Question

四種常見元素的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息如下表．試根據(jù)信息回答有關(guān)問題．

元素	A	B	C	D
性質(zhì) 結(jié)構(gòu) 信息	原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對的電子	原子的M層有1對成對的p電子	原子核外電子排布為[Ar]3d104sx，有+1、+2兩種常見化合價	有兩種常見氧化物，其中有一種是冶金工業(yè)常用的還原劑

（1）A元素與其同周期相鄰兩種元素原子的第一電離能由大到下的順序為

 

（用元素符號表示）；
（2）B元素的低價氧化物分子中心原子的雜化方式為

 

，B元素與D元素形成分子空間構(gòu)型為

 

；
（3）D元素最高價氧化物的熔點(diǎn)比同主族相鄰元素最高價氧化物的熔點(diǎn)

 

（填“高”或“低”），其原因是

 

；
（4）往C元素的硫酸鹽溶液中逐滴加入過量A元素的氫化物水溶液，觀察到的現(xiàn)象為

 

；
（5）C晶體的堆積方式如圖所示，設(shè)C原子半徑為r，晶胞中C原子的配位數(shù)為

 

，晶胞的空間利用率
為

 

（要求寫出計算過程）．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對的電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，則A為氮元素；B原子的M層有1對成對的p電子，外圍電子排布為3s²3p⁴，則B為硫元素；C原子核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s^x，有+1、+2兩種常見化合價，則C為Cu；D元素有種常見氧化物，其中有一種是冶金工業(yè)常用的還原劑，則D為C元素，據(jù)此解答．

解答： 解：A原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對的電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，則A為氮元素；B原子的M層有1對成對的p電子，外圍電子排布為3s²3p⁴，則B為硫元素；C原子核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s^x，有+1、+2兩種常見化合價，則C為Cu；D元素有種常見氧化物，其中有一種是冶金工業(yè)常用的還原劑，則D為C元素，
（1）同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，N元素2p軌道容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由大到下的順序為N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）S元素的低價氧化物為SO₂，分子中S原子價層電子對數(shù)=2+

6-2×2

2

=3，S原子采取sp²雜化；S元素與C元素形成分子為CS₂，與二氧化碳互為等電子體，結(jié)構(gòu)式為S=C=S，空間構(gòu)型為直線型，
故答案為：sp²雜化；直線型；
（3）二氧化碳形成分子晶體，二氧化硅形成原子晶體，故二氧化碳晶體熔點(diǎn)比較二氧化硅低，
故答案為：低；晶體類型不同，二氧化碳形成分子晶體，二氧化硅形成原子晶體；
（4）往硫酸銅溶液中逐滴加入過量氨水，先生成氫氧化銅沉淀，后氫氧化銅溶解氨水得到四氨合銅絡(luò)離子，觀察到的現(xiàn)象為：先生成藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液，
故答案為：先生成藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液；
（5）由Cu晶體的堆積方式可知，為面心立方密堆積，以頂角Cu原子研究，與之最近的Cu原子處于面心，每個頂點(diǎn)為12個面共用，故晶胞中Cu原子的配位數(shù)為12，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Cu原子半徑為r，晶胞中Cu原子總體積=4×

4

3

πr³，晶胞棱長=4r×

2

2

=2

2

r，故晶胞體積=（2

2

r）³=16

2

r³，故晶胞的空間利用率=

4× 4 3 πr3

16 2 r3

×100%=74%，
故答案為：74%．

點(diǎn)評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)、晶體類型與性質(zhì)、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計算等，側(cè)重考查主干知識，（5）中關(guān)鍵是計算晶胞的體積，難度中等．