【題目】氮的單質及一些化合物在工農業(yè)生產(chǎn)等領域有重要作用,回答下列問題

(1)N原子核外有________不同運動狀態(tài)的電子;鶓B(tài)N原子中,能量最高的電子所占據(jù)的原子軌道形狀為_____________________;

(2)N與同一周期中左右相鄰的兩種元素原子的第一電離能大小關系為______________(填元素名稱),該電離能大小變化的原因為______________________________________________;

(3)經(jīng)測定發(fā)現(xiàn),N2O5固體由NO2+和NO3兩種離子組成,該固體中N原子雜化類型為____________________;與NO2+互為等電子體的微粒有_______________(寫出一種)。

(4)含氮的某些配體可與Co3+配位,請判斷Co元素位于元素周期表中的____________區(qū)(填s、p、d、ds或f),試寫出該Co元素基態(tài)原子的核外電子排布式________________________;Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+的配位數(shù)為_______________。已知配體N3與CO2為等電子體,判斷N3的空間立體構型為_____________________。

(5)已知N的電負性大于Cl,NCl3能與水發(fā)生劇烈的水解反應,反應得到兩種高中常見的化學物質,則發(fā)生的化學方程式為_______________________________________________。

(6)由H、C、N、O四種元素共同組成的四原子分子具有多種不同的結構,請寫出其中兩種滿足穩(wěn)定結構的鏈狀異構體的電子式____________________、______________________;

【答案】 7 啞鈴狀(或紡錘形) 氮>氧>碳 同周期元素從左到右核電荷數(shù)增大,對電子的吸引能力強,第一電離能總趨勢逐漸變大;而N原子核外電子具有半滿構型,比較穩(wěn)定,第一電離能反常變大 sp、sp3 CO2、N3、CS2、SiO2、SCN d [Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2 6 直線形 NCl3 + H2O = NH3↑+ HClO (符號↑不作要求)

【解析】分析:本題是物質結構的綜合題型,涉及很多知識點,正確解決此題必需掌握:(1)核外有多少電子,就有多少種運動狀態(tài),電子所在的能層越高,能量越大;(2)在周期表中,同周期從左向右電離能逐漸增大,s2p3軌道處于全滿和半滿狀態(tài),第一電離能比后一種元素大所以N﹥O;(3)等電子體是:原子個數(shù)相同,價電子數(shù)相同,空間構型相同,其中心原子的雜化類型也相同,所以NO2+CO2是等電子體,是sp雜化,NO3sp2雜化;(4)Co的核電荷數(shù)是27,其核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d74s2屬于d區(qū)元素;配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中, N3-NH3是配體,所以Co3+的配位數(shù)為6;(5)NCl3N元素化合價為-3,Cl元素化合價為+1,反應的 NCl3 + H2O = NH3↑+ HClO,(6)C、H、O、N可以形成的含4個原子的化合物有:HCNOHOCN,其電子式:。

詳解:(1)氮元素是7號元素,核外電子有7個,電子排布式為:1s22s22P3 ,由于有三種能級,故原子核外共有3種不同能級的電子,氮原子核外電子云有的伸展方向:s是球形的只有一種,P軌道有3種,共有3伸展方向。由于同一軌道上的兩個電子自旋方向不同,故共有7種不同運動狀態(tài)的電子。能量最高的電子所占據(jù)的原子軌道是2p軌道,p軌道的形狀為啞鈴狀(或紡錘形),所以正確答案:7;啞鈴狀(或紡錘形);

(2)N與同一周期中左右相鄰的兩種元素原子分別是CO,N、O、C三種元素是同周期元素,隨原子序數(shù)的增多,原子核對電子的吸引力增強,第一電離能逐漸增大;但N、O、C三種元素中由于N原子的2p軌道是半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,第一電離能反常,比同周期的氧元素要大,所以3種元素的第一電離能由大到小順序為:氮>>碳,正確答案:氮>>碳;同周期元素從左到右核電荷數(shù)增大,對電子的吸引能力強,第一電離能總趨勢逐漸變大;而N原子核外電子具有半滿構型,比較穩(wěn)定,第一電離能反常變大;

