Question

A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數依次增大。第2周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結構，C是地殼中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿。請用對應的元素符號或化學式填空：
(1)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為        。
(2)A的最高價含氧酸根離子中其中心原子采取         雜化。
(3)與A、B形成的陰離子(AB^－)互為等電子體的分子有     。
(4)基態D原子的核外電子排布式為       ，下圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結構示意圖，則該合金中Ca和D的原子個數比為        。

(5)向D的高價態硫酸鹽溶液中逐滴滴加B的氫化物水溶液至過量，先出現沉淀，最后沉淀溶解形成溶液。寫出此沉淀溶解的離子方程式：_           ___。

Answer 1

（8分）（1）C＜O＜N（2分） （2）sp²（1分） （3）N₂或CO（1分，其它合理答案也給分）
（4）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹(或[Ar] 3d¹⁰4s¹)（1分）；1:5（1分）
（5）Cu(OH)₂+4NH₃?H₂O＝[Cu(NH₃)]²⁺+2OH^－+4H₂O（2分）

試題分析：A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數依次增大， B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結構，最外層電子排布為2s²2p³，故B為氮元素。第二周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍，故原子核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，結合（3）能與N元素形成陰離子（AN^-），故A為碳元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是氧元素。D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數分別為2、8、18、1，是29號Cu元素。（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左向右非金屬性逐漸增強，第一電離能呈增大趨勢。但由于氮元素原子2p能級是半充滿穩定狀態，能量較低，所以第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N。
（2）A的最高價含氧酸根離子是CO₃^2－，根據價層電子對互斥理論可知，其中碳原子含有的孤對電子對數＝（4＋2－3×2）÷2＝0，這說明碳原子最外層電子數全部成鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3，采取sp²雜化。
（3）原子數和價電子數分別都相等的是等電子體，因此將CN^－中碳原子及1個負電荷換成1個氮原子，可得的等電子體N₂，將N原子及1個負電荷換成1個O原子，可得的等電子體CO，即互為等電子體的是N₂或CO。
（4）D的原子序數是29，為Cu元素，根據構造原理可知，其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹。由晶胞結構可知，Ca原子處于頂點，所以根據均攤法可知晶胞中含有Ca原子數目為8×＝1個。Cu原子處于晶胞內部與面上、面心處，所以晶胞中Cu數目為1+4×+4×＝5個，故該合金中Ca和Cu的原子個數比為1:5。
（5）將氨水滴加到硫酸銅溶液中，首先反應生成氫氧化銅沉淀，繼續滴加氨水，氫氧化銅與氨水反應生成四氨合銅絡離子，反應的離子方程式為Cu(OH)₂+4NH₃?H₂O＝[Cu(NH₃)]²⁺+2OH^－+4H₂O。