Question

下表為元素周期表的一部分。請回答下列問題：

根據元素在周期表中的相對位置可知①～⑩分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Mn、Fe。
（1）上述元素中，屬于s區的是____________(填元素符號)。
（2）寫出元素④的基態原子的價電子排布圖____________________。
（3）元素第一電離能為⑨________⑩ (填“大于”或“小于”)。
（4）元素③氣態氫化物的VSEPR模型為________；該分子為________分子(填“極性”或“非極性”)。向硫酸銅溶液中逐滴加入其水溶液，可觀察到的現象為_____________________________。
（5）⑥單質的晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。

若已知⑥的原子半徑為dcm，N_A代表阿伏加德羅常數，元素⑥的相對原子質量為M，請回答：晶胞中⑥原子的配位數為            ,該晶體的密度為            （用字母表示）
（6）實驗證明：⑤和⑧的氧化物、KCl、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似（如下圖所示），已知3種離子晶體的晶格能數據如下表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ·mol－1	786	715	3401

 
則該4種離子晶體（不包括NaCl）熔點從高到低的順序是：              （用化學式填寫）。
其中⑧的氧化物晶體中一個陽離子周圍和它最鄰近且等距離的陽離子有       個。

Answer 1

（1）H    Mg     Ca（2）或（3）大于
（4）四面體   極性    先產生藍色沉淀，后溶解得深藍色溶液
（5）12    （6）TiN＞MgO＞CaO＞KCl    6

試題分析：根據元素在周期表中的相對位置可知①～⑩分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Mn、Fe。
（1）區的名稱來自于按照構造原理最后填入電子的軌道名稱，所以根據元素的核外電子排布可知，上述元素中，屬于s區的是H、Mg、Ca。
（2）氧元素的最外層電子數是6個，所以基態原子的價電子排布圖是或。
（3）由于Mn元素的3d能級有5個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能大于相鄰元素的，所以Mn元素的第一電離能大于鐵元素的第一電離能。
（4）根據價層電子對互斥理論可知，氨氣分子中氮元素含有的孤對電子對數＝（5－3×1）÷2＝1，所以氨氣的VSEPR模型為四面體；但實際的空間構型是三角錐形，所以該分子為極性分子。由于銅離子能和氨氣形成配位健，所以向硫酸銅溶液中逐滴加入其水溶液，可觀察到的現象為先產生藍色沉淀，后溶解得深藍色溶液。
（5）根據金屬鋁的晶胞可知，該晶胞的配位數是（3×8）÷2＝12個，晶胞含有鋁原子的個數是。根據丙的結構可知，該晶胞的邊長是，所以有,因此晶胞的密度g/cm³。
（6）離子晶體的離子半徑越小，帶電荷數越多，晶格能越大，則晶體的熔沸點越高，則有TiN＞MgO，MgO＞CaO，由表中數據可知CaO＞KCl，因此熔點從高到低的順序是TiN＞MgO＞CaO＞KCl。氯化鈉的配位數是6個，即上下、左右和前后各1各，所以Ca的氧化物晶體中一個陽離子周圍和它最鄰近且等距離的陽離子有6個。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。本題主要是元素“位、構、性”三者關系的綜合考查，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力，考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。該題的難點是晶體密度的計算。