Question

3．A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，相關信息如下表：

元素	相關信息
A	可形成自然界硬度最大的單質
B	與A元素同周期，核外有三個未成對電子
C	最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍
D	第一電離能至第四電離能分別是I1=578KJ/mol，I2=1817KJ/mol，I3=2745KJ/mol， I4=11575KJ/mol
E	常溫常壓下，E的單質是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質
F	F的一種同位素的質量數(shù)為63，中子數(shù)為34

（1）A、B、C元素的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C（用元素符號表示）．F的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）AE₂是一種常用的溶劑，是非極性（填“極性”或“非極性”）分子，分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比為1：1．
（3）寫出D與NaOH溶液反應的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．DB形成的晶體與金剛石類似，它屬
于原子晶體．B的最簡單氫化物容易液化，理由是NH₃分子之間存在氫鍵
（4）已知F的晶體結構如圖甲所示，又知F的密度為9.00g•cm^-3，則晶胞邊長為$\root{3}{\frac{256}{9{N}_{A}}}$cm；FEC₄常作電鍍液，其中EC${\;}_{4}^{2-}$的空間構型是正四面體，其中E原子的雜化軌道類型是sp³．
（5）F的一種氯化物晶胞體結構如圖乙所示，該氯化物的化學式是CuCl．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，元素A可形成自然界硬度最大的單質，則A為碳元素；B與A元素同周期，核外有三個未成對電子，則B為N元素；C元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故C為O元素；D元素第四電離能劇增，則原子最外層電子數(shù)為3，原子序數(shù)大于氧，故D為Al；常溫常壓下，E的單質是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質，則E為S元素；F的一種同位素的質量數(shù)為63，中子數(shù)為34，則質子數(shù)為63-34=29，故F為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常見元素，原子序數(shù)依次增大，元素A可形成自然界硬度最大的單質，則A為碳元素；B與A元素同周期，核外有三個未成對電子，則B為N元素；C元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故C為O元素；D元素第四電離能劇增，則原子最外層電子數(shù)為3，原子序數(shù)大于氧，故D為Al；常溫常壓下，E的單質是固體，其氧化物是形成酸雨的主要物質，則E為S元素；F的一種同位素的質量數(shù)為63，中子數(shù)為34，則質子數(shù)為63-34=29，故F為Cu．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C；
F為Cu元素，基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：N＞O＞C；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）CS₂是一種常用的溶劑，為直線型對稱結構，屬于非極性分子，其結構式為S=C=S，分子中σ鍵與π鍵個數(shù)比為1：1，
故答案為：非極性；1：1；
（3）Al與NaOH溶液反應的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，AlN形成的晶體與金剛石類似，它屬于原子晶體．B的最簡單氫化物為NH₃，分子之間存在氫鍵，沸點較高，容易液化，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；原子；NH₃分子之間存在氫鍵；
（4）Cu的晶體為面心立方最密堆積，晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質量為$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g，Cu的密度為9.00g•cm^-3，則晶胞體積為$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g÷9.00g•cm^-3=$\frac{256}{9{N}_{A}}$cm³，則晶胞邊長為$\root{3}{\frac{256}{9{N}_{A}}}$cm；
CuSO₄常作電鍍液，其中SO₄^2-中S原子價層電子對數(shù)為4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，沒有孤電子對，故為正四面體構型，S原子采取sp³雜化，
故答案為：$\root{3}{\frac{256}{9{N}_{A}}}$cm；正四面體；sp³；
（5）晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Cl原子數(shù)目為4，故該氯化物的化學式是CuCl，
故答案為：CuCl．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電離能、氫鍵、化學鍵、雜化方式、空間構型、晶胞計算等，注意掌握同周期元素第一電離能異常情況，難度中等．