Question

12．A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大，A的最高正價和最低負價的絕對值相等，B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，E的基態(tài)原子s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，F(xiàn)的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，G²⁺的3d軌道有9個電子，請回答下列問題：
（1）F的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²．
（2）B、C、D的原子的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N（用元素符號回答）
（3）下列關于B₂A₂分子和A₂D₂分子的說法正確的是b．
a．分子中都含有σ鍵和π鍵     b．B₂A₂分子的沸點明顯低于A₂D₂分子
c．都是含極性鍵和非極性鍵的非極性分子
d．互為等電子體，分子的空間構型都為直線形
e．中心原子都是sp雜化
（4）由B、E、F三種元素形成的一種具有超導性的晶體，晶胞如圖所示．B位于E和F原子緊密堆積所形成的空隙當中．與一個F原子距離最近的F原子的數(shù)目為8，該晶體的化學式為MgNi₃C．
（5）向GSO₄（aq）中逐滴加入過量氨水，會發(fā)生先產(chǎn)生藍色沉淀后沉淀消失，寫出沉淀消失的離子反應方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負價的絕對值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數(shù)依次增大．其中B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價和最低負價的絕對值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu．
（1）F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，3d能級有8個電子，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（3）a．C₂H₂分子中含有C≡C三鍵、C-H鍵，含有σ鍵和π鍵，而H₂O₂分子為H-O-O-H，只含有σ鍵，故a錯誤；
b．C₂H₂常溫下為氣態(tài)，而H₂O₂常溫下為液態(tài)，故b正確；
c．C₂H₂、H₂O₂均含有極性鍵、非金屬性，C₂H₂是直線型對稱結構，是非極性分子，而H₂O₂分子是展開書頁形結構，屬于極性分子，故c錯誤；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，故d錯誤；
e．C₂H₂分子中C原子成2個σ鍵、沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，H₂O₂分子中O原子成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故e錯誤；
故選答案為：b；
（4）以上底面面心F原子研究，與之距離最近的F原子位于晶胞兩個側面及前后面面心上，而晶胞上底面為上層晶胞的下底面，故與之最近的F原子有8個；
由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素數(shù)目=6×$\frac{1}{2}$=3、Mg原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1，故該晶體的化學式為MgNi₃C，
故答案為：8；MgNi₃C；
（5）向CuSO₄（aq）中逐滴加入過量氨水，會發(fā)生先產(chǎn)生藍色沉淀后沉淀消失，沉淀消失的離子反應方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．

點評 本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、電離能、分子結構與性質、配合物、晶胞結構與計算等，學生要熟練掌握基礎知識并能遷移運用，難度中等．