Question

19．已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子，G的+1价阳离子正好充满K，L，M三个电子层．回答下列问题：
（1）A、B、C、D、E、F、G几种元素中第一电离能最小的是K （填元素符号），D元素的原子核外有17种不同运动状态的电子；有5种不同能级的电子．基态的F³⁺核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是NH₃与H₂O分子间存在氢键，CH₄、H₂S分子与H₂O分子间不存在氢键．
（3）化合物ECAB中的阴离子与AC₂互为等电子体，该阴离子的电子式是．
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是K₂Fe（SCN）₅．
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一种蓝色晶体，图1表示其晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出）．该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为4．
（6）G的二价阳离子（如图2所示）能与乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子：该配离子中含有的化学键类型有abd．（填字母）
a．配位键        b．极性键        c．离子键       d．非极性键
阴离子CAB^-中的A原子与乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子的杂化方式为sp、sp³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于硫，由B与S、Cl属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素，G的+1价阳离子正好充满K，L，M三个电子层，则G原子的核外电子数为2+8+18+1=29，故G为Cu．
（1）金属性越强，第一电离能越小；原子核外没有运动状态相同的电子，结合核外电子排布式确定不同能级的电子种数；根据核外电子排布规律书写基态的Fe³⁺核外电子排布式，注意原子失去电子的顺序是从最外层到里层；
（2）氨气分子与水分子之间存在氢键，影响物质的溶解性；
（3）化合物ECAB为KSCN，其中阴离子是SCN^-，AC₂是CS₂，根据二硫化碳的电子式写出硫氰根离子的电子式；
（4）氯化铁和硫氰化钾溶液混合生成络合物，根据化合物中化合价的代数和为0写出该化学式；
（5）化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，利用均摊法计算一个晶胞的$\frac{1}{8}$中含有的离子，结合化学式确定钾离子个数；
（6）Cu的二价阳离子能与乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子，配离子中C-C原子之间存在非极性键、C-N和C-H及N-H原子之间存在极性键，铜离子和氮原子之间存在配位键；
SCN^-中的C原价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以C原子杂化方式为sp，乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，所以C的杂化方式为sp³．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素．A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于硫，由B与S、Cl属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素，G的+1价阳离子正好充满K，L，M三个电子层，则G原子的核外电子数为2+8+18+1=29，故G为Cu．
（1）元素的金属性越强，其第一电离能越小，这几种元素中金属性最强的是K，则第一电离能最小的是K；
D是Cl元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，原子核外没有运动状态相同的电子，所以Cl元素原子核外电子有17种运动状态，有5种不同的能级；F是Fe元素，失去三个电子生成铁离子，铁离子核外有23个电子，根据构造原理知铁离子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：K；17；5；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）B的氢化物是氨气、C的氢化物是硫化氢、A的氢化物是甲烷，硫化氢、甲烷和水分子不能形成氢键、氨气和水分子能形成氢键，氢键的存在促进其溶解度增大，所以氨气的溶解度大于甲烷和硫化氢，
故答案为：NH₃与H₂O分子间存在氢键，CH₄、H₂S分子与H₂O分子间不存在氢键；
（3）化合物ECAB为KSCN，其中阴离子是SCN^-，AC₂是CS₂，其电子式为，SCN^-与CS₂互为等电子体，则硫氰根离子的电子式为，
故答案为：；
（4）FeCl₃与KSCN溶液混合得到含多种配合物的血红色溶液，生成的配合物为铁氰化钾，其中配位数为5的配合物的化学式是K₂Fe（SCN）₅，故答案为：K₂Fe（SCN）₅；
（5）晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出）中，亚铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-离子个数=12×$\frac{1}{4}$，所以晶胞中亚铁离子个数是$\frac{1}{2}$×8=4，铁离子个数是$\frac{1}{2}$×4=4，CN^-离子个数=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，根据各离子的个数比知，晶胞中钾离子个数是4，
故答案为：4；
（6）Cu的二价阳离子能与乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配离子（如图2），C-C原子之间存在非极性键、C-N和C-H及N-H原子之间存在极性键，铜离子和氮原子之间存在配位键，所以该配离子中含有的化学键类型有配位键、极性键、非极性键，故选abd；
SCN^-中的C原价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以C原子杂化方式为sp，乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，所以C的杂化方式为sp³，
故答案为：abd；sp、sp³．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、氢键、等电子体、配合物、化学键、晶胞计算、杂化方式判断等，侧重考查学生分析应用能力，注意（5）中图不是一个晶胞，为易错点．