Question

已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期且原子序數(shù)依次增大，其中A含有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同，C的基態(tài)原子2p軌道有2個(gè)未成對(duì)電子；C與D形成的化合物中C顯正化合價(jià)；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，F(xiàn)除最外層原子軌道處于半充滿(mǎn)狀態(tài)，其余能層均充滿(mǎn)電子，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）元素A、B、C的第一電離能由小到大的是

 

（用元素符號(hào)表示）．
（2）F原子的外圍電子排布式為

 

，F(xiàn)的晶體中原子的堆積方式是圖中的

 

（填寫(xiě)“甲”、“乙”或“丙”）．

（3）B與C形成的四原子陰離子的立體構(gòu)型為

 

，其中B原子的雜化類(lèi)型是

 

．
（4）任寫(xiě)一種與AB^-離子互為等電子體的離子

 

．
（5）F（OH）₂難溶于水，易溶于氨水，寫(xiě)出其溶于氨水的離子方程式

 

．
（6）D和E形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其化學(xué)式為

 

，已知晶體的密度為ρ g?cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則晶胞邊長(zhǎng)a=

 

cm．（用ρ、N_A的計(jì)算式表示）

（7）A、B、C三種元素和氫元素形成的氰酸有兩種結(jié)構(gòu)，一種分子內(nèi)含有叁鍵，稱(chēng)為氰酸，另一種分子內(nèi)不含叁鍵，稱(chēng)為異氰酸，且兩種結(jié)構(gòu)中所有原子最外層均已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子中也不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)．請(qǐng)分別寫(xiě)出氰酸和異氰酸的結(jié)構(gòu)式：

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

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

分析：元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期，且原子序數(shù)依次增大，其中A含有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同，則其原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C的基態(tài)原子2p軌道有2個(gè)未成對(duì)電子，原子序數(shù)大于A，故其核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，B的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則B為氮元素；C與D形成的化合物中C顯正化合價(jià)，則D的電負(fù)性大于C，所以D是F元素；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，處于第四周期，F(xiàn)原子序數(shù)大于E，也處于第四周期，其內(nèi)部各能層均排滿(mǎn)，且最外層電子數(shù)為1，則F的核外電子數(shù)=2+8+18+1=29，故F為Cu；結(jié)合原子序數(shù)可知，E原子最外層電子數(shù)只能為2，M層電子數(shù)是8，則E是Ca元素，據(jù)此解答．

解答： 解：（1）（1）同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于氧元素，故第一電離能C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）F除最外層原子軌道處于半充滿(mǎn)狀態(tài)，其余能層均充滿(mǎn)電子，為Cu，原子序數(shù)為29，原子核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹，Cu晶體屬于面心立方最密堆積，為ABC型排列方式，故圖丙符合，
故答案為：3d¹⁰4s¹；丙；
（3）B與C形成的四原子陰離子為NO₃^-，NO₃^-離子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+

5+1-2×3

2

=3，且N原子不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，N原子采用sp²雜化，故答案為：平面三角形；sp²；
（4）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微粒互為等電子體，與CN^-離子互為等電子體離子有C₂^2-或O₂²⁺，故答案為：C₂^2-或O₂²⁺；
（5）Cu（OH）₂溶于氨水的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃?H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）該晶胞中F原子個(gè)數(shù)=8，鈣原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以鈣原子和氟原子個(gè)數(shù)之比=4：8=1：2，則其化學(xué)式為：CaF₂，晶胞的質(zhì)量=4×

78

NA

g=

312

NA

g，邊長(zhǎng)=

3	312 NA g ρg?cm-3

=

3	312 ρ?NA

cm，
故答案為：CaF₂；

3	312 ρ?NA

；
（7）氰酸有兩種結(jié)構(gòu)，一種分子內(nèi)含有叁鍵，稱(chēng)為氰酸，另一種分子內(nèi)不含叁鍵，稱(chēng)為異氰酸，且兩種結(jié)構(gòu)中所有原子最外層均已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子中也不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可知氰酸的結(jié)構(gòu)式為H-O-C≡N，異氰酸的結(jié)構(gòu)式為H-N=C=O，
故答案為：H-O-C≡N；H-N=C=O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及電離能、等電子體、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，為�？贾�識(shí)點(diǎn)，注意掌握中學(xué)常見(jiàn)配合物，晶胞結(jié)構(gòu)需要學(xué)生具有一定的空間想象能力，側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能量的考查，難度中等．