大的是O。O元素的基態原子價電子排布式為2s22p4,所以其核外未成對電子數是2。而Mn元素的基態原子價電子排布式為3d54s2,所以其核外未成對電子數是5,因此核外未成對電子數較多的是Mn。
7.(2017·海南)19-Ⅰ(6分)下列敘述正確的有
A.某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍,則其最高正價為+7
B.鈉元素的第一、第二電離能分別小於鎂元素的第一、第二電離能
C.高氯酸的酸性與氧化性均大於次氯酸的酸性和氧化性
D.鄰羥基苯甲醛的熔點低於對羥基苯甲醛的熔點
【答案】AD。
【解析】Ⅰ.A.某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍,此元素是Br,位於ⅦA族,最高正價為+7,故A正確;B、金屬鈉比鎂活潑,容易失去電子,因此Na的第一電離能小於Mg的第一電離能,Na最外層只有一個電子,再失去一個電子,出現能層的變化,需要的能量增大,Mg最外層有2個電子,因此Na的第二電離能大於Mg的第二電離能,故B錯誤;C、HClO4可以寫成(HO)ClO3,HClO寫成(HO)ClO,高氯酸中的非羥基氧多於次氯酸,因此高氯酸的酸性強於次氯酸,但高氯酸的氧化性弱於次氯酸,故C錯誤;鄰羥基苯甲醛形成分子內氫鍵,降低物質熔點,對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵,增大物質熔點,因此鄰羥基苯甲醛的熔點低於對羥基苯甲醛的熔點,故D正確。
8.(2017·江蘇)(12分)【選做題】本題包括A、B兩小題,請選定其中一小題,並在相應的答題區域內作答。若多做,則按A小題評分。
A.[物質結構與性質]
鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的製備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。
(3)C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為________________。
【答案】(3)H<C<O
9.(2015·新課標Ⅱ)A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元索,A2-和B+具有相同的電子構型;C、 D為同周期元索,C核外電子總數是最外層電子數的3倍;D元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題:
(1)四種元素中電負性最大的是 (填元素符號),其中C原子的核外電子排布式為__________。
【答案】(1)O;1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
【解析】A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元索,A2-和B+具有相同的電子構型,則A是O,B是Na;C、D為同周期元索,C核外電子總數是最外層電子數的3倍,則C是P;D元素最外層有一個未成對電子,所以D是氯元素。
(1)非金屬性越強,電負性越大,則四種元素中電負性最大的是O。P的原子序數是15,則根據核外電子排布可知C原子的核外電子排布布式為1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)。
10.(2014·新課標Ⅱ)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數依次增大。a的核外電子總數與其電子層數相同,b的價電子層中的未成對電子有3個,c的最外層電子數為其內層電子數的3倍,d與c同主族,e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子。回答下列問題:
(1)b、c、d中第一電離能最大的是 (填元素符號),e的價層電子軌道示意圖為 。