Question

4．现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期，B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子．请回答下列问题：
（1）用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序C＜O＜N；
（2）F离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点，向F的硫酸盐溶液中通入过量C与A形成的气体N，反应现象为先生成蓝色沉淀，当氨气过量时，沉淀溶解得到深蓝色溶液，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⁺+4H₂O+2OH^-；
（3）B单质的一种同素异形体的晶胞如图所示，若晶体的密度为ρg/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，则晶体中最近的两个原子之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则B是C元素；
D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D是O元素，C原子序数大于B而小于D，则C是N元素；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子，E原子序数大于D，则E为Fe元素，F为Cu元素，以此解答该题．

解答 解：A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则B是C元素；
D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D是O元素，C原子序数大于B而小于D，则C是N元素；
E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子，E原子序数大于D，则E为Fe元素，F为Cu元素，
（1）B、C、D分别是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以B、C、D第一电离能由低到高顺序是C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（2）C与A形成的气体X，则A为H元素，X为NH₃，F的硫酸盐为CuSO₄，向CuSO₄溶液中通入过量的NH₃可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，可观察到先生成蓝色沉淀，当氨气过量时，沉淀溶解得到深蓝色溶液，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⁺+4H₂O+2OH^-，
故答案为：先生成蓝色沉淀，当氨气过量时，沉淀溶解得到深蓝色溶液；Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（3）该晶胞中原子个数=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，该晶胞体积=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，该晶胞体长=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶体中最近的两个原子之间的距离为该晶体晶胞体长的$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，涉及核外电子排布、电负性、等电子体、晶体类型与性质、配合物、杂化理论、晶胞计算等，注意理解均摊法进行晶胞有关计算，难度中等．