Question

1．四种常见元素的性质或结构信息如表，根据信息回答有关问题．

元素	A	B	C	D
性质 或结 构信息	原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对电子	原子的M层有1对成对的p电子	原子核外电子排布为：[Ar]3 d104sx，有+1、+2两种常见化合价	有两种常见氧化物，其中一种是冶炼金属工业的常用还原剂

（1）A元素与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示）；试解释原因同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的．
（2）B元素的低价氧化物分子中心原子的杂化方式为sp²杂化，B元素的最高价氧化物分子的VSEPR构型为平面三角形；B元素与D元素形成分子空间构型为直线形；
（3）D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点低（填“高”或“低”），其原因是CO₂是分子晶体，SiO₂是原子晶体；
（4）往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液，观察到的现象为先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，最后得到深蓝色溶液；后一现象的离子方程式为：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-．
（5）C晶体的堆积方式如图所示，设晶胞边长为a cm，阿伏伽德罗常数用N_A表示，则晶胞中C原子的配位数为12，C晶体的密度为$\frac{4×64}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g•cm^-3（要求写表达式，可以不简化）．

Answer 1

分析 A原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子，外围电子排布为2s²2p³，故A为N元素；B原子的M层有1对成对的p电子，外围电子排布为3s²3p⁴，故B为S元素；C原子的核外电子排布为[Ar]3d¹⁰4s^x，有+1、+2两种常见化合价，故C为Cu元素；D有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂，故D为C元素，据此解答．

解答 解：A原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子，外围电子排布为2s²2p³，故A为N元素；B原子的M层有1对成对的p电子，外围电子排布为3s²3p⁴，故B为S元素；C原子的核外电子排布为[Ar]3d¹⁰4s^x，有+1、+2两种常见化合价，故C为Cu元素；D有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂，故D为C元素．
（1）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；
（2）B元素的低价氧化物分子为SO₂，S原子孤电子对数为$\frac{6-2×2}{2}$=1、价层电子对数=2+1=3，杂化轨道数目为3，故S原子采取sp²杂化，B元素的最高价氧化物为SO₃，分子中S原子价层电子对数为3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，其的VSEPR构型为平面三角形，B元素与D元素形成分子为CO、CO₂，空间构型为，直线形，
故答案为：sp²杂化；平面三角形；直线形；
（3）D元素最高价氧化物为二氧化碳，同主族相邻元素最高价氧化物为二氧化硅，CO₂是分子晶体，SiO₂是原子晶体，则二氧化碳的熔点比二氧化硅的低，
故答案为：低；CO₂是分子晶体，SiO₂是原子晶体；
（4）C元素的硫酸盐为硫酸铜，硫酸铜溶液中逐滴加入过量氨水溶液，先生成氢氧化铜沉淀，后氢氧化铜溶解得到四氨合铜络离子，观察到的现象为：先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，最后得到深蓝色溶液，后一现象的离子方程式为：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-，
故答案为：先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，最后得到深蓝色溶液；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（5）Cu晶体为面心立方密堆积，以顶点Cu原子研究，与之相邻的Cu原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，则Cu原子配位数为$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Cu原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则晶胞质量为4×$\frac{64}{{N}_{A}}$g，则晶胞密度为4×$\frac{64}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=$\frac{4×64}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案为：12；$\frac{4×64}{{a}^{3}×{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、晶体类型与性质、配合物、晶胞计算等，注意同周期第一电离能异常情况，掌握熔沸点高低比较方法．