Question

【題目】A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子；E原子最外層有1個(gè)單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿(mǎn)電子；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2。回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出基態(tài)E+的價(jià)電子排布式:_________。基態(tài)A原子的第一電離能比B的大，其原因是__________。

(2)A5+由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室推進(jìn)科學(xué)與先進(jìn)概念部Karl .O. Christed 于1999年成功合成，其結(jié)構(gòu)呈‘V'形且該離子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則A5+的結(jié)構(gòu)式為________。

(3)B3分子的空間構(gòu)型為______，其中B原子的雜化類(lèi)型是______，與B3分子互為等電子體的微粒有_________(寫(xiě)一種離子)。

(4)向E的硫酸鹽溶液中通入A的氣態(tài)氫化物至過(guò)量，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，隨后沉淀溶解得到深藍(lán)色溶液，向溶液中加入適量乙醇，析出藍(lán)色晶體。加入乙醇的目的___________。 寫(xiě)出該配合物中配離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________。

(5)由長(zhǎng)周期元素組成的鑭鎳合金、銅鈣合金有相同類(lèi)型的晶體結(jié)構(gòu)XYn，它們有很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力，其中銅鈣合金的晶體的部分結(jié)構(gòu)如圖所示。

己知鑭鎳合金(LaNin)晶體中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元如圖一所示，該結(jié)構(gòu)單元的體積為9.0×10-23cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)入晶體空隙，體積不變)，則LaNin中n=___ (填數(shù)值)；氫在合金中的密度為_______g/L。

Answer 1

【答案】 3d10 N原子價(jià)電子排布式為2S22P3，O原子為2s22p4，N的2p軌道達(dá)半滿(mǎn)，更為穩(wěn)定 v形 SP2 NO2- 降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度 n=5 密度是250g/L

【解析】B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)，A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子，原子核外電子排布為1s22s22p3，則A是N元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子，且C的原子序數(shù)大于A，其原子核外電子排布為1s22s22p5，所以C是F元素，結(jié)合原子序數(shù)可推知B是O元素；E原子核外有成單電子，其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿(mǎn)電子，且原子序數(shù)小于30，則E處于第四周期，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式3d104s1，則E是Cu元素；D與E同周期，價(jià)電子數(shù)為2，則D是Ca元素；
(1)Cu的核電荷數(shù)為29，基態(tài)Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，則價(jià)電子排布式為3d104s1�；鶓B(tài)N原子的核外電子排布為1s22s22p3，p軌道為半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，故其第I電離能比O的大；
(2). N5+共有24個(gè)價(jià)電子，其結(jié)構(gòu)呈‘V'形且該離子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則N5+的結(jié)構(gòu)式為
(3)O3中O原子的雜化類(lèi)型是SP2，所以空間構(gòu)型為v形，與O3分子互為等電子體的微粒有應(yīng)具有3個(gè)原子和18個(gè)價(jià)電子，符合條件且為離子的可以是 NO2-。

(4)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水，離子方程式為：Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2H2O，至過(guò)量，觀察到溶液由天藍(lán)色最終變?yōu)樯钏{(lán)色，生成[Cu(NH3)4]2+，反應(yīng)的離子方程式為：Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O；
①該藍(lán)色晶體的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，加入乙醇的目的是向深藍(lán)色透明溶液加入乙醇，由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以會(huì)析出深藍(lán)色的晶體：Cu(NH3)4SO4H2O，則加入乙醇的作用是降低了[Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度；

②[Cu(NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)式為；
(5)銅、鈣合金中，N(Cu)＝12+6＋6＝15。N(Ca)＝12×＋2×＝3， ＝＝，所以n＝5；因?yàn)楹辖鸬幕瘜W(xué)式為L(zhǎng)aNinH4.5而一個(gè)晶胞中實(shí)際擁有三個(gè)La原子、5個(gè)Ni原子，所以實(shí)際含有氫原子4.5×3=13.5。ρ·9.0×10－23cm3·NA＝M，其中氫在合金中的密度為0.25 g·cm－3=250g/L。