Question

A、B、C、D、E、F六种元素，A、B、C属于第四周期元素且单质均为固体，原子处于基态时A、B原子核外电子均成对，且核电荷数A＞B；C与A在周期表属于同一区的元素，如图是金属B和C所形成的某种合金的晶胞结构示意图；D、E、F均位于p区，D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的；E、F的原子均有三个能层，E原子的第一至第四电离能（kj/mol）分别为：578、1 817、2 745、ll 575；E与F能形成原子数目 比为1：3、熔点为190℃的化合物Q．
（1）写出A的基态核外电子排布式

 

；用最简式表示B、C形成合金的组成

 

（用B、C元素符号表示）．该合金的密度为 a g/cm³，其晶胞的边长为

 

．
（2）C²⁺和A²⁺都能与NH₃、H₂0等形成配位数为4的配合物．[A（NH₃）₄]²⁺和[C（NH₃）₄]²⁺空间构型不同且都具有对称性，则[C（NH₃）₄]²⁺的空间构型为

 

．[A（NH₃）₄]²⁺中A原子轨道的杂化方式为

 

．
（3）含有D、碳、硫三种元素的负一价离子中，所有原子均满足最外层8电子结构，一个电子是由硫原子所得，则其电子式为

 

．
（4）实验测得气态无水Q在1．Ol×10⁵ Pa、t₁℃的密度为5．OO g?L^-1、气体摩尔体积为53.4L?mol^-1，则此时Q的组成为（写化学式）

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：

分析：A、B、C、D、E、F六种元素，D、E、F均位于p区，D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的，则D原子处于第二周期，外围电子排布为2s²2p³，故D为氮元素；E、F的原子均有三个能层，E原子的第一电离能至第四电离能（kJ/mol）分别为：578，1817、2745、11575，E的最高价为+3，故E为铝元素；E与F能形成原子数目比为1：3，熔点为190℃的化合物，F为-1价，故F为氯元素，化合物Q熔点低，化合物Q是分子晶体；A、B、C属于第四周期且单质均为固体原子处于基态时，A、B原子核外电子均成对，A、B原子外围电子排布为4s²、3d¹⁰4s²、4s²4p⁶，且核电荷数A＞B，故B为钙元素，A为锌元素；C与A在周期表属于同一区的元素，属于ds区，故C为铜元素．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六种元素，D、E、F均位于p区，D原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的，则D原子处于第二周期，外围电子排布为2s²2p³，故D为氮元素；E、F的原子均有三个能层，E原子的第一电离能至第四电离能（kJ/mol）分别为：578，1817、2745、11575，E的最高价为+3，故E为铝元素；E与F能形成原子数目比为1：3，熔点为190℃的化合物，F为-1价，故F为氯元素，化合物Q熔点低，化合物Q是分子晶体；A、B、C属于第四周期且单质均为固体原子处于基态时，A、B原子核外电子均成对，A、B原子外围电子排布为4s²、3d¹⁰4s²、4s²4p⁶，且核电荷数A＞B，故B为钙元素，A为锌元素；C与A在周期表属于同一区的元素，属于ds区，故C为铜元素．
故A为锌元素、B为钙元素、C为铜元素、D为氮元素、E为铝元素、F为氯元素．
（1）A为锌元素，A的基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；由晶胞结构可知，晶胞中Ca原子数目为8×

1

8

=1，Cu原子数目为1+8×

1

2

=5，B、C合金的组成为CaCu₅；CaCu₅的摩尔质量为360g/mol，设该晶胞的边长为x，根据密度公式：ρV=m，aN_Ax³=360，x=

3	360 NAa

；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；CaCu₅；

3	360 NAa

；
（2）A为锌元素、C为铜元素，[Zn（NH₃）₄]²⁺和[Cu（NH₃）₄]²⁺都具有对称的空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代能得到两种不同结构的产物，[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为平面正方形；[Zn（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代只能得到一种产物；[Zn（NH₃）₄]²⁺为正四面体结构，Zn采取sp³杂化，
故答案为：平面正方形；sp³；
（3）D为氮元素，碳、硫三种元素的负一价离子中，所有原子均满足最外层8电子结构，氮原子形成三键，碳原子形成4条共价键，硫原子形成2条共价键，其中一个电子是由硫原子所得，电子式为：，
故答案为：；
（4）实验测得气态无水Q在1.01ⅹ10⁵Pa，t₁℃的密度为5.00g/L，气体摩尔体积为53.4L/mol，该化合物的摩尔质量为5.00g/L×53.4L/mol=267g/mol，令化合物Q化学式为（AlCl₃）_n，所以：n×（27+35.5×3）=267，解得n=2，所以化合物Q化学式为Al₂Cl₆．
故答案为：Al₂Cl₆．

点评：本题考查核外电子排布规律、原子结构与物质关系、晶体结构与化学键等，难度中等，根据核外电子排布推断元素是关键，是对知识的综合考查．