Question

[化學選修——3：物質結構與性質]（15分）
周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大。A的核外電子總數與其電子層數相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，d與c同主族，e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子。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），e的價層電子軌道示意圖為                     。
（2）a和其他元素形成的二元共價化合物中，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鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是            （填化學式，寫兩種）。
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是      ；酸根呈三角錐結構的酸是         。（填化學式）
（4）c和e形成的一種離子化合物的晶體結構如圖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，陰離子呈四面體結構，陽離子呈軸向狹長的八面體結構（如圖2所示）。該化合物中陰離子為        ，陽離子中存在的化學鍵類型有          ；該化合物加熱時首先失去的組分是       ，判斷理由是                      。

Answer 1

（1）N    
（2）sp³    H₂O₂、N₂H₄
（3）HNO₂、HNO₃    H₂SO₃
（4）+1
（5）SO₄^2—  共價鍵和配位鍵    H₂O    H₂O與Cu^2＋的配位鍵比NH₃與Cu^2＋的弱

解析試題分析：根據題意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大。a的核外電子總數與其電子層數相同，則a為氫元素；b的價電子層中的未成對電子有3個，則b為氮元素；c的最外層電子數為其內層電子數的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個電子，但次外層有18個電子，則e為銅元素。（1）同周期由左向右第一電離能呈遞增趨勢，但當元素原子的軌道呈全滿、全空、半充滿狀態時，較穩定；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，較穩定，則N、O、S中第一電離能最大的是N；e為銅元素，價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鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是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層電子對數為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結構的酸是H₂SO₃。（4）根據O和Cu形成的離子化合物的晶胞結構判斷，該化合物的化學式為Cu₂O，則e離子的電荷為+1。（5）根據題給信息知，這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構，為硫酸根；陽離子呈軸向狹長的八面體結構結合圖2知，該化合物的化學式為[Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]SO₄。則該化合物中陰離子為SO₄^2—，陽離子中存在的化學鍵類型有共價鍵和配位鍵；該化合物加熱時首先失去的組分是H₂O，判斷理由是H₂O與Cu^2＋的配位鍵比NH₃與Cu^2＋的弱。
考點：考查物質結構與性質，涉及元素推斷、元素周期律，核外電子排布規律，共價鍵與分子結構和性質，晶體結構相關知識。