Question

【題目】A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期中常見(jiàn)的七種元素，其原子序數(shù)依次增大，其相關(guān)信息如下表：

元素	相關(guān)信息
A	A的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上有電子,且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等
B	B原子基態(tài)時(shí)s電子與p電子數(shù)目相同
C	C在組成化合物時(shí)沒(méi)有正價(jià)
D	常溫常壓下，D單質(zhì)是淡黃色固體,常在火山口附近沉積
E	E和D同周期，E的電負(fù)性大于D
F	F原子基態(tài)時(shí)未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多的
G	G的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34

(1)AB32－的立體構(gòu)型為________，其中A的雜化軌道類(lèi)型是_________________________；

(2)A22－與B22+互為等電子體，則B22+的電子式可表示為______________，1molB22+中含有共用電子對(duì)的數(shù)目為_____________；

(3)AD2是一種常用的溶劑，AD2的分子中存在___個(gè)π鍵。表中C、D、E三種元素分別與氫形成的共價(jià)鍵中，鍵長(zhǎng)最大的是________(用具體元素符號(hào)組成的化學(xué)鍵表示)。

(4)下列有關(guān)A2H2的說(shuō)法正確的是_____。

A．分子中所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) B．每個(gè)分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為2:3

C．它是由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的分子 D．分子的空間構(gòu)型為直線形

(5)寫(xiě)出G元素的原子核外電子排布式___________；工業(yè)上常通過(guò)在空氣中煅燒G的低價(jià)含硫礦獲得G單質(zhì)，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的方程式_____________________________；若往含有G2+的溶液中加過(guò)量氫氧化鈉溶液，可生成Na2[G(OH)4]溶液，Na2[G(OH)4]具有的化學(xué)鍵類(lèi)型有________。

A．離子鍵 B．極性共價(jià)鍵 C．非極性共價(jià)鍵 D．配位鍵

(6)表中F元素與Mn、Fe在工業(yè)上統(tǒng)稱(chēng)“黑色金屬”，Mn、Fe 均為第 4 周期過(guò)渡金屬元素，兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：

元素		Mn	Fe
電離能/kJmol-1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	4048	2957

F元素為_____(填寫(xiě)元素名稱(chēng))；請(qǐng)寫(xiě)出基態(tài) Mn2+的價(jià)電子軌道排布圖____________________，比較兩元素的 I2、 I3可知，氣態(tài) Mn2+再失去 1個(gè)電子比氣態(tài) Fe2+再失去 1個(gè)電子難，請(qǐng)解釋原因__________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 平面三角形； sp2 略 3NA 2 H－S CD 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 Cu2S + O2 = 2Cu + SO2 ABD 鉻 略 由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量較少，更易進(jìn)行

【解析】分析：根據(jù)題干提供的表格信息推斷出A、B、C、D、E、F、G七種元素，分別是：C、O、F、S、Cl、Cr、Cu；（1）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論推導(dǎo)出CO32-的空間構(gòu)型是平面三角形，C原子雜化軌道類(lèi)型SP2雜化；（2）根據(jù)等電子體的原理，畫(huà)出O22+的電子式，其含有的電子對(duì)數(shù)是3NA；（3）CS2的結(jié)構(gòu)式是：S=C=S，結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)π鍵，根據(jù)原子半徑和非金屬性比較HF、H2S、HCl中H-S的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)；

（4）根據(jù)C2H2的結(jié)構(gòu)分析判斷CD是正確的；（5）根據(jù)元素守恒和得失電子守恒寫(xiě)出煅燒Cu2S生成Cu的化學(xué)方程式：Cu2S + O2 = 2Cu + SO2；根據(jù)化學(xué)鍵類(lèi)型判斷Na2[Cu(OH)4]含有離子鍵、極性鍵、配位鍵；（6）根據(jù)前面的推斷，F元素是鉻元素；Mn的核電荷數(shù)是25， Mn2+的價(jià)電子軌道排布圖；根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，解釋氣態(tài) Mn2+再失去 1個(gè)電子比氣態(tài) Fe2+再失去 1個(gè)電子難的原因是：3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量較少，更易進(jìn)行。

