Question

19．A、B、C、D、E、F、G七種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．元素周期表中原子半徑最小的是A，B原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子，化合物CD₂為紅棕色氣體，E的單質(zhì)易與水反應(yīng)且只作氧化劑，元素F基態(tài)原子的3p軌道上有5個(gè)電子，G是第四周期元素，最外層只有一個(gè)電子，其余各層電子均充滿．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞C（用元素符號(hào)表示）．
（2）A、B、D可形成分子式為A₂BD的某化合物，則該化合物分子中B原子的軌道雜化類型是：sp²．
（3）E的單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O+2F₂=4HF+O₂↑．
（4）元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2．元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子．
①X與Y所形成化合物中X的化合價(jià)等于其族序數(shù)，Y達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該化合物的化學(xué)式為：ZnS．
②乙醇在D的氫化物（H₂D）中的溶解度大于H₂Y在D的氫化物（H₂D）中的溶解度，其原因是：乙醇分子與水分子之間形成氫鍵而H₂S分子與水分子之間不形成氫鍵．
③X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X（NH₃）₄]CI₂該配合物中含有o鍵的數(shù)目為：16．
（5）F與G所形成化合物晶體的晶胞如圖所示．
①在元素周期表中，元素G位于ds區(qū)．
②在1個(gè)晶胞中，該化合物的化學(xué)式為：CuCl．
已知該晶體的密度為pg•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則該晶體中F原子和G原子之間的最短距離為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm（只寫計(jì)算式）（F原子位于體對(duì)角線上）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．元素周期表中原子半徑最小的是A，則A為H元素；化合物CD₂為紅棕色氣體，該氣體為NO₂，則C為N、D為O元素；B原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子，其原子序數(shù)小于N，則B為C元素；E的單質(zhì)易與水反應(yīng)且只作氧化劑，則E為F元素；元素F基態(tài)原子的3p軌道上有5個(gè)電子，則F含有3個(gè)電子層，最外層含有7個(gè)電子，為Cl元素；G是第四周期元素，最外層只有一個(gè)電子，其余各層電子均充滿，核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則G為Cu元素；
（4）元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個(gè)電子，為Zn元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子，則Y是S元素，據(jù)此進(jìn)行解答．
（5）①G為Cu，位于周期表中第四周期ⅠB族，為ds區(qū)；
②利用均攤法計(jì)算得出；計(jì)算出一個(gè)晶胞中微粒數(shù)，利用化合物的摩爾質(zhì)量和密度計(jì)算出晶胞邊長(zhǎng)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對(duì)角線的$\frac{1}{4}$．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素位于元素周期表前四周期，原子序數(shù)依次增大．元素周期表中原子半徑最小的是A，則A為H元素；化合物CD₂為紅棕色氣體，該氣體為NO₂，則C為N、D為O元素；B原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子，其原子序數(shù)小于N，則B為C元素；E的單質(zhì)易與水反應(yīng)且只作氧化劑，則E為F元素；元素F基態(tài)原子的3p軌道上有5個(gè)電子，則F含有3個(gè)電子層，最外層含有7個(gè)電子，為Cl元素；G是第四周期元素，最外層只有一個(gè)電子，其余各層電子均充滿，核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，則G為Cu元素，
（1）B、C、D分別為C、N、O，同周期，隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮元素2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，失去第一個(gè)電子需要的能量較多，其第一電離能高于同周期相鄰元素，故C、N、O三種元素的第一電離能數(shù)值從大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）H、C、O可形成分子式為H₂CO，為HCHO，該分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式為sp²，
故答案為：sp²；
（3）E的單質(zhì)為F₂，F(xiàn)₂與水反應(yīng)生成氟化氫和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O+2F₂=4HF+O₂↑，
故答案為：2H₂O+2F₂=4HF+O₂↑；
（4）元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，則內(nèi)層電子數(shù)=2+8+18=28，且最外層電子數(shù)為2，所以該原子有30個(gè)電子，為Zn元素；元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子，則Y是S元素，
①X、為Zn、Y為S，X與Y所形成化合物中X的化合價(jià)等于其族序數(shù)，則X的化合價(jià)為+2，Y達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該化合物為ZnS，
故答案為：ZnS；
②D為O、Y為S，D的氫化物為H₂O，H₂Y為H₂S，在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致其溶解性增大，而H₂S分子與水分子之間不形成氫鍵，
故答案為：乙醇分子與水分子之間形成氫鍵而H₂S分子與水分子之間不形成氫鍵；
③該配合物為[Zn（NH₃）₄]Cl₂，高配合物的配離子中Zn原子和N原子、氨氣分子中N原子和H原子之間都存在σ鍵，則一個(gè)該配離子中σ鍵個(gè)數(shù)=4+3×4=12，所以配合物[Zn（NH₃）₄]Cl₂中含有σ鍵的數(shù)目為16，
故答案為：16；
（5）①F為Cl、G為Cu，Cu位于周期表中第四周期ⅠB族，屬于ds區(qū)，
故答案為：ds；
②由銅與Cl形成化合物的晶胞可知，4個(gè)銅原子都在晶胞內(nèi)部，故該晶胞中銅的個(gè)數(shù)為4，氯原子的個(gè)數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以該晶體的化學(xué)式為：CuCl；
將大正方體分成8個(gè)小正方體，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為小正方體的體對(duì)角線的一半，1個(gè)該晶體中含有4個(gè)CuCl，則該晶體的體積為：$\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}$cm³，晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm，小正方體的邊長(zhǎng)為$\frac{1}{2}$$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm，小正方體的體對(duì)角線是小正方體邊長(zhǎng)的$\sqrt{3}$倍，則小正方體的體對(duì)角線為：$\frac{\sqrt{3}}{2}$$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm，則該晶體中銅原子和Cl原子之間的最短距離為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：CuCl；$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及晶胞計(jì)算、元素推斷、氫鍵、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律的關(guān)系等知識(shí)，題目難度較大，推斷元素為解答關(guān)鍵，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意掌握均攤法在晶胞計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力．