Question

A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素， F、G为第四周期元素。已知：A是原子半径最小的元素，B、C、D是紧邻的三个族的元素，C的三价阴离子和E的二价阳离子具有相同的电子层结构，F元素的基态原子具有六个成单电子，G是ⅠB族的元素。回答下列问题：
（1）写出E、F、G的元素符号                                ，B、C、D元素的第一电离能由大到小的顺序是           （用元素符号表示），A元素分别与B、D元素形成的二种微粒都具有NH₃相似的结构，属于等电子体，它们的化学式是          。
（2）F元素的原子基态价层电子排布图是                                 。
（3）向G的硫酸盐溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[G(NH₃)₄]SO₄·H₂O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH₃通过________键与中心离子G²⁺结合；NH₃分子中N原子的杂化方式是________；
（4）E单质晶体中原子的堆积模型如右图，晶胞是图中的        （填a、b或c）；配位数是         ；若紧邻的四个E原子的中心连线构成的几何体的体积是a cm³，E单质的密度为ρg/ cm³；则E的相对原子质量的计算式是                     。

Answer 1

（15分）（1） Mg  Cr Cu （1分）；N＞O＞C（1分）；  H₃O⁺、CH₃^- （2分）
（2） （2分）（3） 配位键（1分）；sp³（2分）；
（4） C（2分）； 12（2分）；6N_A·a·ρ（2分）

试题分析：A是原子半径最小的元素，因此A是氢元素。B、C、D是紧邻的三个族的元素，C的三价阴离子和E的二价阳离子具有相同的电子层结构，这说明C是第ⅤA族元素，因此B是第ⅣA族所以，D是第ⅥA族。又因为B、C、D、E为短周期元素，因此B是碳元素，C是氮元素，D是氧元素，E是镁元素。F、G为第四周期元素，元素F元素的基态原子具有六个成单电子，G是ⅠB族的元素，所以F是Cr元素，G是铜元素。
（1）E、F、G的元素符号分别是Mg、Cr、Cu；同周期第一电离能自左而右具有增大趋势，所以第一电离能O＞C。由于氮元素原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于相邻元素，所以B、C、D元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C。原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则H元素分别与C、O元素形成的都具有NH₃相似的结构，属于等电子体的微粒化学式分别是是H₃O^＋、CH₃^＋。
（2）根据构造原理可知，元素的原子基态价层电子排布图是。
（3）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀氢氧化铜，继续滴加氨水至沉淀刚好全部溶解时可得到蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[G(NH₃)₄]SO₄·H₂O沉淀。该深蓝色沉淀中的NH₃通过配位键键与中心离子Cu²⁺结合；根据价层电子对互斥理论可知，NH₃分子中N原子含有的孤对电子对数＝（5－3×1）÷2＝1，即氨气是三角锥形结构，其中氮原子的杂化方式是sp³。
（4）金属镁是六方最密集积，晶胞是选项c，其中配位数是12。设铜原子的半径是r，则晶胞的长、宽都是2r，高是2r，所以立方体的体积是8r³。紧邻的四个E原子的中心连线构成的几何体是底面为等腰直角三角形的三棱锥，底面积是2r²，高是r，其体积是.所以若紧邻的四个E原子的中心连线构成的几何体的体积是acm³，则该晶胞的体积是就是12 acm³.晶胞中含有的镁原子个数是8×＋1＝2个，则根据关系式×N_A＝2，解得M＝6N_A·a·ρ。