Question

【題目】原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子，D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子，其他能層均已充滿電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）這四種元素中電負(fù)性最大的元素，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為____________________，第一電離能最小的元素是__________(填元素符號(hào))。

（2）C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點(diǎn)由高到低的順序是___________(填化學(xué)式)，呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是______________________________。

（3）B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為__________；另一種的晶胞如圖二所示，該晶胞的空間利用率為__________，若此晶胞中的棱長(zhǎng)為356.6 pm，則此晶胞的密度為__________g·cm3(保留兩位有效數(shù)字)。(=1.732)

圖一 圖二 圖三

（4）D元素形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為__________，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，該晶體中含有的化學(xué)鍵是__________ (填選項(xiàng)序號(hào))。

①極性鍵 ②非極性鍵 ③配位鍵 ④金屬鍵

（5）向D的硫酸鹽溶液中滴加過(guò)量氨水，觀察到的現(xiàn)象是______________________________。

請(qǐng)寫(xiě)出上述過(guò)程的離子方程式：__________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cu HF＞HI＞HBr＞HCl HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點(diǎn)較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大； sp2 34% 3.5 面心立方最密堆積 ①②③ 首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液 Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+NH4+、Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH

【解析】

原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即核外有6個(gè)電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素。

（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價(jià)電子數(shù)為7；金屬性越強(qiáng)，第一電離能越小；

（2）HF分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，其它鹵化氫隨著相對(duì)分子質(zhì)量遞增，其沸點(diǎn)升高；

（3）圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子，碳原子采取sp2雜化；計(jì)算晶胞中碳原子總體積與晶胞的體積，充分利用晶胞中每個(gè)C原子與周?chē)?/span>4個(gè)C原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，確定晶胞棱長(zhǎng)與C原子半徑關(guān)系；根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中C原子數(shù)目，進(jìn)而計(jì)算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)晶胞密度=質(zhì)量/體積計(jì)算；

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵；

（5）硫酸銅溶液中加入氨水會(huì)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到四氨合銅絡(luò)離子，溶液為深藍(lán)色的透明溶液。

原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即核外有6個(gè)電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素。

（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價(jià)電子數(shù)為7，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為；四元素中Cu的金屬性越強(qiáng)，故Cu的第一電離能越小，

故答案為：；Cu。

（2）HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點(diǎn)較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點(diǎn)越高，即沸點(diǎn)由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl，

故答案為：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點(diǎn)較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。

（3）圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子，碳原子采取sp2雜化；晶胞中每個(gè)C原子與周?chē)?/span>4個(gè)C原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，如圖所示：

令碳原子半徑為r，則FA長(zhǎng)=2r，根據(jù)體積關(guān)系可知，AO長(zhǎng)=4OF長(zhǎng)，故FA長(zhǎng)=3OF長(zhǎng)，故AO長(zhǎng)=，設(shè)BC長(zhǎng)為a，BO長(zhǎng)=，則OA長(zhǎng)=，故（6）1/2/3a=8/3r，故a=，則晶胞棱長(zhǎng)=，則晶胞體積=，晶胞中C原子數(shù)目=4+6×1/2+8×1/8=8，則晶胞中碳原子總體積=8×4/3πr3，故晶胞空間利用率=（8×43πr3）÷[8/3×（3）1/2r]3=34%；一個(gè)晶胞中含碳原子數(shù)為8×1/8+6×1/2+4=8，晶胞質(zhì)量=8×12/6.02×1023g，晶胞中的棱長(zhǎng)為356.6pm，則晶胞體積=（8×12/6.02×1023g）÷（356.6×10-10cm）3≈3.5g·cm-3，

故答案為：sp2；34%；3.5。

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，

故答案為：面心立方最密堆積；①②③。

（5）硫酸銅溶液中加入氨水會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cu2++2NH3·H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-，
故答案為：首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液；Cu2++2NH3·H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-。