Question

20．周期表前四周期的元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大．A的核外电子总数与其周期数相同，B的价电子层中的未成对电子有3个，C的最外层电子数为其内层电子数的3倍，D与C同族；E的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子．回答下列问题：
（1）B、C、D中第一电离能最大的是N（填元素符号），E的外围电子的轨道表示式为．
（2）A与B、C、D元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H₂O₂、N₂H₄（填化学式，写出两种）．
（3）A、B、C、D元素形成的含氧酸根中，中心原子的价层电子对数为3的是NO₂ ^-或 NO₃^-；离子呈三角锥结构的是SO₃^2-．（填化学式）
（4）将E单质的粉末加入BA₃的浓溶液中，通入C₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O．
（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图所示），该化合物中阴离子为SO₄^2-（填化学式），阳离子中存在的化学键类型有配位键、共价键．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大．A的核外电子总数与其周期数相同，则A为H元素；C的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C是O元素；D与C同族，则D为S元素；B的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于氧，外围电子排布为2s²2p³，则B是N元素；E的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，只能处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素，据此解答．

解答 解：周期表前四周期的元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大．A的核外电子总数与其周期数相同，则A为H元素；C的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C是O元素；D与C同族，则D为S元素；B的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于氧，外围电子排布为2s²2p³，则B是N元素；E的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，只能处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素．
（1）B、C、D分别是N、O、S元素，同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定结构，其第一电离能大于氧元素，同主族自上而下，元素第一电离能减小，氧元素第一电离能大于硫元素，所以N、O、S中第一电离能从大到小的顺序为：N＞O＞S，
Cu的外围电子排布为3d¹⁰4s¹，其电子轨道示意图为，
故答案为：N；；
（2）A是H元素，和N、O、S元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H₂O₂、N₂H₄，
故答案为：H₂O₂、N₂H₄；
（3）这些元素形成的含氧酸中，中心原子的价层电子对数为3的酸根是NO₂ ^-或 NO₃^-；酸根呈三角锥结构是SO₃^2-，
故答案为：NO₂ ^-或 NO₃^-；SO₃^2-；
（4）将Cu单质的粉末加入NH₃的浓溶液中，通入O₂，充分反应后溶液呈深蓝色，说明生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，该反应的离子方程式是：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O，
故答案为：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，应为SO₄^2-；
阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图所示），阳离子为Cu²⁺，配位数是6，在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为H₂O分子，有2个，正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对，所以为NH₃分子，有4个，铜离子与氨气分子、水分子之间形成配位键，氨气分子内、水分子内存在共价键，
故答案为：SO₄^2-；配位键、共价键．

点评 本题是对物质结构和性质的考查，涉及电离能、核外电子排布、分子结构、配合物等知识点，对于分子空间结构，采取逆向形式进行考查，具有一定的开放性，增大题目难度．