Question

A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大。第2周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请用对应的元素符号或化学式填空：
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为        。
(2)A的最高价含氧酸根离子中其中心原子采取         杂化。
(3)与A、B形成的阴离子(AB^－)互为等电子体的分子有     。
(4)基态D原子的核外电子排布式为       ，下图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比为        。

(5)向D的高价态硫酸盐溶液中逐滴滴加B的氢化物水溶液至过量，先出现沉淀，最后沉淀溶解形成溶液。写出此沉淀溶解的离子方程式：_           ___。

Answer 1

（8分）（1）C＜O＜N（2分） （2）sp²（1分） （3）N₂或CO（1分，其它合理答案也给分）
（4）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹(或[Ar] 3d¹⁰4s¹)（1分）；1:5（1分）
（5）Cu(OH)₂+4NH₃?H₂O＝[Cu(NH₃)]²⁺+2OH^－+4H₂O（2分）

试题分析：A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它们的核电荷数依次增大， B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，最外层电子排布为2s²2p³，故B为氮元素。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，故原子核外电子排布为1s²2s¹或1s²2s²2p²，结合（3）能与N元素形成阴离子（AN^-），故A为碳元素；C是地壳中含量最高的元素，所以C是氧元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，故D元素原子各层电子数分别为2、8、18、1，是29号Cu元素。（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左向右非金属性逐渐增强，第一电离能呈增大趋势。但由于氮元素原子2p能级是半充满稳定状态，能量较低，所以第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N。
（2）A的最高价含氧酸根离子是CO₃^2－，根据价层电子对互斥理论可知，其中碳原子含有的孤对电子对数＝（4＋2－3×2）÷2＝0，这说明碳原子最外层电子数全部成键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp²杂化。
（3）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，因此将CN^－中碳原子及1个负电荷换成1个氮原子，可得的等电子体N₂，将N原子及1个负电荷换成1个O原子，可得的等电子体CO，即互为等电子体的是N₂或CO。
（4）D的原子序数是29，为Cu元素，根据构造原理可知，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹。由晶胞结构可知，Ca原子处于顶点，所以根据均摊法可知晶胞中含有Ca原子数目为8×＝1个。Cu原子处于晶胞内部与面上、面心处，所以晶胞中Cu数目为1+4×+4×＝5个，故该合金中Ca和Cu的原子个数比为1:5。
（5）将氨水滴加到硫酸铜溶液中，首先反应生成氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水，氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜络离子，反应的离子方程式为Cu(OH)₂+4NH₃?H₂O＝[Cu(NH₃)]²⁺+2OH^－+4H₂O。