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13.现有A、B、D、E、F、G六种前四周期元素,它们的原子序数依次增大,E、F同主族,A、B的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等,A、D、E的质子数之和与F的原子序数相等,A能分别与B、D、E形成电子总数相等的分子.E、F均能形成多种同素异形体,G2+的3d能级有8个电子.
(1)G原子的外围电子排布式3d84s2;F的核外电子空间运动状态有16种
(2)B、D、E三种元素中电负性最大的是O
(3)B、E、G形成的配合物G(BE)4,常温下G(BE)4为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,G(BE)4属于分子晶体晶体
(4)BA4、DH3两种分子在A2E中的溶解度相差很大,其原因是CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度;
(5)B和D形成的化合物结构如图1,其硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料.写出该化合物的化学式C3N4;其硬度超过金刚石的原因是碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以前者的键能大,故其硬度大.
(6)A2是新型清洁能源,镧(La)和G单质的合金可做存储A2的材料.该合金的晶胞如图2所示,若该晶胞的棱长为a pm,则该晶体的密度为$\frac{434}{(a×1{0}^{-10})^{3}×{N}_{A}}$g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)

分析 A能分别与B、D、E形成电子总数相等的分子,且A为此六种元素中原子序数最小的元素,不难推断A为H,H能与C、N、O、F等形成10个电子的分子;
E、F同主族,前四周期元素上下周期同一主族的元素,原子序数相差8,即E的原子序数+8=F的原子序数,又A、D、E的质子数之和与F的原子序数相等,即1+D的原子序数=8=E的原子序数,推出D的原子序数为7,即D为N,E为O,那么F与O同族,且原子序数差8,那么F为S;
A、B的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等,D为N,最外层电子数为5,即B的最外层电子数为4,即B为C,据此回答各小题即可;
(1)根据构造原理,核外电子排满4s再排3d,3d能级中有8个电子,不存在洪特规则特例情况,因此4s上的电子数为2,据此解答即可;
(2)非金属性越强,电负性越大;
(3)依据相似相容原理回答即可;
(4)根据相似相容原理和氢键对溶解度的影响分析;
(5)依据晶胞计算C、N的个数比,依据键长大小判断键能大小;
(6)该晶胞中La为:8×$\frac{1}{8}$=1;Ni为:1+8×$\frac{1}{4}$=5,据此解答即可.

解答 解:(1)核外电子排满4s再排3d,3d能级中有8个电子,故G原子的外围电子排布式为3d84s2,即G元素为Ni,F为S,其核外电子排布为1s22s22p63s23p4,故其运动状态有16种;故答案为:3d84s2;16;
(2)依据分析可知:B、D、E三种元素分别为C、N、O,非金属性越强,电负性越大,故O的电负性最大,
故答案为:O;
(3)C、O、Ni形成的配合物Ni(CO)4为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,故为分子晶体,
故答案为:分子晶体;
(4)CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度,
故答案为:CH4为非极性分子,NH3为极性分子,H2O为极性溶剂,根据相似相容原理,NH3在水中的溶解度大,且NH3与H2O可形成分子间氢键,增大了NH3在H2O中的溶解度;
(5)由C和N写成的化合物中,每个C成4个共价键,故晶胞中C的个数为:$\frac{1}{4}$,每个N成3个共价键,故晶胞中N的个数为$\frac{1}{3}$,即C:N=$\frac{1}{4}$=3:4,故该化合物的化学式为:C3N4; 由于此化合物中碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以它的硬度超过金刚石,
故答案为:C3N4;碳氮键的键长小于碳碳键的键长,所以前者的键能大,故其硬度大;
(6)每个晶胞中,La位于顶点,8×$\frac{1}{8}$=1,Ni位于体心和面心,1+8×$\frac{1}{4}$=5,化学式为LaNi5;
晶胞中含有1个lLa原子,5个Ni原子,则晶胞质量为$\frac{139+5×59}{N{\;}_{A}}$g,该晶胞体积为a3pm3=(a×10-10)3cm3,则密度ρ=$\frac{434}{(a×1{0}^{-10})^{3}×{N}_{A}}$,
故答案为:$\frac{434}{(a×1{0}^{-10})^{3}×{N}_{A}}$.

点评 本题主要考查的是元素的推断、原子核外电子排布、电负性大小比较、晶胞的有关计算等,综合性较强,为高考选修物质结构和性质部分必考的考点,其中晶胞的计算是难点.

练习册系列答案
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下列图示与对应的叙述相符的是( )

图Ⅰ 图Ⅱ 图Ⅲ 图Ⅳ

A.图Ⅰ表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热△H =-241.8 kJ·mol-1

B.图Ⅱ表示反应A2 (g)+ 3B2 (g)2AB3(g),达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c

C.图Ⅲ表示0.1mol MgCl2·6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化

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A.达平衡后,加入催化剂则C%增大
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8.在体积为2L的密闭容器中进行下列反应:C(g)+CO2(g)?2CO(g);△H=Q kJ•mol-1.下图为CO2、CO的物质的量随时间t的变化关系图.下列说法不正确的是(  )
A.CO在2-3min和4-5min时平均速率相等
B.当固焦炭的质量不发生变化时,说明反应已达平衡状态
C.5min时再充入一定量的CO,n(CO)、n(CO2)的变化可分别由c、b曲线表示
D.3min时温度由T1升高到T2,重新平衡时K(T2)小于K(T1)

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18.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理.
常用的处理方法有两种.
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CrO${\;}_{4}^{2-}$$→_{①转化}^{H+}$Cr2O${\;}_{7}^{2-}$$→_{②}^{Fe_{3}+}$Cr3+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr(OH)3↓
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(2)能说明第①步反应达平衡状态的是ac(填字母).
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b.Cr2O${\;}_{7}^{2-}$和CrO${\;}_{4}^{2-}$的浓度相同
c.溶液的颜色不变
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方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O72-;的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀.
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D.(填写字母)
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