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.

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