Question

20．下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素．

（1）寫出上表中元素⑩基態(tài)原子的外圍電子排布圖1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為：sp²．
（3）按要求完成下列各題：
a．與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子的化學式CO、C₂^2-或CN^-或NO⁺或O₂²⁺（各一種）．
b．元素④的氣態(tài)氫化物X的水溶液在微電子工業(yè)中，可作刻蝕劑H₂O₂的清除劑，所發(fā)生反應的產物不污染環(huán)境，其化學方程式為2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O．
（4）在測定①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是：HF分子之間因形成氫鍵而形成（HF）_n締合分子，實際測得的為HF和（HF）_n的相對分子質量的平均值，比HF的分子量大．
（5）元素⑨和鐵元素均可形成+2價氧化物，晶體結構類型均與氯化銫的相同，
a、比較離子半徑大�。篊l^-大于Cs⁺（填“大于”、“小于”或“等于”）．
b、元素⑨和鐵的+2價離子半徑分別為69pm和78pm，則比較兩種氧化物的熔點較高的為NiO（填化學式），請解釋原因兩種氧化物中的陰陽離子的電荷（絕對值）均相等，Ni²⁺的半徑小則NiO的陰陽離子核間距小于FeO的陰陽離子核間距，可知NiO的晶格能較大，熔點高．
（6）元素⑩所形成的單質晶體中原子的堆積方式為fcc（面心立方），晶胞邊長為361pm．又知⑩單質的密度為9.00g•cm^-3，原子量為63.6，請回答下列問題：
a、晶體中該原子的配位數為12，一個晶胞中包含的原子數目為4．
b、⑩單質的晶胞的體積是4.70×10^-23cm³，阿伏加德羅常數為$\frac{4×63.6}{9.00×4.70×10{\;}^{-23}}$/mol=6.01×10²³mol^-1（列式計算）．

Answer 1

分析 由元素在周期表中的位置可知①為H，②為Li，③為C，④為N，⑤為O，⑥為F，⑦為Mg，⑧為S，⑨為Ni，⑩為Cu，
（1）⑩為Cu，原子序數為29，結合構造原理書寫電子排布式；
（2）元素③與①形成的水果催熟劑為C₂H₄，根據形成的δ鍵判斷；
（3）元素④所形成的單質為N₂，含有14個電子；元素④的氣態(tài)氫化物X為NH₃，與H₂O₂反應生成N₂和水；
（4）HF分子之間因形成氫鍵而形成（HF）_n締合分子；
（5）a、核外電子排布相同的離子，核電荷數越大，離子半徑越��；
b、離子半徑越小、晶體熔點越高；
（6）利用均攤法計算

解答 解：由元素在周期表中的位置可知①為H，②為Li，③為C，④為N，⑤為O，⑥為F，⑦為Mg，⑧為S，⑨為Ni，⑩為Cu，
（1）⑩為Cu，原子序數為29，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）元素③與①形成的水果催熟劑為C₂H₄，結構簡式為CH₂=CH₂，C形成3個δ鍵，為sp²雜化，
故答案為：sp²；
（3）a、元素④所形成的單質為N₂，含有14個電子，與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子有CO、C₂^2-或CN^-或NO⁺或O₂²⁺，
故答案為：CO；C₂^2-或CN^-或NO⁺或O₂²⁺；
b、元素④的氣態(tài)氫化物X為NH₃，與H₂O₂反應生成N₂和水，方程式為2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O，
故答案為：2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O；
（4）F的非金屬性很強，對應氫化物中含有氫鍵，HF分子之間因形成氫鍵而形成（HF）_n締合分子，實際測得的為HF和（HF）_n的相對分子質量的平均值，比HF的分子量大，
故答案為：HF分子之間因形成氫鍵而形成（HF）_n締合分子，實際測得的為HF和（HF）_n的相對分子質量的平均值，比HF的分子量大；
（5）a、Cl^-、K⁺核外電子排布相同，核電荷數越大，離子半徑越小，Cl的原子序數小于K，則Cl^-離子半徑較大，
故答案為：大于；
b、兩種氧化物中的陰陽離子的電荷（絕對值）均相等，離子半徑越小、晶格能越大，則晶體熔點越高，
故答案為：NiO；兩種氧化物中的陰陽離子的電荷（絕對值）均相等，Ni²⁺的半徑小則NiO的陰陽離子核間距小于FeO的陰陽離子核間距，可知NiO的晶格能較大，熔點高；
（6）a、Cu單質的晶體為面心立方最密堆積，以頂點Cu原子研究，與之最近的Cu原子處于面心上，每個頂點為12個面共用，故Cu的配位數為12，
一個晶胞中包含的原子數目為6×$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{8}$×8=4，
故答案為：12；4；
b、晶胞邊長為361pm．則晶胞的體積為（361×10^-10cm）³=4.70×10^-23cm³，
設阿伏加德羅常數為N_A，
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4×63.6}{{N}_{A}}}{4.70×1{0}^{-23}}$=9.00g•cm^-3，則N_A=$\frac{4×63.6}{9.00×4.70×10{\;}^{-23}}$/mol，
故答案為：4.70×10^-23；N_A=$\frac{4×63.6}{9.00×4.70×10{\;}^{-23}}$/mol=6.01×10²³mol^-1．

點評 本題以元素推斷為載體，綜合考查物質結構與性質，涉及核外電子排布規(guī)律、雜化理論與分子結構、氫鍵、晶胞計算等，難度中等，（6）注意利用均攤法進行晶胞計算．