Question

8．A、B、C、D、E、F為前四周期的元素．其中，A元素和B元素的原子都有一個(gè)未成對(duì)電子，A³⁺比B^-少一個(gè)電子層，B原子得一個(gè)電子后3p軌道全充滿；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價(jià)與最低化合價(jià)代數(shù)和為4，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池；E元素的基態(tài)原子核外有六種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；F元素的單質(zhì)為紫紅色固體，可通過(guò)“濕法冶金”而得．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）CB₃分子中心原子的雜化類型是sp³；
（2）如圖所示為F與Au以3：1形成的合金晶胞圖，在圖中的括號(hào)內(nèi)寫出對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)．
（3）B、D元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱：HClO₄＞H₂SO₄（填化學(xué)式）．
（4）用導(dǎo)線將A和F的單質(zhì)做成的電極連接起來(lái)，插入到盛有C的最高價(jià)氧化物的水化物的濃溶液中構(gòu)成原電池，試寫出在單質(zhì)A表面發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；
（5）分子R是由C元素與氫元素形成的18電子分子，R的電子式為；
（6）24g E的單質(zhì)在33.6L氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）中燃燒，至反應(yīng)物全部耗盡，放出x kJ熱量．則1mol E與O₂反應(yīng)生成E的低價(jià)氧化物時(shí)的熱化學(xué)方程式為C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（x-y）kJ/mol（已知：E的燃燒熱為y kJ/mol）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期的元素．A元素和B元素的原子都有一個(gè)未成對(duì)電子，B原子得一個(gè)電子后3p軌道全充滿，則B為Cl元素，A³⁺比B^-少一個(gè)電子層，則A為Al元素；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，C原子的外圍電子排布為ns²np³，是第ⅤA族元素，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，所以C為N元素；D的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，為第ⅥA族元素，故D為S元素；E元素的基態(tài)原子核外有六種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，即核外電子數(shù)為6，故E為C元素；F元素的單質(zhì)為紫紅色固體，可通過(guò)“濕法冶金”而得，則F為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F為前四周期的元素．A元素和B元素的原子都有一個(gè)未成對(duì)電子，B原子得一個(gè)電子后3p軌道全充滿，則B為Cl元素，A³⁺比B^-少一個(gè)電子層，則A為Al元素；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，C原子的外圍電子排布為ns²np³，是第ⅤA族元素，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，所以C為N元素；D的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，為第ⅥA族元素，故D為S元素；E元素的基態(tài)原子核外有六種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，即核外電子數(shù)為6，故E為C元素；F元素的單質(zhì)為紫紅色固體，可通過(guò)“濕法冶金”而得，則F為Cu．
（1）NCl₃分子中心N原子孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-1×3}{2}$=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4，所以N原子的雜化類型是sp³，
故答案為：sp³；
（2）Cu與Au以3：1形成的合金晶胞圖，晶胞中黑色小球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，灰色小球的個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$，所以黑色小球表示Au原子，灰色小球表示Cu原子，其圖象為，
故答案為：；
（3）同一周期元素中，元素的非金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)，所以Cl元素的非金屬性大于S元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)，所以酸性HClO₄＞H₂SO₄，
故答案為：HClO₄＞H₂SO₄；
（4）用導(dǎo)線將Al和Cu的單質(zhì)做成的電極連接起來(lái)，插入到盛有濃硝酸溶液中構(gòu)成原電池，Al發(fā)生鈍化現(xiàn)象，銅失電子而作負(fù)極，鋁作正極，正極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O；
（5）分子R是由氮元素與氫元素形成的18電子分子，則R為N₂H₄，R的電子式為，
故答案為：；
（6）24g 碳的單質(zhì)在33.6L氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）中燃燒，至反應(yīng)物全部耗盡，放出xkJ熱量，24g 碳的物質(zhì)的量=$\frac{24g}{12g/mol}$=2mol，n（O₂）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，根據(jù)原子守恒知該反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2C（s）+1.5O₂（g）=CO（g）+CO₂ △H=-xkJ/mol，
碳的燃燒熱為y kJ/mol，其完全燃燒熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：C（s）+O₂（g）=CO₂ （g）△H=-ykJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，前式減后失可得1mol C與O₂反應(yīng)生成C的低價(jià)氧化物時(shí)的熱化學(xué)方程式為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（x-y）kJ/mol，
故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（x-y）kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，以元素推斷題為載體，考查核外電子排布規(guī)律、分子空間構(gòu)型、晶胞計(jì)算、原電池、熱化學(xué)反應(yīng)方程式書寫等，（4）中容易根據(jù)金屬性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極導(dǎo)致錯(cuò)誤，注意鋁和濃硝酸易產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象而導(dǎo)致鋁為正極、銅為負(fù)極，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查．