Question

8．a、b、c、d是四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素．a(chǎn)原子的電子層數(shù)為n，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是2n²-1，最外層電子數(shù)為2n+l；b、d同主族，能形成兩種中學(xué)常見的化合物；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業(yè)上通過電解該化合物可冶煉c單質(zhì)；e原子有四個(gè)能層，其未成對電子數(shù)在同周期是最多的．回答下列問題：
（l）a在周期表中的位置第二周期VA族；e的基態(tài)原子核外電子排布式為3d⁵4s¹；未成對電子數(shù)為5個(gè)．
（2）b、c、d原子的電負(fù)性由大到小的順序是O＞S＞Al．第一電離能a大于b的原因因?yàn)镹元素的3p軌道為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定．
（3）a和b形成的離子W呈平面三角形，其中心原子的雜化類型為sp²雜化；a、b、d氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是H₂O（寫化學(xué)式）
（4）將b、d組成的極性分子通人含少量W離子的BaCl₂水溶液中，有NO氣體生成．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．
（5）元素c與Fe構(gòu)成合金的晶體類型金屬晶體，其晶胞如圖，該合金的化學(xué)式為AlFe₂；離鐵原子最近的c原子構(gòu)成的圖形為正四面體；若該晶胞的密度為ρg/cm³，鐵原子之間的最短距離為$\frac{1}{4}$×$\root{3}{\frac{4×\frac{27+112}{{N}_{A}}}{ρ}}$cm．

Answer 1

分析 a、b、c、d是四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素．a(chǎn)原子的電子層數(shù)為n，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是2n²-1，最外層電子數(shù)為2n+l，若n=3，則a為Cl，b、c、d不能都處于短周期，不符合題意，則n=2，a為N元素；b、d同主族，能形成兩種中學(xué)常見的化合物，則b為O元素、d為S元素；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業(yè)上通過電解該化合物可冶煉c單質(zhì)，則c為Al；e原子有四個(gè)能層，其未成對電子數(shù)在同周期是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則e為Cr．

解答 解：a、b、c、d是四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素．a(chǎn)原子的電子層數(shù)為n，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是2n²-1，最外層電子數(shù)為2n+l，若n=3，則a為Cl，b、c、d不能都處于短周期，不符合題意，則n=2，a為N元素；b、d同主族，能形成兩種中學(xué)常見的化合物，則b為O元素、d為S元素；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業(yè)上通過電解該化合物可冶煉c單質(zhì)，則c為Al；e原子有四個(gè)能層，其未成對電子數(shù)在同周期是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則e為Cr．
（l）a為N元素，在周期表中的位置：第二周期VA族；e原子有四個(gè)能層，其未成對電子數(shù)在同周期是最多的，價(jià)電子電子排布式為3d⁵4s¹，3d軌道中的5個(gè)電子為單電子，
故答案為：第二周期VA族；3d⁵4s¹；5；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，電負(fù)性增大趨勢，同主族自上而下電負(fù)性減小，故電負(fù)性：O＞S＞Al，
因?yàn)镹元素的3p軌道為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，故N元素第一電離能高于氧元素的，
故答案為：O＞S＞Al；因?yàn)镹元素的3p軌道為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定；
（3）a和b形成的離子W呈平面正三角形，中心原子雜化軌道數(shù)目為3，其中心原子的雜化類型為 sp²雜化，由于非金屬性O(shè)＞N、O＞S，故氫化物中H₂O最穩(wěn)定，
故答案為：sp²雜化；H₂O；
（4）a和b形成的離子W呈平面正三角形，則W為NO₃^-，b、d組成的極性分子為SO₂，SO₂通入含少量NO₃^-離子的BaCl₂水溶液中，有NO氣體生成．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（5）元素Al與Fe構(gòu)成合金屬于金屬晶體，晶胞中Al原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Fe原子數(shù)目為8，則該合金的化學(xué)式為AlFe₂，離鐵原子最近的Al原子構(gòu)成的圖形為正四面體，
鐵原子之間的最短距離為晶胞棱長的$\frac{1}{4}$，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{27+112}{{N}_{A}}$g，若該晶胞的密度為ρg/cm³，則晶胞棱長為$\root{3}{\frac{4×\frac{27+112}{{N}_{A}}}{ρ}}$cm，故鐵原子之間最近距離為$\frac{1}{4}$×$\root{3}{\frac{4×\frac{27+112}{{N}_{A}}}{ρ}}$cm，
故答案為：金屬晶體；AlFe₂；正四面體；$\frac{1}{4}$×$\root{3}{\frac{4×\frac{27+112}{{N}_{A}}}{ρ}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電負(fù)性、電離能、雜化方式與空間構(gòu)型、晶胞計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，掌握雜化方式與微�？臻g構(gòu)型關(guān)系，（5）中注意利用過原子的平面平分立方體判斷距離．