题目内容

现有8种元素,它们的原子序数依次增大,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G、H为第四周期元素.请根据下列相关信息,回答问题.
A是原子半径最小的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子的第一至第四电离分别是:I1=738kJ?mol-1 I2=1451kJ?mol-1 I3=7733kJ?mol-1 I4=10540kJ?mol-1
D原子核外所有p轨道全充满或半充满
E元素基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p5
F元素基态原子是前四周期中未成对电子数最多的元素
G在周期表的第8列
H元素原子价电子排布式为3d104s1
(1)写出F基态原子的核外电子排布式
 
,DE3中心原子的杂化轨道类型为
 

(2)已知BA5为离子化合物,写出其电子式
 
,H、A、B三种元素会形成一种配合物的阳离子,其溶液显深蓝色,写出该阳离子的结构式
 

(3)G元素的单质晶胞如图所示,若设该晶胞的密度为ag?cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,G原子的摩尔质量为Mg
?mol-1,则G原子的半径为
 
cm.
(4)6.5gHA固体在E2单质中燃烧,生成一种棕黄色固体和一种气体,放出热量为aKJ,写出该反应的热化学方程式
 

(5)将C3B2 加入AE的水溶液中反应生成二种盐,该反应的化学方程式为
 
.常温时,amol?L-1的BA3水溶液甲与0.1mol?L-3的AE水溶液等体积混合,测得混合后溶液呈中性,则在该条件下甲的电离平衡常数为
 
(用含a的代数式表示)
考点:晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用
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、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素,A为H元素;
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,B有2个电子层,为1s22s22p3,故B为N元素;
由C原子的第一至第四电离能数据可知,第三电离能剧增,故C表现+2价,处于ⅡA族,原子序数大于N元素,故C为Mg元素;
D处于第三周期,D原子核外所有p轨道全满或半满,最外层排布为3s23p3,故D为P元素;
E处于第三周期,E元素的主族序数与周期数的差为4,E处于第ⅦA族,故E为Cl元素;
F是前四周期中电负性最小的元素,F为第四周期元素,故F为K元素,
G在第四周期周期表的第7列,G为Mn元素;
H元素原子价电子排布式为3d104s1,H为Cu元素.
解答: 解:A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大,A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素,A为H元素;
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,B有2个电子层,为1s22s22p3,故B为N元素;由C原子的第一至第四电离能数据可知,第三电离能剧增,故C表现+2价,处于ⅡA族,原子序数大于N元素,故C为Mg元素;D处于第三周期,D原子核外所有p轨道全满或半满,最外层排布为3s23p3,故D为P元素;E处于第三周期,E元素的主族序数与周期数的差为4,E处于第ⅦA族,故E为Cl元素;F是前四周期中电负性最小的元素,F为第四周期元素,故F为K元素,G在第四周期周期表的第7列,G为Mn元素;H元素原子价电子排布式为3d104s1,H为Cu元素.
(1)F为9号元素,核外电子数为9,基态原子的核外电子排布式为1S22S22P5,PCl3中P原子孤电子对数为1,成3个σ键,则为sp3杂化,故答案为:1S22S22P5;sp3
(2)BA5为离子化合物,则为NH4H,其电子式为
H、A、B三种元素会形成一种配合物的阳离子,其溶液显深蓝色,则为Cu离子溶于氨水形成Cu(NH342+溶液,其中配离子的结构简式为

故答案为:
(3)根据F晶体的晶胞可知,为体心立方,晶胞中F原子数目=1+8×
1
8
=2,故晶胞质量=2×
M
NA
g,若设该晶胞的密度为ag?cm-3,则晶胞体积=
2M
NA
g
ag?cm-3
=
2M
aNA
cm3,则晶胞棱长=
3
2M
aNA
cm,令F原子的半径为r cm,晶胞体对角线上的3个F原子相邻,则:(4r)2=3(
3
2M
aNA
2解得r=
3
4
3
2M
aNA

故答案为:
3
4
3
2M
aNA

(4)CuH和氯气反应生成氯化铜和氯化氢气体,6.5gCuH的物质的量为
6.5g
65g/mol
=0.1mol,故该反应的热化学方程式为2CuH(s)+3Cl2(g)=2CuCl2 (s)+2HCl(g)△H=-20aKJ/mol;故答案为:2CuH(s)+3Cl2(g)=2CuCl2 (s)+2HCl(g)△H=-20aKJ/mol;
+1价的Cu被氧化为+2价,生成CuCl2
(5)将CMg3N2 加入HCl的水溶液中反应生成二种盐氯化镁和氯化铵,反应方程式为Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl;
将浓度为a mol/LNH3溶液和0.1mol?L-1HCl溶液等体积混合后溶液呈中性,依据溶液中电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液呈中性说明c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L;c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol/L,则NH3溶液的电离常数=
c(NH4+)c(OH-)
c(NH3?H2O)
=
10×-7×0.05
a
2
-0.05
=
10-8
a-0.1

故答案为:.
10-8
a-0.1
点评:本题考查位置、结构、性质的关系及其应用,注意原子结构知识在元素推断中的重要性,学生应熟悉电子的排布、空间构型、杂化等知识点,识记中学常见的晶胞结构,题目难度较大.
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