Question

19．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F．其中A原子核外有三個未成對電子；化合物B₂E的晶體為離子晶體，E原子核外的M層中只有兩對成對電子；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D單質(zhì)的晶體類型在同周期的單質(zhì)中沒有相同的；F原子核外最外層電子數(shù)與B相同，其余各層電子均充滿．請根據(jù)以上信息，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E、F用所對應(yīng)的元素符號表示）
（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為Na＜Al＜Si＜N．（用元素符號表示）
（2）B的氯化物的熔點比D的氯化物的熔點高（填高或低），理由是NaCl為離子晶體，而SiCl₄為分子晶體．
（3）A的最高價酸根離子A0${\;}_{3}^{-}$的中心原子采取sp²雜化，E的最高價氧化物分子的空間構(gòu)型是平面三角形．
（4）F的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹），F(xiàn)的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子的化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（5）A、C形成的化合物具有高沸點和高硬度，是一種新型無機非金屬材料，則其化學(xué)式為AlN，其晶體中所含的化學(xué)鍵類型為共價鍵．A、F形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)圖1所示（其中A顯-3價），則其化學(xué)式為Cu₃N；（每個球均表示1個原子）
（6）F+與氫負離子形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該晶體中F⁺的配位數(shù)為4．該晶體具有許多特殊性質(zhì)，如易分解、能與水反應(yīng)、在氯氣中燃燒等．寫出該晶體在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl．
（7）若已知FH的摩爾質(zhì)量為 Mg/mol，晶胞的邊長為acm，設(shè)阿伏加德常數(shù)為N_A，則FH晶體的密度為：$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F．C元素是地殼中含量最高的金屬元素，則C為Al元素；A原子核外有三個未成對電子，原子序數(shù)小于Al元素，其電子排布式為1S²2S²2P³，則A為N元素；E原子核外的M層中只有兩對成對電子，電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，則E為S元素；D單質(zhì)的晶體類型在同周期的單質(zhì)中沒有相同的，D處于第三周期，故D為Si元素；化合物B₂E的晶體為離子晶體，B應(yīng)為第ⅠA族元素，且原子序數(shù)在N元素和Al之間，則B為Na元素；F原子核外最外層電子數(shù)與B相同，其余各層均充滿，且原子序數(shù)最大，電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰4S¹，故F為Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F．C元素是地殼中含量最高的金屬元素，則C為Al元素；A原子核外有三個未成對電子，原子序數(shù)小于Al元素，其電子排布式為1S²2S²2P³，則A為N元素；E原子核外的M層中只有兩對成對電子，電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，則E為S元素；D單質(zhì)的晶體類型在同周期的單質(zhì)中沒有相同的，D處于第三周期，故D為Si元素；化合物B₂E的晶體為離子晶體，B應(yīng)為第ⅠA族元素，且原子序數(shù)在N元素和Al之間，則B為Na元素；F原子核外最外層電子數(shù)與B相同，其余各層均充滿，且原子序數(shù)最大，電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰4S¹，故F為Cu元素．
（1）在元素周期表中，同一周期元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢，同一主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小，據(jù)此可判斷四種元素的第一電離能的順序為：Na＜Al＜Si＜N，
故答案：Na＜Al＜Si＜N；
（2）因NaCl為離子晶體，而SiCl₄為分子晶體，原子晶體的熔沸點遠大于分子晶體的熔沸點，故NaCl晶體熔點高，故答案為：高；NaCl為離子晶體，而SiCl₄為分子晶體；
（3）A的最高價酸根離子NO₃^-，中心N原子價層電子對數(shù)為3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3，則N原子采取sp²雜化；
E的最高價氧化物為SO₃，S原子孤電子對數(shù)為$\frac{6-2×3}{2}$=0，價層電子對數(shù)為3+0=3，則為平面三角形結(jié)構(gòu)，
故答案為：sp²；平面三角形；
（4）F為Cu元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹），銅離子與氨氣可以配位鍵形成配離子，其化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹（或[Ar]3d¹⁰4s¹）；[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（5）A、C形成的化合物為AlN，根據(jù)化合物具有高沸點和高硬度，是一種新型無機非金屬材料，可判斷晶體類型為原子晶體，化學(xué)鍵類型為共價鍵；
F為Cu，A為N，且N為-3價，由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，N原子在頂點，則N原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子在棱心，則Cu原子數(shù)為12×$\frac{1}{4}$=3，所以化學(xué)式為Cu₃N，
故答案為：AlN；共價鍵；Cu₃N；
（6）Cu⁺與氫負離子形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該晶體中Cu⁺的配位數(shù)為4，晶胞中Cu⁺數(shù)目為4，H^-數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶體化學(xué)式為CuH，在氯氣中燃燒生成氯化銅與HCl，反應(yīng)化學(xué)方程式為：2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl，
故答案為：4；2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl；
（7）晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶胞體積為（acm）³，則晶體的密度為：4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷（acm）³=$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{4M}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及元素推斷、核外電子排布、電離能、電負性、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)、晶體類型與性質(zhì)、配合物、晶胞計算等，推斷出元素的種類是解答本題的關(guān)鍵，推斷時注意從原子的核外電子排布特點以及元素的特殊性質(zhì)為突破口，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．