Question

4．A、B、C、D、E、F、G 原子序數(shù)依次增大，A 與 B 不同周期，基態(tài) B 原子核外電子占據(jù) 3 個(gè)能級，每個(gè)能級上電子數(shù)相等．D 能形成兩種陰離子且電子總數(shù)分別為 10、18．E 是短周期電負(fù)性最強(qiáng)的元素．基態(tài) F 的價(jià)層電子排布式為 ns ^xnp ^y，有 n=x+y．基態(tài)的+1 價(jià) G 離子核外電子恰好排滿三個(gè)電子層．
回答下列問題：
（1）F 構(gòu)成的單質(zhì)與氯氣反應(yīng)得到的產(chǎn)物中化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵．從電負(fù)性的角度解釋該種化學(xué)鍵形成的原因：Al和Cl 電負(fù)性之差小于1.7．
（2）C 和 E 構(gòu)成分子 C₂E₄，分子中 C 原子的雜化類型為sp³；該分子中是否所有原子都達(dá)到 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是（填“是”或“否”）
（3）在 A 與 B 形成的鏈狀化合物中，相對分子質(zhì)量最小、且 B 有三種雜化方式（sp、sp²、sp³ ），則該分子中π鍵和σ鍵數(shù)目之比為3：10．
（4）G 單質(zhì)不溶于氨水或雙氧水，但能與雙氧水和氨水的混合液反應(yīng)，寫出離子方程式Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O．
（5）D 和 G 組成一種晶體的晶胞如圖所示，頂點(diǎn)位置為 D．G 的配位數(shù)為2；該晶體的化學(xué)式為Cu₂O．若該晶胞參數(shù)為 195nm，它的密度為$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3．（列出計(jì)算式即可）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G 原子序數(shù)依次增大，基態(tài) B 原子核外電子占據(jù) 3 個(gè)能級，每個(gè)能級上電子數(shù)相等，核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A 與 B 不同周期，則A為H元素；D 能形成兩種陰離子且電子總數(shù)分別為 10、18，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E 是短周期電負(fù)性最強(qiáng)的元素，則E為氟元素；基態(tài)的+1價(jià)G 離子核外電子恰好排滿三個(gè)電子層，G原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故G為Cu；基態(tài) F 的價(jià)層電子排布式為 ns ^xnp ^y，原子序數(shù)小于Cu，處于短周期元素，且有 n=x+y，而x=2，則y只能為1，故n=3，則F為Al元素．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G 原子序數(shù)依次增大，A 與 B 不同周期，基態(tài) B 原子核外電子占據(jù) 3 個(gè)能級，每個(gè)能級上電子數(shù)相等，核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A 與 B 不同周期，則A為H元素；D 能形成兩種陰離子且電子總數(shù)分別為 10、18，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，故C為N元素；E 是短周期電負(fù)性最強(qiáng)的元素，則E為氟元素；基態(tài)的+1價(jià)G 離子核外電子恰好排滿三個(gè)電子層，G原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故G為Cu；基態(tài) F 的價(jià)層電子排布式為 ns ^xnp ^y，原子序數(shù)小于Cu，處于短周期元素，且有 n=x+y，而x=2，則y只能為1，故n=3，則F為Al元素．
（1）Al單質(zhì)與氯氣反應(yīng)得到的產(chǎn)物為AlCl₃，屬于共價(jià)化合物，化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵，從電負(fù)性的角度解釋該種化學(xué)鍵形成的原因：Al和Cl 電負(fù)性之差小于1.7，
故答案為：共價(jià)鍵；Al和Cl 電負(fù)性之差小于1.7；
（2）C和E構(gòu)成分子N₂F₄，結(jié)構(gòu)式為，分子中N原子形成3個(gè)鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，該分子中所有原子都達(dá)到 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，
故答案為：sp³；是；
（3）在氫與碳形成的鏈狀化合物中，相對分子質(zhì)量最小且碳原子有三種雜化方式（sp、sp²、sp³ ），該分子為HC≡C-CH=CHCH₃，則該分子中π鍵和σ鍵數(shù)目之比為3：10，
故答案為：3：10；
（4）氨水、過氧化氫和銅單獨(dú)不反應(yīng)，而同時(shí)混合能反應(yīng)，說明兩者能互相促進(jìn)，這是兩種物質(zhì)共同作用的結(jié)果：其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu²⁺形成配離子，兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行，根據(jù)電荷守恒，還原氫氧根離子生成，該離子方程式：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O；
（5）D 和 G 組成一種晶體的晶胞如圖所示，頂點(diǎn)位置為 D，黑色球?yàn)镚，由圖可知G 的配位數(shù)為 2，
晶胞中O原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，Cu原子數(shù)目為4，該晶體的化學(xué)式為Cu₂O，
晶胞質(zhì)量為$\frac{64×4+16×2}{6.02×1{0}^{23}}$g，若該晶胞參數(shù)為 195nm，它的密度為$\frac{64×4+16×2}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（195×10^-7 cm）³=$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：2；Cu₂O；$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$．

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、雜化方式、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，掌握均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)．