Question

【題目】【2014新課標(biāo)2】37．[化學(xué)選修——3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。回答下列問題：

（1）b、c、d中第一電離能最大的是 （填元素符號(hào)），e的價(jià)層電子軌道示意圖為 。

（2）a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為 ；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是 （填化學(xué)式，寫兩種）。

（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是 ；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是 。（填化學(xué)式）

（4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則e離子的電荷為 。

（5）這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。該化合物中陰離子為 ，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有 ；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是 ，判斷理由是 。

Answer 1

【答案】

（1）N

（2）sp3 H2O2、N2H4

（3）HNO2、HNO3 H2SO3

（4）+1

（5）SO42— 共價(jià)鍵和配位鍵 H2O H2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱

【解析】本題的解題要點(diǎn)為：能根據(jù)常見元素的原子結(jié)構(gòu)及在元素周期表的位置準(zhǔn)確推斷相關(guān)元素，掌握元素原子核外電子排布規(guī)律及元素周期律，掌握化學(xué)鍵的類型與分子結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)的關(guān)系，掌握晶胞的分析方法。根據(jù)題意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其電子層數(shù)相同，則a為氫元素；b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，則b為氮元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則c為氧元素；d與c同主族，則d為硫元素；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e為銅元素。

（1）同周期由左向右第一電離能呈遞增趨勢(shì)，但當(dāng)元素原子的軌道呈全滿、全空、半充滿狀態(tài)時(shí)，較穩(wěn)定；同主族由上到下第一電離能逐漸減小。氮原子2p軌道為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，則N、O、S中第一電離能最大的是N；e為銅元素，價(jià)層電子軌道示意圖為。

（2）a為氫元素，和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子為氨分子，中心原子的雜化方式為sp3；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。

（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。

（4）根據(jù)O和Cu形成的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)判斷，該化合物的化學(xué)式為Cu2O，則e離子的電荷為+1。

（5）根據(jù)題給信息知，這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，為硫酸根；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)結(jié)合圖2知，該化合物的化學(xué)式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。則該化合物中陰離子為SO42—，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有共價(jià)鍵和配位鍵；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H2O，判斷理由是H2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱。