Question

【題目】數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，B與C可形成正四面體形分子，D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：

（1）這四種元素中電負(fù)性最大的元素，其基態(tài)原子的價電子排布圖為___________________，第一電離能最小的元素是__________(填元素符號)。

（2）C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點(diǎn)由高到低的順序是___________(填化學(xué)式)。

（3）B元素可形成多種單質(zhì)，一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示，其原子的雜化類型為__________；另一種的晶胞如圖二所示，該晶胞的空間利用率為__________。(=1.732)

（4）D元素形成的單質(zhì)，其晶體的堆積模型為__________，D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三，該晶體中含有的化學(xué)鍵是__________ (填選項(xiàng)序號)。

①極性鍵 ②非極性鍵 ③配位鍵 ④金屬鍵

（5）向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，觀察到的現(xiàn)象是______________________________。

請寫出上述過程的離子方程式：___________________________,__________________________。

Answer 1

【答案】 Cu HF＞HI＞HBr＞HCl sp2 34% 面心立方最密堆積 ①②③ 首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH

【解析】

原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素．

（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布為3s23p5；

（2）HF分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，其它鹵化氫隨著相對分子質(zhì)量遞增，其沸點(diǎn)升高；

（3）圖一為平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；

根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中C原子數(shù)目，令碳原子直徑為a，計(jì)算晶胞中C原子總體積，碳原子與周圍的4個原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，中心碳原子與正四面體頂點(diǎn)原子相鄰，中心碳原子到底面距離為，則正四面體的高為（a+），設(shè)正四面體的棱長為x，則斜面的高為

x，底面中心到邊的距離為x×，再根據(jù)勾股定理計(jì)算x與a的關(guān)系，晶胞棱長=2x×=x，再計(jì)算晶胞體積，晶胞空間利用率=×100%；

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，所以配位數(shù)為12，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵；

（5）向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，觀察到的現(xiàn)象是首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液。

原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態(tài)原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結(jié)合原子序數(shù)可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素，

（1）四種元素中電負(fù)性最大的是Cl，其基態(tài)原子的價電子排布為3s23p5，其基態(tài)原子的價電子排布圖為 ；四種元素中只有Cu為金屬元素失電子能力最強(qiáng)，其他為非金屬元素，故第一電離能最小的元素是Cu；

（2）HF分子之間形成氫鍵，使其熔沸點(diǎn)較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，沸點(diǎn)越高，即沸點(diǎn)由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl；

（3）圖一為石墨的平面結(jié)構(gòu)，在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結(jié)合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；

圖二為金剛石的晶胞，一個晶胞中含碳原子數(shù)為8×+6×+4=8，令碳原子直徑為a，晶胞中C原子總體積=8×π（）3，碳原子與周圍的4個原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，中心碳原子與正四面體頂點(diǎn)原子相鄰，中心碳原子到底面距離為，則正四面體的高為（a+）=，設(shè)正四面體的棱長為x，則斜面的高為x，底面中心到邊的距離為x×，再根據(jù)勾股定理：（）2+（x×）2=（x）2，整理得x=，故晶胞棱長=×=，則晶胞體積為（）3，晶胞空間利用率={[8×π（）3]÷（）3}×100%=π34%；

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，所以配位數(shù)為12，結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，答案為：①②③；

（5）向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，觀察到的現(xiàn)象是首先形成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH。