Question

19．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数：A＜B＜C＜D＜E．其中A、B、C是同一周期的非金属元素．化合物DC为离子化合物，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构．AC₂为产生温室效应的主要气体．B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素的氢化物的沸点高．E的原子序数为24，ECl₃能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2：1，三个氯离子位于外界．
请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N．
（2）B的氢化物分子的立体构型是三角锥形，其中心原子采取sp³杂化．
（3）写出化合物AC₂的电子式：．
（4）E易与多种分子形成配合物的原因是Cr原子能提供空轨道，ECl₃形成的配合物的化学式为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E．B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高，分子之间存在氢键，为N、O、F中的两种，A、B、C是同一周期的非金属元素，处于第二周期，AC₂为产生温室效应的主要气体，该气体为二氧化碳，可推知A为碳元素、C为氧元素，B原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，C形成-2价阴离子，核外电子数为10，则D原子核外电子数为10+2=12，故D为Mg；E的原子序数为24，则E为Cr元素，CrCl₃能与NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2：1，则配体中有4个NH₃、2个H₂O，三个氯离子位于外界，该配合物为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E．B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高，分子之间存在氢键，为N、O、F中的两种，A、B、C是同一周期的非金属元素，处于第二周期，AC₂为产生温室效应的主要气体，该气体为二氧化碳，可推知A为碳元素、C为氧元素，B原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，C形成-2价阴离子，核外电子数为10，则D原子核外电子数为10+2=12，故D为Mg；E的原子序数为24，则E为Cr元素，CrCl₃能与NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2：1，则配体中有4个NH₃、2个H₂O，三个氯离子位于外界，该配合物为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻意思是，故第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，故答案为：C＜O＜N；
（2）B的氢化物为NH₃，分子的立体构型是三角锥形，分子中N原子成3个σ键、含有1对孤对电子，其中心N原子采取sp³ 杂化，故答案为：三角锥形；sp³；
（3）化合物CO₂的电子式为故答案为：；
（4）Cr作为过渡金属元素，有空轨道，易与含孤对电子的分子形成配位键；CrCl₃能与NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2：1，则配体中有4个NH₃、2个H₂O，三个氯离子位于外界，该配合物为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，
故答案为：Cr原子能提供空轨道；[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（5）B的最高价氧化物对应的水化物为HNO₃，D的单质为Mg，Mg与稀硝酸反应中硝酸被还原到最低价，则生成NH₄NO₃，该反应的化学方程式是：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案为：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，涉及电离能、分子结构、杂化轨道、电子式、配合物、氧化还原反应等，氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高是推断的突破口，难度中等．