Question

13．A、B、C、D、X五种元素的原子序数依次递增，A、B的常见单质是构成空气的主要成分；C 的基态原子核外电子占有7个轨道，但只有1个未成对电子；D的基态原子的M能层中只有1对成对电子和2个未成对电子；X元素处于第四周期ⅠB族．
请回答下列问题：
（1）C的基态原子核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p¹．
（2）A、B、D的最简单氢化物中，键角由大到小的顺序为SiH₄＞NH₃＞H₂O（用分子式表示），AB₂^-离子的立体构型名称为V形．
（3）A与X元素形成的某种化合物晶胞如图，该化合物的化学式为Cu₃N，阴离子的配位数是6．
（4）X与B元素能形成X₂B和XB两种化合物，试从结构角度解释在高温下XB会分解生成X₂B 的原因是Cu²⁺的价电子排布为3d⁹，Cu⁺的价电子排布为3d¹⁰，是全充满结构，更稳定．
（5）在高温下，C的硫酸盐与氢气反应可生成三种氧化物，反应的化学方程式是Al₂（SO₄）₃+3H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+3SO₂+3H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、X五种元素的原子序数依次递增，A、B的常见单质是构成空气的主要成分，则A为N元素，B是O元素；C 的基态原子核外电子占有7个轨道，但只有1个未成对电子，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，则C为Al；D的基态原子的M能层中只有1对成对电子和2个未成对电子，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故D为Si；X元素处于第四周期ⅠB族，则X为Cu．

解答 解：A、B、C、D、X五种元素的原子序数依次递增，A、B的常见单质是构成空气的主要成分，则A为N元素，B是O元素；C 的基态原子核外电子占有7个轨道，但只有1个未成对电子，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，则C为Al；D的基态原子的M能层中只有1对成对电子和2个未成对电子，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故D为Si；X元素处于第四周期ⅠB族，则X为Cu．
（1）C 的基态原子核外电子占有7个轨道，但只有1个未成对电子，C的基态原子核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；
（2）A、B、D的最简单氢化物分别为NH₃、H₂O、SiH₄，分别为三角锥形、V形、正四面体，由排斥作用：孤对电子之间排斥＞孤电子对与成键电子对之间排斥＞成键电子对之间排斥，故键角由大到小的顺序为：SiH₄＞NH₃＞H₂O，NO₂^-离子中N原子孤对电子数为$\frac{5+1-2×2}{2}$=1，价层电子对数为2+1=3，故其立体构型为V形，
故答案为：SiH₄＞NH₃＞H₂O；V形；
（3）晶胞中Cu原子数目为12×$\frac{1}{4}$=3、N原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，该化合物的化学式为Cu₃N，顶点氮离子与棱上的离子相邻，每个顶点为8个晶胞共用，镁条棱为4个晶胞共用，故其配位数为$\frac{8×3}{4}$=6，
故答案为：Cu₃N；6；
（4）X与B元素能形成Cu₂O和CuO两种化合物，Cu²⁺的价电子排布为3d⁹，Cu⁺的价电子排布为3d¹⁰，是全充满结构，更稳定，在高温下CuO会分解生成Cu₂O，
故答案为：Cu²⁺的价电子排布为3d⁹，Cu⁺的价电子排布为3d¹⁰，是全充满结构，更稳定；
（5）在高温下，硫酸铝与氢气反应可生成三种氧化物，即生成氧化铝、二氧化硫与水，反应的化学方程式是：Al₂（SO₄）₃+3H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+3SO₂+3H₂O，
故答案为：Al₂（SO₄）₃+3H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+3SO₂+3H₂O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、价层电子对互斥理论、晶胞计算等，是对现实综合能力的考查，难度中等．