(3)NO2+(硝酰陽離子)價電子對是2,CO2是等電子體,幾何構型是呈直線型,陽離子中氮的雜化軌道類型為sp雜化,NO3-(硝酸根離子)價電子對數(shù)是3,陰離子構型為平面正三角形,所以 氮的雜化軌道類型為sp2雜化;等電子體是:原子個數(shù)相同,價電子數(shù)相同,NO2+原子個數(shù)是3,價電子總數(shù)是16個,與其等電子體的微粒有:CO2、N3、CS2、SCN正確答案:sp;sp2;CO2、N3、CS2、SCN

(4)Co的核電荷數(shù)是27,Co元素基態(tài)原子的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d74s2,位于周期表中第四周期、第Ⅷ族,屬于d區(qū)元素;Co3+的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2+中,根據(jù)配合物的理論,N3-NH3是配體,所以Co3+的配位數(shù)為6;配體N3CO2為等電子體,等電子體的結構是相同的,CO2的空間構型是直線形,所以N3的空間立體構型為:直線形;正確答案:d; [Ar]3d74s21s22s22p63s23p63d74s2; 6;直線形 ;

(5) N Cl , NCl3N元素化合價為-3,Cl元素化合價為+1,NCl3能與 水發(fā)生 烈的水解 應,反應得到NH3HClO,反應的 Cl3 + H2O = NH3↑+ HClO,正確答案:NCl3 + H2O = NH3↑+ HClO;

(6)根據(jù)C、N、O、H的價鍵理論,C、H、O、N可以形成的含4個原子的化合物有:HCNOHOCN,其電子式:正確答案:、。

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【題目】(實驗題)為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)

實驗過程:

.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸

.BC中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾

.B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時,關閉活塞a

.……

(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是____________________

(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是____________________

(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是____________________

(4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是__________________________________________

(5)過程Ⅲ實驗的目的是____________________

(6)氯溴碘單質的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下_________,得電子能力逐漸減弱

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請回答下列問題:

(1)焰色反應是_____(物理化學”)變化;實驗③中產(chǎn)生的無色無味氣體是_____(填化學式)。

(2)原溶液中一定存在的離子有______________,可能存在的離子有_____________________,一定不存在的離子有______________(寫化學式)。

(3)若溶液中K物質的量為0.04 mol,則c(Na)=________。

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A. 能量最低原理B. 泡利不相容原理C. 洪特規(guī)則D. 洪特規(guī)則特例

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【題目】利用如圖所示裝置進行下列實驗,現(xiàn)象和結論均正確的是

選項

③中現(xiàn)象

結論

裝置圖

A

濃硝酸

Cu

淀粉-KI溶液變藍

NO2為氧化性氣體

B

稀硫酸

Na2SO3

品紅溶液褪色

Na2SO3未變質

C

濃鹽酸

MnO2

FeBr2溶液變?yōu)辄S色

氧化性:Cl2>Br2

D

濃氨水

NaOH

濕潤紅色石蕊試紙變藍

NH3為堿性氣體

A. A B. B C. C D. D

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下列說法不正確的是:

A. 氣體A一定是混合氣體

B. 沉淀A一定是H2SiO3

C. 白色沉淀B在空氣中逐漸變灰綠色,最后變紅褐色

D. 該固體混合物一定含有Fe、Na2CO3、BaCl2

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【題目】NA 代表阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )

A. 1mol O2 作為氧化劑參與反應,得到的電子數(shù)一定為 4NA

B. 1mol Fe 和足量稀硫酸反應,失去的電子數(shù)是 3NA

C. 0.4mol·L-1Na2SO4 溶液中,所含 Na+和SO42- 總數(shù)為 1.2NA

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