詳解：根據(jù)題干提供的表格信息：A的基態(tài)原子核外3個(gè)能級(jí)上有電子,且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等，即1s22s22p2，A是碳元素；B原子基態(tài)時(shí)s電子與p電子數(shù)目相同，即：1s22s22p4，B元素是氧元素；C在組成化合物時(shí)沒(méi)有正價(jià)，說(shuō)明C的非金屬性最強(qiáng)，C是氟元素；常溫常壓下，D單質(zhì)是淡黃色固體,常在火山口附近沉積，D是硫；E和D同周期，E是第三周期，E的電負(fù)性大于D，E是氯元素；F的原子序數(shù)比氯大，F是第四周期元素，F原子基態(tài)時(shí)未成對(duì)電子數(shù)是同周期中最多，F(xiàn)的價(jià)電子構(gòu)型是3d54s1，F(xiàn)是Cr元素；G的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，質(zhì)子數(shù)是29，所以G是Cu元素；所以A、B、C、D、E、F、G七種元素，分別是：C、O、F、S、Cl、Cr、Cu；

（1）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論：CO32-價(jià)層電子對(duì)數(shù)=（4+0×3）/2=3，所以CO32-的空間構(gòu)型是平面三角形；CO32-的空間構(gòu)型是平面三角形，中心原子C原子雜化軌道類(lèi)型SP2雜化；正確答案：平面三角形；SP2；

（2）根據(jù)等電子體的原理：原子個(gè)數(shù)相同、價(jià)電子數(shù)相同，等電子體的微粒結(jié)構(gòu)相同，O22+與C22-、N2是等電子體，其電子式：，從電子式可知：其含有的電子對(duì)數(shù)是3對(duì)，所以1molO22+含有的電子對(duì)數(shù)是3NA；正確答案：；3NA；

（3）CS2的結(jié)構(gòu)式是：S=C=S，結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)π鍵；F、S、Cl中，Cl元素和S元素同周期，從左向右原子半徑逐漸減小，所以S﹥Cl，F(xiàn)原子兩個(gè)電子層，S、Cl原子有三個(gè)電子層，所以原子半徑：S﹥Cl﹥F，在H-F、H-S、H-Cl中，H-S的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)，正確答案：H-S

（4）C2H2的結(jié)構(gòu)H-C≡C-H，C原子滿足8電子結(jié)構(gòu)，H原子不滿足，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；在H-C≡C-H結(jié)構(gòu)中，有3個(gè)σ鍵和2π鍵數(shù)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C-C之間是非極性鍵，C-H之間是極性鍵，C選項(xiàng)正確；C2H2分子中，C原子是SP雜化，所以C2H2分子構(gòu)型是直線形，D選項(xiàng)正確，正確答案:CD ；

（5）Cu的核電荷數(shù)是29，所以Cu原子核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d1041；根據(jù)元素守恒和得失電子守恒:煅燒Cu2S生成Cu的化學(xué)方程式：Cu2S + O2 2Cu + SO2； 在Na2[Cu(OH)4]結(jié)構(gòu)中，Na+與[Cu(OH)4]2-是離子鍵，O-H是極性鍵，Cu離子與O原子是配位鍵，所以Na2[Cu(OH)4]中含離子鍵、極性鍵、配位鍵，正確答案：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；Cu2S + O2 2Cu + SO2；離子鍵、極性鍵、配位鍵；

（6）根據(jù)前面的推斷，F元素是鉻元素；Mn的核電荷數(shù)是25， Mn2+的價(jià)電子軌道排布圖；氣態(tài) Mn2+最外層是3s23P63d5，3d軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，很難再失去1個(gè)電子；Fe2+最外層是3s23p63d6，很容易失去3d上的1個(gè)電子，變成3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，所以氣態(tài) Mn2+再失去 1個(gè)電子比氣態(tài) Fe2+再失去 1個(gè)電子難的原因是：3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量較少，更易進(jìn)行，正確答案：鉻；；由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多；而Fe2+到Fe3+時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，需要的能量較少，更易進(jìn)行。