Question

【題目】前四周期原子序數依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，基態C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數相差為10，基態D、E原子的價電子層中未成對電子數分別為4、2，且原子序數相差為2。

（1）六種元素中第一電離能最小的是_________（填元素符號，下同）。

（2）黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配合物C4[D(AB)6]，易溶于水，廣泛用作食鹽添加劑（抗結劑）。請寫出黃血鹽的化學式_________，黃血鹽晶體中各種微粒間的作用力不涉及______________（填序號）。

a．金屬鍵 b．共價鍵 c．配位鍵

d．離子鍵 e．氫鍵 f．分子間的作用力

（3）E2+的價層電子排布圖為___________________，很多不飽和有機物在E催化下可與H2發生加成：如①CH2＝CH2 ②HC≡CH ③ ④HCHO。其中碳原子采取sp2雜化的分子有____________（填物質序號），HCHO分子的立體結構為______________，它加成后產物甲醇的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是____________。

（4）金屬C、F晶體的晶胞如下圖（請先判斷對應的圖），C、F兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數之比為_________。金屬F的晶胞中，若設其原子半徑為r，晶胞的邊長為a，根據硬球接觸模型，則r = _______a，列式表示F原子在晶胞中的空間占有率______________(不要求計算結果)。

Answer 1

【答案】K K4Fe(CN)6 aef ①③④ 平面三角形 CH3OH分子之間存在氫鍵，熔、沸點比CH4高 2∶3 a π×100%

【解析】

前四周期原子序數依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，則A為碳元素、B為N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，只能處于第四周期，基態C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數相差為10，可推知C為K、F為Cu，基態D、E原子的價電子層中未成對電子數分別為4、2，且原子序數相差為2，D、E價電子排布分別為3d64s2，3d84s2，故D為Fe、E為Ni，據此分析解答。

根據上述分析，A為C元素，B為N元素，C為K元素，D為Fe元素，E為Ni元素，F為Cu元素。

(1)六種元素中K的金屬性最強，最容易失去電子，其第一電離能最小，故答案為：K；

(2)黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配合物C4[D(AB)6]，化學式為K4[Fe(CN)6]，黃血鹽晶體中含有離子鍵、配位鍵、共價鍵，沒有金屬鍵、氫鍵和分子間作用力，故答案為：K4Fe(CN)6；aef；

(3)鎳為28號元素，Ni2+的價層電子排布式為3d8，故價電子排布圖為；①CH2=CH2、③、④HCHO中C原子價層電子對數都是3，沒有孤電子對，C原子采取sp2雜化；②HC≡CH為C原子價層電子對數是2，沒有孤電子對，C原子采取sp雜化；HCHO分子的立體結構為平面三角形，它的加成產物為甲醇，甲醇分子之間能夠形成氫鍵，其熔、沸點比CH4的熔、沸點高，故答案為：；①③④；平面三角形； CH3OH分子之間存在氫鍵，熔、沸點比CH4高；

(4)金屬K晶體為體心立方堆積，晶胞結構為左圖，晶胞中K原子配位數為8，金屬Cu晶體為面心立方最密堆積，晶胞結構為右圖，以頂點Cu原子研究與之最近的原子位于面心，每個頂點Cu原子為12個面共用，晶胞中Cu原子配位數為12，K、Cu兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數之比為 8∶12=2∶3；金屬Cu的晶胞中，根據硬球接觸模型的底面截面圖為，則Cu原子半徑為r和晶胞邊長a的關系為：4r=a，解得r=a；Cu原子數目=8×+6×=4，4個Cu原子的體積為4×πr3=4×π×(a)3，晶胞的體積為a3，Cu原子在晶胞中的空間占有率==4×π×()3×100%=π×100%，故答案為：2∶3；a；π×100%。