题目内容

【题目】A,B,C,D,E五种元素,其中A,B,C,D为短周期元素,A元素的周期数、主族数、原子序数相同;B原子核外有3种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同;C原子的价电子构型为csccpc+1,D元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个,D的阴离子与E的阳离子电子层结构相同,DE可形成化合物E2D.

(1)上述元素中,第一电离能最小的元素的原子结构示意图为__;D的价电子排布图为__

(2)下列分子结构图中的表示上述元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,小黑点表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键.

则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是__(填写分子的化学式); 在③的分子中有__σ键和__π键.

(3)A,C,D可形成既具有离子键又具有共价键的化合物,其化学式可能为__;足量的C的氢化物水溶液与CuSO4溶液反应生成的配合物,其化学式为__,请说出该配合物中中心原子与配位体及内界与外界之间的成键情况:__

【答案】 NH3、CH4、H2S 5 1 NH4HS(NH4)2S [Cu(NH3)4]SO4 内界中铜离子与氨分子之间以配位键相结合,外界铜氨络离子与硫酸根离子之间以离子键相结合

【解析】

由于A,B,C,D为短周期元素,因A元素的周期数、主族数、原子序数相同,则A只能为氢元素;同一能层的不同能级的能量不同,符号相同的能级处于不同能层时能量也不同,即1s、2s、2p的轨道能量不同,2p3个能量相同的轨道,由此可确定B;s轨道最多只能容纳2个电子,所以c=2,即C原子价电子构型为2s22p3即氮元素。短周期中原子的次外层只可能是KL层,K、L层最多容纳2个或8个电子,据此可确定D。再由D的阴离子电子数及在E2DE的化合价,即可确定E。由此分析。

由于A,B,C,D为短周期元素,A元素的周期数、主族数、原子序数相同,则A为氢元素;B原子核外有3种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,则B的电子排布式为1s22s23p2B为碳元素s能级最多只能容纳2个电子,即c=2,所以C原子价电子构型为2s22p3,C为氮元素短周期中原子的次外层只可能是KL层,K、L层最多容纳2个或8个电子,因D原子最外层电子数比次外层电子数少2个,所以D的次外层只能是L层,D的最外层应为6个电子,即D16号元素硫硫元素的阴离子(S2-)有18个电子,E阳离子也应有18个电子,在E2DE+1价,所以E19号元素钾。所以A、B、C、D、E分别为氢、碳、氮、硫、钾。

(1)上述五种元素中金属性最强的是钾元素,故它的第一电离能最小,其原子结构示意图为。硫原子价电子层为M层,价电子排布式为3s23p4,其电子排布图为

(2)①分子结构图中黑点表示的原子最外层有5个电子,显然是氮原子,白球表示的原子最外层只有1个电子,是氢原子,所以该分子是NH3中心N原子有3σ键,1个孤电子对故采用sp3杂化;②分子中黑球表示的原子最外层4个电子,是碳原子,白球表示的原子的最外层只有1个电子,是氢原子,所以②分子是CH4中心碳原子有4σ键,0个孤电子对,采用sp3杂化;③分子中黑球表示的原子最外层4个电子,是碳原子,白球表示的原子的最外层只有1个电子,是氢原子,所以③分子是CH2=CH2,中心碳原子有3σ键,0个孤电子对,所以中心原子采用sp2杂化④分子中黑球表示的原子最外层6个电子,是硫原子,白球表示的原子的最外层只有1个电子,是氢原子,该分子为H2S,中心S原子有2σ键,2个孤电子对,所以中心原子采用sp3杂化。因此中心原子采用sp3杂化形成化学键的分子有NH3CH4H2S。CH2=CH2的分子中有5σ键和1π

(3)根据上面的分析知A、C、D分别为氢、氮、硫三种元素,形成既具有离子键又具有共价键的化合物是硫氢化铵或硫化铵,其化学式为NH4HS(NH4)2S,铵根与HS-S2-之间是离子键,铵根中的NH之间是共价键,HS-HS之间是共价键。C的氢化物是NH3,NH3的水溶液与CuSO4溶液反应生成的配合物是硫酸四氨合铜,其化学式为[Cu(NH3)4]SO4配合物[Cu(NH3)4]SO4的内界中Cu2+NH3之间是以配位键相结合,外界铜氨配离子[Cu(NH3)4]2+与硫酸根离子之间是以离子键相结合

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著名的蓝瓶子实验操作步骤如下:

①如图示在250mL锥形瓶中,依次加入2g NaOH100mL H2O3g葡萄糖,搅拌溶解后,再加入3滴~50.2%的亚甲基蓝溶液,振荡混合液呈现蓝色;

②塞紧橡皮塞(活塞ab关闭),将溶液静置,溶液变为无色;

③再打开瓶塞,振荡,溶液又变为蓝色;

④再塞紧橡皮塞,将溶液静置,溶液又变为无色,以上③、④可重复多次。

试回答下列问题:

1)某学生将起初配得的蓝色溶液分装在AB两支试管中(如上图,A试管充满溶液,B中有少量溶液),塞上橡皮塞静置片刻,两溶液均显无色,若再同时振荡AB试管,能显蓝色的是_________(填“A”“B”);

2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞ab,通入足量氢气后,再关闭活塞ab并振荡,溶液能否由无色变为蓝色_________(填不能);若塞紧锥形瓶塞并打开ab通入足量氧气,溶液能否由无色变为蓝色_________(填不能);

3)上述转化过程中,葡萄糖的作用是_________,亚甲基蓝的作用是_________

4)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁(其中含丰富维生素C)代替,这是因为维生素C具有_____

5)该实验中③、④操作能否无限次重复进行_________(填不能),理由是 _____

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