题目内容

6．已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期．A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．E有“生物金属”之称，E4+离子和氩原子的核外电子排布相同．F处于周期表中第9列．
（1）B、C、D三种元素的氢化物的沸点高低顺序为CH4＜NH3＜H2O，稳定性顺序为CH4＜NH3＜H2O．
（2）同时含有A、B、D三种元素的化合物M是此类物质中为数不多的气体，且分子中所有原子共平面，则M中σ键和π键个数比为3：1，B原子的杂化类型为sp2，M能和水以任意比混溶的原因是甲醛能和水分子间形成氢键．
（3）C的最高价含氧酸根的空间构型为平面三角形，E的基态原子的价电子排布式为3d24s2
（4）“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图．则E晶胞中E的配位数为12，若该晶胞的密度为a g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，E原子的摩尔质量为M g/mol，则E原子的半径为$\root{3}{\frac{\sqrt{2}M}{8a{N}_{A}}}$cm
（5）F可形成分子式均为F（NH3）5BrSO4的两种配合物，其中一种化学式为[F（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液时，产生的现象是产生白色沉；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为[Co（SO4）（NH3）5]Br．

分析 A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为H元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，B的电子占据1s，2s，2p三个轨道，且每个轨道中电子数为2，B原子共有6个核外电子，B为碳元素；D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，且D的原子序数比C元素的大，其电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；根据原子序数大小可知C为N元素；E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti；F处于周期表中第9列，且处于第四周期，则F为Co元素，据此进行解答．

解答 解：A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同，则A为H元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，B的电子占据1s，2s，2p三个轨道，且每个轨道中电子数为2，B原子共有6个核外电子，B为碳元素；D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，且D的原子序数比C元素的大，其电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；根据原子序数大小可知C为N元素；E4+离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti；F处于周期表中第9列，且处于第四周期，则F为Co元素，
（1）B、C、D分别为C、N、O元素，其氢化物分别为：CH4、NH3、H2O，氨气和水分子中都存在氢键，则甲烷的沸点最低，由于水分子中氢键大于氨气，则三种氢化物的沸点高低为：CH4＜NH3＜H2O；
非金属性越强，气态氢化物越稳定，则三种元素的氢化物的稳定性大小为：CH4＜NH3＜H2O，
故答案为：CH4＜NH3＜H2O；CH4＜NH3＜H2O；
（2）同时含有H、C、O三种元素的化合物M是此类物质中为数不多的气体，且分子中所有原子共平面，则M为甲醛：HCHO，C原子采取sp2杂化，1molM分子中σ键和π键的个数比为3：1；由于甲醛能和水分子间形成氢键，所以甲醛能和水以任意比混溶，
故答案为：3：1；sp2杂化；甲醛能和水分子间形成氢键；
（3）C的最高价含氧酸根离子为硝酸根离子，NO3-中σ键数为3，孤对电子为$\frac{1}{2}$（5+1-2×3）=0，则N原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形；
E为Ti，Ti的基态原子的价电子排布式为：3d24s2，
故答案为：平面三角形；3d24s2；
（4）Ti的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点Ti原子研究，与之最近的Ti原子位于面心上，每个顶点Ti原子为12个面共用，故Ti的配位数为12；
设Ti原子半径为rcm，则晶胞棱长=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4r cm=2$\sqrt{2}$r cm，则晶胞体积=（2$\sqrt{2}$rcm）3=16$\sqrt{2}$r3cm3，晶胞中Ti原子数目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，则：
ag/cm3×16$\sqrt{2}$r3cm3=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，解得r=$\root{3}{\frac{4M}{\sqrt{2}{N}_{A}×a×16}}$=$\root{3}{\frac{\sqrt{2}M}{8a{N}_{A}}}$，
故答案为：12；$\root{3}{\frac{\sqrt{2}M}{8a{N}_{A}}}$；
（5）一种化学式为[Co（NH3）5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液，发生反应：SO42-+Ba2+=BaSO4，所以会生成白色沉淀；
向另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，该配合物能电离出Br-，则其化学式为：[Co（NH3）5SO4]Br，
故答案为：产生白色沉淀；[Co（SO4）（NH3）5]Br．

点评 本题是对物质结构的考查，题目难度较大，涉及核外电子排布式、氢化物稳定性与熔沸点高低判断、杂化轨道、分子结构、晶胞结构与计算等，（4）中需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力．

练习册系列答案
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16．A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增．A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素．
请回答下列问题（对应元素均用元素符号表示）：
（1）C在元素周期表中的位置为第二周期第VA族，G的原子结构示意图是．
（2）D与E按原子个数比1：1形成化合物甲，其电子式为，所含化学键类型为离子键、共价键．
（3）向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑．
（4）E、F、G三种元素所形成的简单离子，半径由大到小的顺序是S2-＞Cl-＞Na+．
（5）用BA4、D2和EDA的水溶液组成燃料电池，电极材料为多孔惰性金属电极．在a极通入BA4气体，b极通入D2气体，则a极是该电池的负极极，正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-．
17．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极、洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g．请回答下列问题：
（1）B电极发生反应的电极反应式4OH--4e-═2H2O+O2↑．
（2）写出电解时反应的离子方程式2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+．
（3）电解后溶液的pH为1，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入CuO，其质量为2g．（假设电解前后溶液的体积不变）
14．对下列图象的描述正确的是（　　）
A．
根据图可判断反应的△H＜0
B．
根据图，除去CuSO4溶液中的Fe3+，可加入CuO调节pH至3～5
C．
图可表示压强（p）对反应2A（g）+2B（g）?3C（g）+D（s）的影响，且p1＞p2
D．
图 可表示向醋酸溶液中通入氨气时，溶液导电性随氨气量的变化
1．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：Fe3++Cu═Fe2++Cu2+
B．氧化铝溶于氢氧化钠：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2↑
C．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
D．澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：Ca2++2OH-+CO2═CaCO3↓+H2O
11．下列过程或变化一定吸收能量的是（　　）
A．断裂化学键B．形成化学键C．化合反应D．分解反应
18．NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　　）
A．11.2L甲烷含有的氢原子数为2NA
B．1mol氧气在化学反应中得到的电子数一定为4NA
C．28g丙烯中含有的碳氢键的数目为4NA
D．1mol/L的硝酸中含有的硝酸根离子的数目为4NA
15．实验室用浓盐酸和MnO2制取并探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置
请回答：
（1）A是氯气发生装置，请完成反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．除了圆底烧瓶和导管外，还用到的玻璃仪器有酒精灯、分液漏斗．
（2）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是产生的氯气中含有水蒸气会反应生成次氯酸．
（3）为了验证氯气的氧化性，将氯气通Na2SO3溶液中，写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+．
（4）该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进的方法将导管插入一个装有NaOH溶液的烧杯中．
3．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（　　）
A．SO2和SiB．CO2和CH4C．CsCl和H2SO4D．CCl4和KCl

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