Question

【題目】【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】某配位化合物為深藍(lán)色晶體，由原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個(gè)數(shù)比為l4︰4︰5︰1︰1。其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為(n－1)d n+6nsl�；卮鹣铝袉�(wèn)題。

（1）元素D在周期表中的位置是 ，B原子的外圍電子排布圖為 。E原子的核外有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，B和C的第一電離能大小關(guān)系是 。(用元素符號(hào)表示)

（2）C元素可與A元素形成兩種常見(jiàn)的化合物，其原子個(gè)數(shù)比分別為1︰1和l︰2，寫(xiě)出原子個(gè)數(shù)比為1︰1的化合物的電子式 ，兩種化合物可以任意比互溶，解釋其主要原因?yàn)?/span> 。

（3）該配位化合物的化學(xué)式為 。

（4）A元素與B元素可形成分子式為A2B2的化合物，該化合物的分子具有平面結(jié)構(gòu)，則其結(jié)構(gòu)式為 ，用電子式表示化合物Na2D的形成過(guò)程 。

（5）已知E的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為a cm，E單質(zhì)的密度為ρ g·cm-3，則阿伏伽德羅常數(shù)為 （用a、ρ表示）。該晶胞配位數(shù)為 ，EDC4常作電鍍液，其中DC42-的空間構(gòu)型是 ，其中D原子的雜化軌道類型是 。若電解EDC4的水溶液，則電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）三（6分）VIA；（6分）；29（6分）；N

（2））；H2O和H2O2之間形成氫鍵

（3）[Cu(NH3)4]SO4H2O

（4）H-N=N-H）；

（5）NA=256/(ρ*a3）；12；正四面體；sp3雜化；2CuSO4+2H2O=電解=2Cu+2H2SO4+O2↑

【解析】

試題分析：C、D元素是同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，可知C為氧元素，D為硫元素；E元素的外圍電子排布為(n-1)d(n+6)ns1，s軌道沒(méi)有排滿，則根據(jù)洪特規(guī)則可知，此時(shí)d軌道應(yīng)該是全滿狀態(tài)，即n+6=10，解得4，所以E元素的原子序數(shù)是18+10+1=29，即E是銅元素。根據(jù)該配位化合物中原子個(gè)數(shù)比可知，A應(yīng)該是氫元素，S與O結(jié)合生成硫酸根，剩余1個(gè)O與2個(gè)H結(jié)合形成1個(gè)H2O，則4個(gè)B原子結(jié)合12個(gè)H，即個(gè)數(shù)之比為1:3，所以該物質(zhì)是氨氣，即B是氮元素。

（1）元素D為S，在周期表中第三周期VIA；元素B為N，核外電子數(shù)為7，電子排布為；元素E為Cu，核外有29個(gè)電子。由泡利不相容原理可知，同一個(gè)原子中不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，故Cu原子核外有29種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；第一電離能N>O。

（2）氫元素與氧元素形成的兩種常見(jiàn)化合物是H2O和H2O2，雙氧水的電子式為；由于氧元素非金屬性強(qiáng)，H2O與H2O2之間形成氫鍵，因此二者互溶。

（3）推斷可知，該配位化合物的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4H2O。

（4）氫元素與氮元素可形成分子式為A2B2的某化合物是N2H2，該化合物的分子具有平面結(jié)構(gòu)，依據(jù)8電子和2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知，氮元素與氮元素之間形成雙鍵，氫元素與氮元素之間形成單鍵，則其結(jié)構(gòu)式為H-N=N-H；過(guò)硫化鈉的電子式表示的形成過(guò)程與過(guò)氧化鈉類似，即。

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有銅原子的個(gè)數(shù)是8*1/8 + 6 *1/2=4，因此 ρ*a3*NA/4=64，解得NA=256/(ρ*a3）；該晶胞為面心立方，故其配位數(shù)為12；在硫酸根離子中硫原子不存在孤對(duì)電子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以空間構(gòu)型是正四面體形，硫原子是sp3雜化；電解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式為：2CuSO4+2H2O=電解=2Cu+2H2SO4+O2↑，其中陽(yáng)極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2+4H+，陰極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu。