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1至第4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3s23p5，第一电离能最小的元素是Cu（填元素符号）．
（2）C所在主族前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl（填化学式），呈现如此递变规律的原因是HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高．
（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．另一种晶胞如图二所示，若此晶胞中的棱长为a cm，则此晶胞的密度为$\frac{96}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g•cm．（保留两位有效数字）．（用含a和NA的表达式表示）
（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为面心立方最密堆积，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体含有的化学键是①②③（填选项序号）．
①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液．请写出上述过程的离子方程式：Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O．

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C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为3s23p5；铜为金属第一电离能最小；
（2）HF分子间存在氢键，沸点最高，其它卤化氢随着相对分子质量递增，其沸点升高；
（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；
根据均摊法计算晶胞中C原子数目，棱长为a，计算晶胞的总体积a3，根据；
（4）晶体Cu为面心立方最密堆积，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键；
（5）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．

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C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为3s23p5，铜为金属第一电离能最小，故答案为：3s23p5；Cu；
（2）HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl，
故答案为：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高；
（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；
一个晶胞中含碳原子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，所以密度为：$\frac{\frac{8}{{N}_{A}}×12}{{a}^{3}}$=$\frac{96}{{N}_{A}×{a}^{3}}$，
故答案为：sp2；$\frac{96}{{N}_{A}×{a}^{3}}$；
（4）晶体Cu为面心立方最密堆积，结合图三醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键，
故答案为：面心立方最密堆积；①②③；
（5）硫酸铜溶液中加入氨水会产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，有关反应的离子方程式为Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O，故答案为：首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O．

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、晶体结构与化学键、杂化轨道、配合物、晶胞计算等，是对学生综合能力的考查，（3）中计算为易错点、难度，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，难度中等．

练习册系列答案
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下图表示的是用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制取硫酸铝和硫酸钾的操作流程图，请根据此图回答有关问题。

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12．用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：
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A．小烧杯中    B．洁净纸片上    C．托盘上
（2）滴定时，用0.20mol•L-的盐酸来滴定待测液，不可选用B（填编号字母）作指示剂．
A．甲基橙　　　　　B．石蕊　　　　　C．酚酞
（3）根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是0.4000mol/L，烧碱样品的纯度是97.56%
滴定次数待测溶液体积（mL）标准酸体积
滴定前刻度（mL）滴定后刻度（mL）
第一次10.000.4020.50
第二次10.004.1024.00
（4）在铁架台上垫一张白纸，其目的是便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差
（5）下列实验操作会对滴定结果产生什么后果？（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若将锥形瓶用待测液润洗，然后加入10.00mL待测液，则滴定结果偏高
②若锥形瓶未干燥就加入10.00mL待测液，则滴定结果无影响．
9．目前半导体生产展开了一场“铜芯片”革命--在硅芯片上用铜代替铝布线，古老的金属铜在现代科技应用上取得了突破，用黄铜矿（主要成分为CuFeS2）生产粗铜，其反应原理如下：CuFeS2$→_{800℃}^{O_{2}}$Cu2S$→_{△①}^{O_{2}}$Cu2O$→_{②}^{Cu_{2}S}$Cu
（1）基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，硫、氧元素相比，第一电离能较大的元素是O（填元素符号）．
（2）反应①、②中均生成有相同的气体分子，该分子的中心原子杂化类型是sp2，其立体结构是V形．
（3）某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验：CuSO4溶液$\stackrel{氨水}{→}$蓝色沉淀$\stackrel{氨水}{→}$沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液．写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式Cu（OH）2+4NH3•H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O；深蓝色透明溶液中的阳离子（不考虑H+ ）内存在的全部化学键类型有共价键、配位键．
（4）铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途，铜晶体中铜原子堆积模型为面心立方最密堆积；铜的某种氧化物晶胞结构如图所示，若该晶体的密度为d g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中铜原子与氧原子之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{288}{a{N}_{A}}}$×1010pm．（（用含d和NA的式子表示）．
16．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中W的原子核内质子数与核外最外层电子数之比为8：3．下列说法正确的是（　　）
A．Q与W的原子能形成非极性分子
B．T的离子半径大于W的离子半径
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6．氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素．回答下列问题
（1）P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为9，Fe3+比Fe2+稳定的原因是Fe3+的价电子排布式为3d5，处于半充满状态，结构稳定．
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高纯氧化锌广泛应用于电子工业，某研究小组设计如下流程制备高纯氧化锌。

（1）反应①的化学方程式为___________________。

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（4）反应③属于分解反应，除得到氧化锌外还生成2种常见气体，其化学式为_________、________。

（5）若用纯度为97.5％的1kg粗锌制备高纯氧化锌，理论上最多可生产出氧化锌的物质的量为：_________mol。
7．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素．X2-和Y+的核外电子排布相同；Z、W同周期，W原子是同周期主族元素中半径最小的，Z核外电子总数是最外层电子数的3倍．下列说法不正确的是（　　）
A．单质的沸点：W＜Z
B．气态氢化物的稳定性：W＞Z
C．简单离子半径：Z＞W＞X＞Y
D．X的氢化物中不可能含有非极性共价键
8．下列叙述错误的是（　　）
A．淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都可以发生水解反应
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C．乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应
D．乙烯、甲烷都不能使溴的四氯化碳溶液和酸性KmnO4溶液褪色

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