Question

已知A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子半径大小为B＞C＞D＞A．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原子有2个未成对电子．A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体．E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满．回答下列问题（用元素符号或化学式表示）．
（1）M分子中B原子轨道的杂化类型为

 

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（2）化合物CA₃的沸点比化合物BA₄的高，其主要原因是

 

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（3）写出与BD₂互为等电子体的C₃^-的结构式

 

．
（4）E⁺的核外电子排布式为

 

，如图是D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图，该晶体1个晶胞中阳离子的个数为

 

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（5）向E的硫酸盐溶液中通入过量的CA₃，可生成[E（CA₃）₄]²⁺配离子，1mol[E（CA₃）₄]²⁺中含有σ键的数目为

 

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Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,配合物的成键情况,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子半径大小为B＞C＞D＞A，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，则B是C元素；D原子有2个未成对电子，且D原子半径小于B，则D是O元素；C的原子半径小于B而大于D，则C是N元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，则该气体是甲醛，所以A是H元素；E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满，则E是铜元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子半径大小为B＞C＞D＞A，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，则B是C元素；D原子有2个未成对电子，且D原子半径小于B，则D是O元素；C的原子半径小于B而大于D，则C是N元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，则该气体是甲醛，所以A是H元素；E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满，则E是铜元素，
（1）M为HCHO，分子中C原子成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，则C原子采取sp²杂化，
故答案为：sp²；
（2）NH₃分子间能形成氢键，沸点高于CH₃，
故答案为：NH₃分子间能形成氢键；
（3）与CO₂互为等电子体的N₃^-，二者结构式相似，故N₃^-结构式为[N=N=N]^-，
故答案为：[N=N=N]^-；
（4）Cu⁺的核外电子排布式为 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，由晶胞结构可知，E形成的阳离子位于晶胞内部，该晶体1个晶胞中阳离子的个数为4，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；4；
（5）向硫酸铜溶液中通入过量的NH₃，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子，N-H键为σ键，配位键属于σ键，故1mol[Cu（NH₃）₄]²⁺中含有16molσ键，含有σ键的数目为 16×6.02×10²³，
故答案为：16×6.02×10²³．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及杂化轨道、氢键、等电子体、晶胞结构、核外电子排布、配合物、化学键等知识点，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，题目难度中等．