Question

【題目】原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運動狀態，B與C可形成正四面體形分子，D的基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：

（1）這四種元素中電負性最大的元素，其基態原子的價電子排布圖為____________________，第一電離能最小的元素是__________(填元素符號)。

（2）C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是___________(填化學式)，呈現如此遞變規律的原因是______________________________。

（3）B元素可形成多種單質，一種晶體結構如圖一所示，其原子的雜化類型為__________；另一種的晶胞如圖二所示，該晶胞的空間利用率為__________，若此晶胞中的棱長為356.6 pm，則此晶胞的密度為__________g·cm3(保留兩位有效數字)。(=1.732)

圖一 圖二 圖三

（4）D元素形成的單質，其晶體的堆積模型為__________，D的醋酸鹽晶體局部結構如圖三，該晶體中含有的化學鍵是__________ (填選項序號)。

①極性鍵 ②非極性鍵 ③配位鍵 ④金屬鍵

（5）向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水，觀察到的現象是______________________________。

請寫出上述過程的離子方程式：__________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cu HF＞HI＞HBr＞HCl HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質量越大，范德華力越大； sp2 34% 3.5 面心立方最密堆積 ①②③ 首先形成藍色沉淀，繼續滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液 Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+NH4+、Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH

【解析】

原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結合原子序數可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素。

（1）四種元素中電負性最大的是Cl，其基態原子的價電子數為7；金屬性越強，第一電離能越小；

（2）HF分子間存在氫鍵，沸點最高，其它鹵化氫隨著相對分子質量遞增，其沸點升高；

（3）圖一為平面結構，在其層狀結構中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；計算晶胞中碳原子總體積與晶胞的體積，充分利用晶胞中每個C原子與周圍4個C原子形成正四面體結構，確定晶胞棱長與C原子半徑關系；根據均攤法計算晶胞中C原子數目，進而計算晶胞質量，再根據晶胞密度=質量/體積計算；

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結合圖三醋酸銅晶體的局部結構可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵；

（5）硫酸銅溶液中加入氨水會產生氫氧化銅藍色沉淀，繼續滴加氨水，沉淀溶解，得到四氨合銅絡離子，溶液為深藍色的透明溶液。

原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，即核外有6個電子，則B為碳元素；D的基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結合原子序數可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素。

（1）四種元素中電負性最大的是Cl，其基態原子的價電子數為7，其基態原子的價電子排布圖為；四元素中Cu的金屬性越強，故Cu的第一電離能越小，

故答案為：；Cu。

（2）HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl，

故答案為：HF＞HI＞HBr＞HCl；HF分子之間形成氫鍵使其熔沸點較高，HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力，相對分子質量越大，范德華力越大。

（3）圖一為平面結構，在其層狀結構中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化；晶胞中每個C原子與周圍4個C原子形成正四面體結構，如圖所示：

令碳原子半徑為r，則FA長=2r，根據體積關系可知，AO長=4OF長，故FA長=3OF長，故AO長=，設BC長為a，BO長=，則OA長=，故（6）1/2/3a=8/3r，故a=，則晶胞棱長=，則晶胞體積=，晶胞中C原子數目=4+6×1/2+8×1/8=8，則晶胞中碳原子總體積=8×4/3πr3，故晶胞空間利用率=（8×43πr3）÷[8/3×（3）1/2r]3=34%；一個晶胞中含碳原子數為8×1/8+6×1/2+4=8，晶胞質量=8×12/6.02×1023g，晶胞中的棱長為356.6pm，則晶胞體積=（8×12/6.02×1023g）÷（356.6×10-10cm）3≈3.5g·cm-3，

故答案為：sp2；34%；3.5。

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，結合圖三醋酸銅晶體的局部結構可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，

故答案為：面心立方最密堆積；①②③。

（5）硫酸銅溶液中加入氨水會產生藍色沉淀，繼續滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液，有關反應的離子方程式為Cu2++2NH3·H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-，
故答案為：首先形成藍色沉淀，繼續滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液；Cu2++2NH3·H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-。