Question

8．A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素，原子序數(shù)依次增大，其相關(guān)信息如下：

	相關(guān)信息
A	所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等
B	原子核外電子有4種不同的運(yùn)動狀態(tài)
C	元素原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍且有3個能級
D	元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1
E	E原子的第一至第四電離能如下：I1=738 kJ•mol-1    I2=1451 kJ•mol-1   I3=7733 kJ•mol-1    I4=10540 kJ•mol-1
F	第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同，其余各層電子均充滿

請回答下列問題：
（1）F位于元素周期表第IB族，其簡化電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹ ．
（2）D元素基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有3個方向，原子軌道呈啞鈴形．
（3）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷E基態(tài)原子的核外電子排布圖為：，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了泡利原理．
（4）A與D形成的D₂A₄分子中D原子的雜化類型為sp³雜化，A與D形成的最簡單分子易溶于水的原因氨氣分子能與水分子形成氫鍵．
（5）C的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，分子構(gòu)型為一個32面體，其中有12個五元環(huán)，20個六元環(huán)（如圖1）．則1個這種單質(zhì)分子中所含π鍵的數(shù)目為30．

（6）已知在元素周期表中存在“對角線規(guī)則”，即周期表中左上方與右下方元素它們的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)相似，如Li和Mg，試寫出向BeCl₂溶液中加入過量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：BeCl₂+4NaOH═Na₂BeO₂+2NaCl+2H₂O．
（7）圖2是金屬Ca和F所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，已知鑭鎳合金與上述合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XY_n，它們有很強(qiáng)的儲氫能力．已知鑭鎳合金LaNi_n晶胞體積為9.0×10^-23 cm³，儲氫后形成LaNi_nH_4.5合金（氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變），則LaNi_n中n=5（填數(shù)值）；氫在合金中的密度為0.083g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素，原子序數(shù)依次增大，A所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等，則A為H元素；
B原子核外電子有4種不同的運(yùn)動狀態(tài)，則B為Be元素；
C元素原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍且有3個能級，為C元素；
D元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，則D為N元素；
E原子的第一至第四電離能如下：I₁=738 kJ•mol^-1、I₂=1451 kJ•mol^-1、I₃=7733 kJ•mol^-1、I₄=10540 kJ•mol^-1，為第IIIA族元素，為Al元素；
F為第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同，其余各層電子均充滿，為Cu元素；
（1）F是Cu元素，原子核外有29個電子，位于第四周期第IB族，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；
（2）D是N元素，D元素基態(tài)原子中能量最高的電子是2p電子，p電子電子云有3種，原子軌道為啞鈴形；
（3）泡利原理為同一軌道中不能有自旋方向相同的兩個電子；
（4）H與N形成的N₂H₄分子中每個N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化類型，氫鍵的存在促進(jìn)氨氣易溶于水；
（5）碳元素的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，則該分子為C₆₀，分子構(gòu)型為一個32面體，其中有12個五元環(huán)，20個六元環(huán)，每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵，均為兩個碳共用，所以每個碳實(shí)際占有的碳碳雙鍵數(shù)為0.5，而每個雙鍵中有一個π鍵；
（6）根據(jù)對角線規(guī)則知，Be元素和Al元素性質(zhì)相似，根據(jù)氯化鋁與NaOH的反應(yīng)寫出BeCl₂與NaOH的反應(yīng)；
（7）利用均攤分計算n值；密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4.5}{V}$．

解答 解：A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素，原子序數(shù)依次增大，A所處的周期數(shù)、族序數(shù)分別與其原子序數(shù)相等，則A為H元素；
B原子核外電子有4種不同的運(yùn)動狀態(tài)，則B為Be元素；
C元素原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍且有3個能級，為C元素；
D元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，則D為N元素；
E原子的第一至第四電離能如下：I₁=738 kJ•mol^-1、I₂=1451 kJ•mol^-1、I₃=7733 kJ•mol^-1、I₄=10540 kJ•mol^-1，為第IIIA族元素，為Al元素；
F為第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同，其余各層電子均充滿，為Cu元素；
（1）F是Cu元素，原子核外有29個電子，位于第四周期第IB族，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹ ，
故答案為：IB；[Ar]3d¹⁰4s¹ ；
（2）D是N元素，D元素基態(tài)原子中能量最高的電子是2p電子，p電子電子云有3種，原子軌道為啞鈴形，
故答案為：3；啞鈴；
（3）泡利原理為同一軌道中不能有自旋方向相同的兩個電子，根據(jù)圖知，該原子核外電子排布違反泡利原理，故答案為：泡利原理；
（4）H與N形成的N₂H₄分子中每個N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化類型為sp³，氨氣和水分子之間形成氫鍵而促進(jìn)氨氣溶解，所以氨氣易溶于水；
故答案為：sp³；氨氣分子能與水分子形成氫鍵；
（5）碳元素的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，則該分子為C₆₀，分子構(gòu)型為一個32面體，其中有12個五元環(huán)，20個六元環(huán)，每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵，均為兩個碳共用，所以每個碳實(shí)際占有的碳碳雙鍵數(shù)為0.5，而每個雙鍵中有一個π鍵，所以C₆₀中π鍵的數(shù)目為60×0.5=30，
故答案為：30；
（6）根據(jù)對角線規(guī)則知，Be元素和Al元素性質(zhì)相似，根據(jù)氯化鋁與NaOH的反應(yīng)寫出BeCl₂與NaOH的反應(yīng)方程式為BeCl₂+4NaOH═Na₂BeO₂+2NaCl+2H₂O，
故答案為：BeCl₂+4NaOH═Na₂BeO₂+2NaCl+2H₂O；
（7）該晶胞中白色球個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、黑色球個數(shù)=1+8×$\frac{1}{2}$=5，根據(jù)化學(xué)式知，n=5；密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4.5}{V}$=$\frac{\frac{1}{{N}_{A}}×4.5}{9.0×1{0}^{-23}}$g•cm^-3=0.083 g•cm^-3，
故答案為：5；0.083 g•cm^-3．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計算、化學(xué)方程式的書寫、氫鍵、原子雜化方式判斷、原子核外電子排布等知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查學(xué)生知識運(yùn)用、知識遷移、計算及空間想象能力，掌握基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是晶胞計算．