专题强化训练(二十)
能力练(20分钟)
1．(2019·武昌区元月调研)请回答以下问题：
(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素对应的原子有________种不同运动状态的电子。
(2)如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是________，判断依据是__________________________________ _________________________________________________________。
(3)CO2在高温高压下形成的晶体的晶胞结构如图3所示。则该晶体属于________晶体。
(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有________种。BCl3中心原子的杂化方式为________，写出与BCl3结构相同的一种等电子体(写离子)________。
(5)冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具有相似的结构特征，干冰分子中一个分子周围有________个紧邻分子。D的醋酸盐晶体局部结构如图4，该晶体中含有的化学键是________(填字母标号)。
a．极性键 b．非极性键 c．配位键 d．金属键
(6)Fe的一种晶体如图5中甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A～D中正确的是________(填字母标号)。
铁原子的配位数是________，假设铁原子的半径是r cm，该晶体的密度是ρ g·cm－3，则铁的相对原子质量为________(设阿伏加德罗常数的值为NA)。
[解析] (1)根据该元素的第一至第五电离能数据，可知该元素的第三电离能发生突变，说明该原子最外层有2个电子，结合该元素为第三周期主族元素可知，该元素为Mg，其核外有12个电子，每个电子的运动状态均不相同，故该元素对应的原子有12种不同运动状态的电子。(2)第ⅣA～ⅦA族元素的氢化物中，只有第ⅣA族元素的氢化物均不存在氢键(第ⅤA族中NH3、第ⅥA族中H2O、第ⅦA族中HF均存在分子间氢键)，而对于结构相似的分子晶体，随着相对分子质量增大，范德华力逐渐增大，氢化物的沸点逐渐升高，a为第三周期氢化物，故a为SiH4。(3)该晶胞为空间网状结构，故该晶体属于原子晶体。(4)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族由于s能级全满，处于稳定状态，第ⅤA族由于p能级半满，较稳定，故第三周期元素的第一电离能由大到小的顺序为Na －SiO2－。可以为NO－CO2(5)干冰晶胞为面心立方结构，1个CO23、3、3 分子周围有12个紧邻的CO2分子。由题图4可知，该晶体中C和C之间为非极性键，C和O之间为极性键，D和O之间有配位键。(6)题图5甲中Fe位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的截面边长不相等，排除B、D，由于每个小立方体的体心处有1个Fe原子，故A正确；由题图5甲可以看出，位于体心的铁原子周围距离最近的铁原子有8个，所以铁原子的配位数是8。设题图4 5甲晶胞的边长为a cm，铁原子半径为r cm，则4r＝3a，a＝ r； 31Ar 该晶胞中Fe个数为8×＋1＝2，设铁的相对原子质量为Ar，则 8NA 3 323ρNrA g×2＝ρ g·cm－3×(a cm)3，解得Ar＝。 9 [答案] (1)12 (2)SiH4 在第ⅣA～ⅦA族中的氢化物里，只有第ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象；且a为第三周期氢化物，故a为SiH4 2－2－ (3)原子 (4)3 sp2杂化 NO－3、CO3、SiO3(写出其中一个即 323·ρ·NA·r3 可) (5)12 abc (6)A 8 9 2．(2019·湖南名校大联考)钛被称为继铁、铝之后的第三金属，回答下列问题： (1)基态钛原子的价电子排布图为________________________，金属钛晶胞如图1所示，为________(填堆积方式)堆积。 (2)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－24℃，沸点为136℃，可知TiCl4为________晶体。 图1 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是______________________________。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为________。 (4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示，其化学式为________。 (5)钙钛矿晶体的结构如图4所示。钛原子位于立方晶胞的顶角，被________个氧原子包围成配位八面体；钙原子位于立方晶胞的体心，被________个氧原子包围，钙钛矿晶体的化学式为________。 [解析] (1)Ti为22号元素，由构造原理可知基态Ti原子的3d能级和4s能级上各有2个电子，则其价电子排布图为 ；由题图1可知，钛晶体 的堆积方式为六方最密堆积。(2)根据TiCl4在通常情况下呈液态，且熔沸点较低，可知TiCl4为分子晶体。(3)化合物乙能形成分子间氢键，而化合物甲不能形成分子间氢键，故化合物乙的沸点明显高于化合物甲。化合物乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O，第一电离能N>O>C。(4)如题图3所示，每个O原子被2个Ti原子共用，每个Ti原子被2个O原子共用，由均摊法可知该阳离子中Ti、O原子个数之比为1∶1，结合Ti为＋4价，O为－2价，故该阳离子的化学式为TiO2＋ n＋(或[TiO]2n)。(5)钛原子位于立方晶胞的顶角，被6个氧原子包围成 配位八面体；钙原子位于立方晶胞的体心，被12个氧原子包围；每个晶胞中含有的钛原子和钙原子均为1个，晶胞的12个边上各有一1个氧原子，根据均摊法可知每个晶胞实际占有的氧原子数为12×＝ 43，故该钙钛矿晶体的化学式为CaTiO3。 [答案] (1) 最密 (2)分子 (3)化合物乙分子间形成氢键 N>O>C n＋ (4)TiO2＋(或[TiO]2n) (5)6 12 CaTiO3 六方 3．(2019·河南省级示范性高中4月联考)近日，我国科学家在《自然·通信》杂志上发表研究报告称，利用铬同位素的系统分析发现“中 52 元古代大气氧含量高于现代水平的1%”。铬的同位素有5024Cr、24Cr、5354 24Cr、24Cr。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问 题： (1)基态5324Cr的价层电子轨道表达式为________。 (2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理为2K2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋8H2SO4―→3CH3COOH＋2Cr2(SO4)3＋2K2SO4＋
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