题目内容

1．原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子．请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为．
（2）A与B元素形成的B2A2含有的σ键、π键数目之比为3：2．
（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为sp2，另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为34%（保留两位有效数字）．（$\sqrt{3}$=1.732）

（4）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液．请写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式：Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-．
（5）图三为-个D元素形成的单质的晶胞，该晶胞“实际”拥有的D原子数是4个，其晶体的堆积模型为面心立方密堆积，此晶胞立方体的边长为a cm，D的相对原子质量为M，单质D的密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$ mol-1（用含M、a、p的代数式表示）．

分析 原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体型分子，则B为氯元素．
（1）四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子排布式为3s23p5；
（2）C2H2的结构式为H-C≡C-H，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键；
（3）图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化；
计算晶胞中碳原子总体积与晶胞的体积，晶胞空间利用率=$\frac{晶胞中原子总体积}{晶胞体积}$×100%，晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构，正四面体体心原子与晶胞顶点原子连线在晶胞体对角线上，且为体对角线长度的$\frac{1}{4}$，；
（4）硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到四氨合铜络离子，溶液为深蓝色的透明溶液；
（5）由晶胞结构示意图可知，晶体的堆积模型为面心立方密堆积，利用均摊法计算晶胞中原子数目，再计算晶胞质量与体积，根据m=ρV计算阿伏伽德罗常数．

解答 解：原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体型分子，则B为氯元素．
（1）四种元素中电负性最大的是Cl，其基态原子的价电子排布式为3s23p5，基态原子的价电子排布图为，
故答案为：；
（2）C2H2的结构式为H-C≡C-H，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，含有的σ键、π键数目之比为3：2，
故答案为：3：2；
（3）图一为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为120°，每个碳原子都结合着3个碳原子，碳原子采取sp2杂化；
晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构，正四面体体心原子与晶胞顶点原子连线在晶胞体对角线上，且为体对角线长度的$\frac{1}{4}$，令碳原子半径为r，则晶胞棱长为8r，故晶胞棱长为$\frac{8\sqrt{3}r}{3}$r，晶胞中C原子数目=4+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8，则晶胞中碳原子总体积=8×$\frac{4}{3}$πr3，故晶胞空间利用率=8×$\frac{4}{3}$πr3÷（$\frac{8\sqrt{3}r}{3}$）3=34%；
故答案为：sp2；34%；
（4）硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到四氨合铜络离子，溶液为深蓝色的透明溶液，蓝色沉淀溶解离子方程式为：Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-，
故答案为：Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-；
（5）由晶胞结构示意图可知，晶体的堆积模型为面心立方密堆积，晶胞中原子数目为6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，晶胞质量为4×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}}$，晶胞体积为（a cm）3，则4×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}}$=ρg/cm3×（a cm）3，故NA=$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$mol-1，
故答案为：4；面心立方密堆积；$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，题目综合性较大，涉及元素推断、核外电子排布、晶体结构与计算等，是对学生综合能力的考查，（3）中晶胞空间利用率计算是难点、易错点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，学习中注重相关基础的积累，难度较大．

练习册系列答案
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