Question

17．如图是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表一种化学元素．试回答下列问题：
（1）请写出H的单质与二氧化碳反应的方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）D的气态氢化物的VSEPR模型为四面体，其中心原子的杂化类型为sp³．
（3）G、H和I的第一电离能数值由大到小的顺序为：Mg＞Al＞Na（用元素符号作答）．
（4）由A、C、D形成的ACD分子中，含有2个σ键，2个π键．
（5）要证明太阳上是否含有R 元素，可采用的方法是对太阳光进行光谱分析．
（6）与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu（填元素符号）．MO₂Cl₂常温下为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，据此可判断MO₂Cl₂是非极性（填“极性”或“非极性”）分子．
（7）已知元素“O”某红紫色配合物的组成为OCl₃•5NH₃•H₂O，中心离子O³⁺的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，则该物质的配体是NH₃、H₂O．
（8）金属N的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图2所示．体心立方和面心立方两种堆积方式中铁的密度之比为34：37．

Answer 1

分析 根据元素在周期表中的位置知，A为H，B为Li，C为C，D为N，E为O，F为F，G为Na，H为Mg，I为Al，J为Si，K为S，L为Cl，M为Cr，N为Fe，O为Co，R为He，T为Ne，
（1）H单质是镁，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和C；
（2）D的气态氢化物是氨气，氨气分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断VSEPR模型和原子杂化方式；
（3）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（4）由A、C、D形成的ACD分子中为HCN，其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键、共价三键中含有一个σ键、两个π键；
（5）采用光谱分析可以确定元素；
（6）M是Cr元素，其原子最外层有1个电子；非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂；
（7）O为Co，中心离子钴离子的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，说明该物质中氯元素是外界，为氯离子，则氨气分子和水分子为配体；
（8）N为Fe，利用均摊法计算晶胞中原子数目，根据$ρ=\frac{m}{V}$计算体心立方晶胞和面心立方晶胞中铁的密度之比；

解答 解：根据元素在周期表中的位置知，从A-R分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、He元素，
（1）H单质是镁，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和C，方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）D的气态氢化物是氨气，氨气分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论知VSEPR模型为四面体，N原子杂化方式为sp³，
故答案为：四面体；sp³；
（3）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能Mg＞Al＞Na，
故答案为：Mg＞Al＞Na；
（4）由A、C、D形成的ACD分子中为HCN，其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键、共价三键中含有一个σ键、两个π键，所以该分子中含有两个σ键、两个π键，
故答案为：2；2；
（5）采用光谱分析可以确定元素，所以可以采用光谱分析确定He元素，
故答案为：对太阳光进行光谱分析；
（6）M是Cr元素，其原子最外层有1个电子，所以与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu，非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂，溶质都是非极性分子，所以MO₂Cl₂是非极性分子，
故答案为：K、Cu；非极性；
（7）O为Co，中心离子钴离子的配位数是6，1mol该物质与足量的硝酸银反应可生成3molAgCl，说明该物质中氯元素全部是外界，为氯离子，则氨气分子和水分子为配体，其化学式为[Co（NH₃）₅ H₂O]Cl₃，
故答案为：NH₃、H₂O；
（8）N为Fe，设铁原子的半径为a，利用均摊法可知，体心立方晶胞中含有的铁原子数为$1+8×\frac{1}{8}$=2，体心立方晶胞的边长为$\frac{4a}{\sqrt{3}}$，所以晶胞的体积为（$\frac{4a}{\sqrt{3}}$）³，则体心立方晶胞的密度为$\frac{\frac{2×56}{{N}_{A}}}{（\frac{4a}{\sqrt{3}}）^{3}}$，面心立方晶胞中含有的铁原子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，面心立方晶胞的边长为$\frac{4a}{\sqrt{2}}$，所以晶胞的体积为（$\frac{4a}{\sqrt{2}}$）³，则面心立方晶胞的密度为$\frac{\frac{4×56}{{N}_{A}}}{（\frac{4a}{\sqrt{2}}）^{3}}$，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中铁的密度之比为$\frac{\frac{2×56}{{N}_{A}}}{（\frac{4a}{\sqrt{3}}）^{3}}$：$\frac{\frac{4×56}{{N}_{A}}}{（\frac{4a}{\sqrt{2}}）^{3}}$=$3\sqrt{3}：4\sqrt{2}$≈34：37，
故答案为：34：37．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及原子杂化方式判断、相似相溶原理、元素周期律、物质性质等知识点，侧重考查基本理论，熟悉价层电子对互斥理论、元素周期律即可解答，注意第一电离能中的异常现象，题目难度不大．