Question

11．现有A、B、C、D、E五种元素，原子序数依次增大，且不超过36．A元素的基态原子最外层电子数是次外层的三倍；B元素的基态原子核外有13种不同运动状态的电子；C与B同一周期，原子中未成对电子数是同周期中最多的；D^2-的核外电子排布与氩原子相同；E元素的基态原子价电子排布式为3d¹⁰4s¹．请根据相关信息，回答下列问题：
（1）在A、B、C、D四种元素中第一电离能最小的是Al，电负性最大的是O （用相应的元素符号表示）．
（2）写出DA₂的水化物在水中的电离方程式H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-．DA₃是非极性分子（填“极性”或“非极性”）．
（3）A、C的简单氢化物中，哪种物质的沸点高，原因是什么？H₂O的沸点高；水分子间存在比分子间作用力大的氢键
（4）若[E（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[E（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃分子被两个Cl^-取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E（NH₃）₄]²⁺的空间构型为b （填序号）．
a．正四面体　　b．平面正方形　　c．三角锥形　　d．V形
（5）单质E晶胞如图所示，已知E元素相对原子质量为M，原子半径为a pm，密度为dg•cm^-3（1pm=10^-10cm）．写出阿伏加德罗常数N_A的表达式$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8{a}^{3}d}$．（用M、a、d表示）

Answer 1

分析 A基态原子最外层电子数是次外层的三倍，最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则A为O元素；B基态原子核外有13种不同运动状态的电子，则B为Al元素；C与B同一周期，原子中未成对电子数是同周期中最多的，则C为P元素； D^2-的核外电子排布与氩原子相同，则D为S元素；E元素的基态原子价电子排布式为3d¹⁰4s¹，则E为Cu元素，以此解答该题．

解答 解：A基态原子最外层电子数是次外层的三倍，最外层电子数不超过8，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则A为O元素；B基态原子核外有13种不同运动状态的电子，则B为Al元素；C与B同一周期，原子中未成对电子数是同周期中最多的，则C为P元素； D^2-的核外电子排布与氩原子相同，则D为S元素；E元素的基态原子价电子排布式为3d¹⁰4s¹，则E为Cu元素，
（1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一主族中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以A、B、C、D四种元素的第一电离能最小的是Al元素，元素的非金属性越强其电负性越强，所以电负性最大的是O元素，
故答案为：Al；O；
（2）二氧化硫的水化物为H₂SO₃，为弱酸，电离方程式为H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，δ含有3个δ键，没有孤电子对，为非极性分子，
故答案为：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-；非极性；
（3）H₂O中存在氢键，分子间作用较强，沸点较高，故答案为：H₂O的沸点高；水分子间存在比分子间作用力大的氢键；
（4）若 Cu（NH₃）₄²⁺具有对称的空间构型，且当 Cu（NH₃）₄²⁺中的两个NH₃分子被两个Cl取代时．能得到两种不同结构的产物，则 Cu（NH₃）₄²⁺空间构型为平面正方形，
故答案为：b；
（5）质Cu晶胞中原子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g，原子半径为a pm，则晶胞棱长d=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×4a=2$\sqrt{2}$a×10^-10cm，则4×$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g=（2$\sqrt{2}$a×10^-10cm）³×dg/cm³，故N_A=$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8{a}^{3}d}$，
故答案为：$\frac{\sqrt{2}×1{0}^{30}M}{8{a}^{3}d}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，为高考常见题型，涉及核外电子排布、电离能、电负性、分子结构与性质、空间构型与杂化方式、化学键、晶胞计算等，需要学生具备扎实的基础，注意同周期主族元素中第一电离能异常情况．