原子结构与性质专题测试
二、综合题
22.黑磷是磷的一种稳定的同素异形体，黑磷具有正交晶系的晶体结构（图A），晶胞参数a＝3.A。，b＝4.A。，c＝10.A。。黑磷烯是二维的单层黑磷（图B），黑磷烯与石墨烯结构相似，P的配位数为3。与石墨烯相比，黑磷烯具有半导体性质，更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P，所有P原子的成键环境一样，图A中编号为①的P原子的晶胞内坐标为（0.，0.，0.）。请回答下列问题：
（2）P和F的电负性大小顺序是x（P）________x（F）。（填“＜”“＝”或“＞”）P和F形成的分子PF3和PF5，它们的几何构型分别为________、________。
（3）①黑磷中P原子杂化类型是________。黑磷中不存在________（选填字母序号）。
A.共价键B.σ键C.π键D.范德华力
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为________，原因是________。
（4）图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为________，黑磷的晶胞中含有________个P原子。
23.（1）I．N和Li、Na形成的Li3N、NaN3等化合物具有重要的用途。完成下列填空：
氮原子核外能量最高的电子所处的轨道是：________。锂离子核外电子的轨道表示式是：________。
（2）已知Li3N熔点为℃，NH3熔点﹣77.7℃，用物质结构的知识说明这两种含氮化合物熔点差异的可能原因________。
（3）II．研究者发明了利用锂循环合成氨的工艺，其流程如下：
每合成1mol氨，转移电子________mol；该过程最终得到的氧化产物是________。
（4）写出反应Ⅱ的化学反应方程式：________。向0.35gLi3N中加入40mL1mol/L的盐酸，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是：________。
（5）由元素周期律能得到____________（填序号）。
A.碱性：LiOH＜NaOHB.与水反应的剧烈程度：Li＜NaC.溶解度：LiOH＜NaOHD.密度：Li＜Na
（6）NaN3可用于汽车安全气囊，冲撞时发生如下反应：□NaN3+□KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，配平此反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。________
24.下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性x数值：
请仔细分析，试回答下列有关问题：
（1）根据所给数据分析推测：同主族的不同元素的x值的变化规律是________，x值与原子半径的关系是________。
（2）预测周期表中电负性最大的元素应为________(填元素符号)，估计钙元素的电负性的取值范围：________。
25.磷酸氯喹（C18H32ClN3O8P2）是当前治疗冠状病毒的药物之一，而碳、氮、氯、磷等是其重要的组成元素。完成下列填空：
（1）碳原子核外有________个轨道；氯原子最外层电子的轨道表示式是________。
（2）属于同主族的两种元素，非金属性大小的关系是________（用元素符号表示）。
（3）已知磷酸是弱电解质，它的分子式为H3PO4。其酸式盐Na2HPO4的电离方程式是________。经测定Na2HPO4的水溶液呈弱碱性，请用学过的化学知识进行解释：________。
（4）常温下，在CH3COONa溶液中加入一定量的HCl，使其pH=7，则c(Cl-)________c(CH3COOH)（填“＜”、“＞”、“=”）。
（5）向2.0L恒容的密闭容器中充入1.0molPCl5，发生如下反应：PCl5(s)PCl3(g)+C12(g)-kJ。控制体系温度不变，反应过程中测定的部分数据见下表：
①该条件下平衡常数的表达式为________；前50s内Cl2的反应速率为________。
②要提高上述反应中反应物的转化率，可采取的措施有________、________（任写两点）。
向上述达到平衡③的反应体系中，再加入0.02molPCl3、0.02molC12，则平衡________。移动（选填“正向”、“逆向”、“不”），平衡常数________（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
参考答案
22.（1）↑↓（2）；三角锥；三角双锥（3）sp3；C；黑磷红磷白磷；黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高；所以熔点高低顺序为黑磷红磷白磷。（4）(0.,-0.,0.)；8
(1)基态P原子核外有15个电子，排布式为1s22s22p63s23p3，其价电子排布图为：
；
②黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高，所以熔点：黑磷红磷白磷；黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高；(4)结合图B可知，图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a，关于坐标轴b对称，且位于坐标轴c的值为1-0.=0.，该P原子在晶胞内的坐标为（0.，-0.，0.），该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个；第二层含有P原子1+1+1+1=4个；第三层含有P原子1+1=2个，共8个P原子。23.（1）2p；
