Question

已知A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大，元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子，元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素C的一种常见单质为淡黄色粉末，D的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为l．
（1）在第2周期中，第一电离能大于B的元素有

 

种．
（2）A的最简单气态氢化物分子的空间构型为

 

；H₂B在乙醇中的溶解度大于H₂C，其原因是

 

．
（3）AB₃^-中A原子轨道的杂化类型是

 

，与AB₃^-互为等电子体微粒的化学式为

 

（写出一种即可）．
（4）D（OH）₂难溶于水，易溶于氨水，写出其溶于氨水的离子方程式

 

．
（5）D₂B的晶胞如图所示，已知晶体的密度为ρ g?cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则晶胞边长为

 

cm（用含 ρ、N_A的式子表示）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大，元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p³，则A为N元素；元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；元素C的一种常见单质为淡黄色粉末，则C为S元素；D的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为l，原子序数大于S，只能处于第四周期，核外电子数=2+8+18+1=29，则D为Cu元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大，元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子，核外电子排布为1s²2s²2p³，则A为N元素；元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则B为O元素；元素C的一种常见单质为淡黄色粉末，则C为S元素；D的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为l，原子序数大于S，只能处于第四周期，核外电子数=2+8+18+1=29，则D为Cu元素，
（1）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素原子2p轨道容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于O元素，高于第二周期中N、F、Ne的第一电离能都高于O元素，
故答案为：3；
（2）A的最简单气态氢化物为NH₃，分子的空间构型为三角锥形；水分子与乙醇分子之间形成氢键，故H₂O在乙醇中的溶解度大于H₂S，
故答案为：三角锥形；水分子与乙醇分子之间形成氢键；
（3）NO₃^-中N原子价层电子对数=3+

5+1-2×3

2

=3，N原子轨道的杂化类型是sp²，与NO₃^-互为等电子体微粒的化学式为SO₃、CO₃^2-等，
故答案为：sp²；SO₃、CO₃^2-等；
（4）Cu（OH）₂难溶于水，易溶于氨水，其溶于氨水的离子方程式为：Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案为：Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（5）Cu₂O的晶胞中黑色球数目=4、白色球数目=2+8×

1

8

=2，故黑色球为Cu、白色球为O，晶胞质量=2×

64×2+16

NA

g，晶体的密度为ρ g?cm^-3，则晶胞体积=

2× 64×2+16 NA g

ρ g?cm-3

=

288

ρ NA

cm³，则晶胞边长=

3	288 ρ NA

cm，
故答案为：

3	288 ρ NA

．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及电离能、分子结构、杂化轨道、等电子体、配合物、晶胞计算等，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．