Question

14．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A與B位于不同周期且B元素的原子含有3個能級，B元素原子的每個能級所含有電子數(shù)相同；D的原子核外有8個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子．請回答下列問題：

（1）B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的順序?yàn)镃＜O＜N（用元素符號表示）．
（2）寫出化合物BD的一種等電子體的化學(xué)式：N₂．
（3）ED的熔點(diǎn)比E₂D₃的熔點(diǎn)低（填“高”或“低”），原因是Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低．
（4）F離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子，人工模擬酶是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)．
①F原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹ ．向FSO₄溶液通入過量CA₃，可生成[F（CA₃）₄]SO₄，F(xiàn)的配位數(shù)為4．
②某化合物與F（Ⅰ） （Ⅰ表示化合價為+1）結(jié)合形成圖1所示的離子，該離子中碳原子的雜化方式有sp²、sp³．
（5）B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞如圖2所示，若晶體的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素能級個數(shù)與核外電子數(shù)相等，則A為H元素；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則B為C元素；D的原子核外有8個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，則D為O元素；C原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，應(yīng)處于Ⅷ族及相鄰的族，E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則E為Fe，故F為Cu，以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素能級個數(shù)與核外電子數(shù)相等，則A為H元素；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數(shù)相同，原子核外電子排布為1s²2s²2p²，則B為C元素；D的原子核外有8個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，則D為O元素；C原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，應(yīng)處于Ⅷ族及相鄰的族，E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則E為Fe，故F為Cu，
（1）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以B、C、D第一電離能由低到高順序是C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）等電子體即為原子數(shù)目相等，價電子總數(shù)也相等的物質(zhì)，BD為CO，故與其互為等電子體的物質(zhì)為N₂，
故答案為：N₂；
（3）Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃小，F(xiàn)eO的熔點(diǎn)比Fe₂O₃低，
故答案為：低；Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低；
（4）①F為Cu，原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹ ，向CuSO₄溶液中通入過量的NH₃可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，再加入乙醇，會析出深藍(lán)色晶體，其化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，其配位數(shù)為4，
故答案為：3d¹⁰4s¹ ；4；
②雜環(huán)上的碳原子含有3個σ鍵，沒有孤對電子，采用sp²雜化，亞甲基上碳原子含有4個共價單鍵，采用sp³雜化，
故答案為：sp²、sp³；
（5）晶胞中C原子數(shù)目=4+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，晶胞質(zhì)量=8×$\frac{12}{{N}_{A}}$g=$\frac{96}{{N}_{A}}$g，若晶體的密度為ρg/cm³，則
晶胞體積=$\frac{\frac{96}{{N}_{A}}g}{ρg/c{m}^{3}}$=$\frac{96}{ρ{N}_{A}}$cm³，則晶胞棱長=$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、電負(fù)性大小比較、第一電離能大小比較、等電子體等知識點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，注意等電子體物理性質(zhì)相似但化學(xué)性質(zhì)不同，難點(diǎn)是晶胞計算，注意該晶體中兩個距離最近原子之間距離與晶胞體長關(guān)系，為易錯點(diǎn)．