（2）Li3N是由活泼的金属和活泼的非金属形成的化合物，且其熔点为℃，可推知Li3N可能为离子化合物，Li3N熔化需要破坏离子键，NH3是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，离子键比分子间作用力强（3）3；O2（4）Li3N＋3H2O→3LiOH＋NH3↑；c(Cl﹣)c(Li＋)c(NH4＋)c(H＋)c(OH﹣)（5）A,B（6）
(1)氮原子核外能量关系为1s2s2p，所以能量最高的电子所处的轨道是2p。锂离子核外电子只排布在1s轨道上，所以轨道表示式是
。答案为：2p；
；(2)已知Li3N熔点为℃，NH3熔点﹣77.7℃，则表明Li3N晶体中微粒间的作用力大，而NH3晶体中微粒间的作用力小，分析二者的晶体类型，便可得出两种含氮化合物熔点差异的可能原因是：Li3N是由活泼的金属和活泼的非金属形成的化合物，且其熔点为℃，可推知Li3N可能为离子化合物，Li3N熔化需要破坏离子键，NH3是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，离子键比分子间作用力强；(3)由以上分析知，合成氨时，N由0价降为-3价，则生成1mol氨，转移电子3mol；该过程发生的总反应为
Li
2N2+6H2O====4NH3+3O2，最终得到的氧化产物是O2；(4)反应Ⅱ为Li3N与H2O反应生成LiOH和NH3，化学反应方程式：Li3N＋3H2O→3LiOH＋NH3↑。0.35gLi3N为0.01mol，40mL1mol/L的盐酸为0.04mol，反应生成0.03molLiCl和0.01molNH4Cl，溶液中所含离子为Cl-、Li+、NH4+、H+、OH-，溶液中存在的水解和弱电解质电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-、H2OH++OH-，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是：c(Cl﹣)c(Li＋)c(NH4＋)c(H＋)c(OH﹣)；(5)元素周期律描述金属性、非金属性的递变规律、原子半径的递变规律、主要化合价的递变规律等，金属性越强，金属与水反应置换出H2越容易，反应越剧烈，其最高价氧化物的水化物的碱性越强；没有涉及溶解度及密度的递变规律，则由元素周期律能得到AB；(6)配平方程式□NaN3+□KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，以NaN3、KNO3作为首先配平物质，即得10NaN3+2KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，再据质量守恒配平其它物质，此反应的化学方程式为10NaN3+2KNO3→K2O+5Na2O+16N2↑。电子转移的方向是从反应物中失电子元素指向得电子元素，数目为失电子总数或得电子总数，则标出电子转移的数目和方向的化学方程式为
。
24.（1）同一主族，自上而下电负性降低；原子半径越小，元素电负性越大（2）F；0.8～1.2
（1）由表中数据可以知道，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性降低，而根据元素周期律，同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，所以在同周期元素中原子半径越小,元素电负性越大，故答案为同一主族，自上而下电负性降低；原子半径越小，元素电负性越大；（2）电负性表示对键合电子的吸引力，电负性越大对键合电子吸引力越大，所以非金属性越强电负性越大，故电负性最强的物质在周期表的右上角为F元素；由表中数据可以知道，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性降低，故钙元素的电负性比K元素大，但小于Mg元素的电负性，即0.8＜x(Ca)＜1.2，故答案为F；0.8～1.2。25.（1）5；
（2）N＞P（3）Na2HPO4=2Na++HPO42-；HPO42-水解呈碱性，电离呈酸性，水解程度大于其电离程度，因而c(OH-)大于c(H+)（4）=（5）K=c(PCl3)c(C12)；0.mol·L-1·s-1；升高温度、降低压强；移走PCl3、Cl2等；逆向；不变
(1)碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，有个5轨道；氯原子的的外电子排布式为1s22s22p63s23p5，最外层电子的轨道表示式是
；(2)N和P属于同主族的两种元素，同主族元素，从上到下，失电子能力增强，得电子能力减弱，故非金属性减弱，故非金属性N＞P；(3)磷酸是弱电解质，Na2HPO4属于弱酸的酸式盐，电离方程式是Na2HPO4=2Na++HPO42-，Na2HPO4的水溶液里既存在磷酸氢根的电离，电离时释放出氢离子，HPO42-H++PO43-，显酸性，也存在磷酸氢根的水解，HPO42-+H2OH2PO4-+OH-，呈弱碱性，溶液显碱性，说明HPO42-水解程度大于电离程度；(4)醋酸钠溶液中加入盐酸，发生强酸制弱酸，CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl，pH=7，说明c(H+)=c(OH-)，反应后的溶液存在电荷守恒，即c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)，醋酸钠溶液中存在物料守恒：即c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)，将钠离子的浓度代入电荷守恒，可以得到c(CH3COOH)=c(Cl-)；(5)①根据化学反应：PCl5(s)PCl3(g)+C12(g)，