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专题十一 物质结构与性质
1.铋可改善钢的加工性能。周期表中铋与砷(As)同主族,其最稳定的同位素是Bi。下列说法不正确的是( )
A.Bi是第六周期元素
B.Bi的中子数是126
C.Bi的原子半径比As的小
D.Bi和Bi具有相同的电子数
C 解析:铋与砷(As)同主族,As处于第四周期,Bi处于第六周期,则Bi的原子半径大于As的原子半径,C错误。
2.(2022·江苏卷)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Al3+)<r(Na+)
B.电负性大小:χ(F)<χ(O)
C.电离能大小:I1(O)<I1(Na)
D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3
A 解析:电子层结构相同时,核电荷数越小,离子半径越大,则离子半径大小为r(Al3+)<r(Na+),A正确;同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:χ(F)>χ(O),B错误;O是非金属元素,Na是活泼金属元素,Na比O更易失去电子,故电离能:I1(O)>I1(Na),C错误;元素的金属性强弱为Na>Al,则碱性:NaOH>Al(OH)3,D错误。
3.下列性质的比较,不正确的是( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.电负性:S<Cl
C.热稳定性:H2S>H2O
D.第一电离能:S<O
C 解析:由于非金属性大小S>P,则酸性大小H2SO4>H3PO4,A正确;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:S<Cl,B正确;元素的非金属性:S<O,则热稳定性:H2S<H2O,C错误;同主族元素自上而下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能:S<O,D正确。
4.(2023·湖南衡阳一模)我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的某二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.该二维晶体的化学式为CaCl2
B.Ca—Cl—Ca的键角为60°
C.Can+和Cl-的配位数均为3
D.该晶体可由钙在氯气中燃烧制得
C 解析:由俯视图可知,一个钙离子形成键结合3个氯离子,同样一个氯离子形成键结合3个钙离子,则该二维晶体的化学式为CaCl,A错误;结合侧视图可知,Ca—Cl—Ca构成的不是平面六边形,Ca—Cl—Ca的键角不是60°,B错误;Can+、Cl-周围最近的离子数均为3,故配位数均为3,C正确;钙在氯气中燃烧生成CaCl2,不能得到该晶体,D错误。
5.(2023·新课标全国卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
A 解析:根据图示信息,结合原子的成键规律可知该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;基态氮原子的2p轨道处于半充满稳定状态,其第一电离能大于C、O,即第一电离能C<O<N,B错误;B、C、N、O基态原子未成对电子数依次为1、2、3、2,C错误;[C(NH2)3]+为平面结构,则氮原子为sp2杂化,B形成4个σ键,则硼原子为sp3杂化,氧原子形成2个σ键,且有2个孤电子对,为sp3杂化,D错误。
6.(2023·辽宁葫芦岛一模)某农药杀虫剂中含有的成分如图。已知X、Y、Z、N、M为原子序数依次增大的短周期元素,已知Y、Z位于同一个周期,X、N位于同一主族。则下列说法错误的是( )
A.电负性大小排序:Y>X>N
B.该化合物难溶于水,不能与水形成氢键
C.该化合物可与Cu2+、Ag+等形成配合物
D.M的最高价氧化物的水化物形成的浓溶液能与M的气态氢化物反应
B 解析:X、Y、Z、N、M为原子序数依次增大的短周期元素,Y、Z位于同一个周期,结合结构简式可知,N为Na,X、N位于同一主族,则X为H,Y可形成4个共用电子对,为C,Y、Z位于同一个周期,Z形成3个共用电子对,为N,M形成2个共价键,其中1个M获得1个电子,则M处于第ⅥA族,M的原子序数大于Na,则M为S。X、Y、Z、X、M分别为H、C、N、Na、S,则电负性:C>H>Na,A正确;该物质为离子化合物,且氮原子可以与水形成氢键,易溶于水,B错误;该化合物中氮、硫原子含有孤电子对,可以与含有空轨道的Cu2+、Ag+等形成配位键,C正确;浓硫酸与硫化氢能发生氧化还原反应,D正确。
7.铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高,是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,几种离子液体的结构如下。
回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为