题目内容

某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成,其原子个数比为l4:4:5:1:1.其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)d n+6nsl,回答下列问题.
(1)元素B、C、D的第一电离能的由大到小排列顺序为
 
.(用元素符号表示)
(2)D元素原子的最外层电子排布图为
 
.
(3)该配位化合物的化学式为
 
,配体的中心原子的杂化方式为
 
.
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为
 
.
(5)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为
 
,分子中含有
 
个σ键,
 
个π键.
(6)A元素与E元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图.则该化合物的化学式为
 
.该化合物可在氯气中燃烧,生成一种棕黄色固体和一种气体,写出该反应的化学方程式
 
.
考点:晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,共价键的形成及共价键的主要类型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题:化学键与晶体结构
分析:某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成,其原子个数比为14:4:5:1:1.其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,则C为O元素、D为S元素;E元素的外围电子排布为(n-l)dn+6nsl,则n+6=10,故n=4,故其外围电子排布为3d104sl,则E为Cu;故该深蓝色晶体应含有[Cu(NH3)4]2+,SO42-,结合原子序数可知A为H、B为N,由原子数目之比,可知该配合物含有1个结晶水,故其化学式为:[Cu(NH3)4]SO4?H2O,据此解答.
解答: 解:某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成,其原子个数比为14:4:5:1:1.其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,则C为O元素、D为S元素;E元素的外围电子排布为(n-l)dn+6nsl,则n+6=10,故n=4,故其外围电子排布为3d104sl,则E为Cu;故该深蓝色晶体应含有[Cu(NH3)4]2+,SO42-,结合原子序数可知A为H、B为N,由原子数目之比,可知该配合物含有1个结晶水,故其化学式为:[Cu(NH3)4]SO4?H2O,
(1)同主族自上而下第一电离能减小,故O元素第一电离能大于S元素,O与N元素同周期,N元素原子2p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于O元素,故第一电离能由大到小的排列顺序为:N>O>S,
故答案为:N>O>S;
(2)D为S元素,其原子的最外层电子排布图为 ,
故答案为:;
(3)由上述分析可知,该配位化合物的化学式为:[Cu(NH3)4]SO4?H2O,配体为NH3,N原子价层电子对数=3+
5-1×3
2
=4,N原子采取sp3杂化,
故答案为:[Cu(NH3)4]SO4?H2O;sp3;
(4)O元素可与H元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,则为H2O、H2O2,两种化合物可任意比互溶,其主要原因为:H2O与H2O2分子之间存在氢键,
故答案为:H2O与H2O2分子之间存在氢键;
(5)H元素与N元素可形成分子式为N2H2的化合物,该化合物的分子具有平面结构,N原子之间形成N=N双键,N原子与H原子之间形成N-H键,其结构式为H-N=N-H,分子中含有3个σ键,1个π键,
故答案为:H-N=N-H;3;1;
(6)H元素与Cu元素可形成一种红色化合物,由晶体结构单元可知,4个H原子位于内部,6个H原子位于棱上,晶胞中H原子数目=4+6×
1
3
=6,3个Cu原子为内部,2个位于面心、12个位于顶点,故晶胞中Cu原子数目=3+2×
1
2
+12×
1
6
=6,故该化合物的化学式为CuH,该化合物可在氯气中燃烧,生成一种棕黄色固体和一种气体,应生成CuCl2、HCl,反应方程式为:2CuH+3Cl2
 点燃 
.
 
2CuCl2+2HCl,
故答案为:CuH;2CuH+3Cl2
 点燃 
.
 
2CuCl2+2HCl.
点评:本题考查物质结构与性质,涉及元素化合物推断、电离能、核外电子排布、微粒结构与性质、晶胞计算等,关键是根据配位化合物为深蓝色晶体进行推断,(3)中晶胞计算,为易错点,需要学生具有较好的空间想象能力与观察能力,难度中等.
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