Question

某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數(shù)比為l4：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為（n-1）d ⁿ⁺⁶ns^l，回答下列問題．
（1）元素B、C、D的第一電離能的由大到小排列順序為

 

．（用元素符號表示）
（2）D元素原子的最外層電子排布圖為

 

．
（3）該配位化合物的化學式為

 

，配體的中心原子的雜化方式為

 

．
（4）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，兩種化合物可任意比互溶，解釋其主要原因為

 

．
（5）A元素與B元素可形成分子式為A₂B₂的某化合物，該化合物的分子具有平面結構，則其結構式為

 

，分子中含有

 

個σ鍵，

 

個π鍵．
（6）A元素與E元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如圖．則該化合物的化學式為

 

．該化合物可在氯氣中燃燒，生成一種棕黃色固體和一種氣體，寫出該反應的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應用,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；故該深藍色晶體應含有[Cu（NH₃）₄]²⁺，SO₄^2-，結合原子序數(shù)可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，據(jù)此解答．

解答： 解：某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；故該深藍色晶體應含有[Cu（NH₃）₄]²⁺，SO₄^2-，結合原子序數(shù)可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，
（1）同主族自上而下第一電離能減小，故O元素第一電離能大于S元素，O與N元素同周期，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，第一電離能大于O元素，故第一電離能由大到小的排列順序為：N＞O＞S，
故答案為：N＞O＞S；
（2）D為S元素，其原子的最外層電子排布圖為 ，
故答案為：；
（3）由上述分析可知，該配位化合物的化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，配體為NH₃，N原子價層電子對數(shù)=3+

5-1×3

2

=4，N原子采取sp³雜化，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O；sp³；
（4）O元素可與H元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，則為H₂O、H₂O₂，兩種化合物可任意比互溶，其主要原因為：H₂O與H₂O₂分子之間存在氫鍵，
故答案為：H₂O與H₂O₂分子之間存在氫鍵；
（5）H元素與N元素可形成分子式為N₂H₂的化合物，該化合物的分子具有平面結構，N原子之間形成N=N雙鍵，N原子與H原子之間形成N-H鍵，其結構式為H-N=N-H，分子中含有3個σ鍵，1個π鍵，
故答案為：H-N=N-H；3；1；
（6）H元素與Cu元素可形成一種紅色化合物，由晶體結構單元可知，4個H原子位于內部，6個H原子位于棱上，晶胞中H原子數(shù)目=4+6×

1

3

=6，3個Cu原子為內部，2個位于面心、12個位于頂點，故晶胞中Cu原子數(shù)目=3+2×

1

2

+12×

1

6

=6，故該化合物的化學式為CuH，該化合物可在氯氣中燃燒，生成一種棕黃色固體和一種氣體，應生成CuCl₂、HCl，反應方程式為：2CuH+3Cl₂

點燃  .

2CuCl₂+2HCl，
故答案為：CuH；2CuH+3Cl₂

點燃  .

2CuCl₂+2HCl．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及元素化合物推斷、電離能、核外電子排布、微粒結構與性質、晶胞計算等，關鍵是根據(jù)配位化合物為深藍色晶體進行推斷，（3）中晶胞計算，為易錯點，需要學生具有較好的空間想象能力與觀察能力，難度中等．