Question

15．A、B、C、D、E、F、G為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b；C元素對應(yīng)單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)；D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍；E與D同主族，且位于D的下一周期；F與E同周期，且是本周期中電負(fù)性最大的元素：基態(tài)G原子核外電子填充在7個能級中，且價層電子均為單電子．
（1）元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C．
（2）ED₃分子的空間構(gòu)型為平面三角形，中心原子的雜化方式為sp²．
（3）四種分子①BA₄②ED₃③A₂D④CA₃鍵角由大到小排列的順序是②＞①＞④＞③．
（4）CA₃分子可以與A⁺離子結(jié)合成CA₄⁺離子，這個過程中發(fā)生改變的是ac．
a．微粒的空間構(gòu)型    b．C原子的雜化類型    c．A-C-A的鍵角    d．微粒的電子數(shù)
（5）EBC^-的等電子體中屬于分子的有CS₂或CO₂，EBC^-的電子式為．
（6）G的價層電子排布式為3d⁵4s¹，化合物[G₆]F₃的中心離子的配位數(shù)為6．
（7）B的某種單質(zhì)的片層與層狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中層間距離為hcm．圖2為從層狀結(jié)構(gòu)中取出的晶胞．試回答：
①在B的該種單質(zhì)的片層結(jié)構(gòu)中，B原子數(shù)、B-B鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為2：3：1．
②若B的該種單質(zhì)中B-B鍵長為a cm，則B的該種單質(zhì)的密度為$\frac{16\sqrt{3}}{3{a}^{2}h{N}_{A}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b，B的最外層電子排布bs^bbp^b中p軌道有電子，則s軌道一定排滿，即b=2，所以B的最外層電子排布2s²2p²，則B為C元素，s軌道最多排兩個電子，已知a≠b，則a=1，所以A的最外層電子排布為1s¹，即A為H元素；C元素對應(yīng)單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)，則C為N元素；D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則D含有8個電子，即D為O元素；E與D同主族，且位于D的下一周期，則E為S元素；F與E同周期，且是本周期中電負(fù)性最大的元素，則F位于第三周期第VIIA族，為Cl元素；基態(tài)G原子核外電子填充在7個能級，且價層電子均為單電子，即電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則G為Cr元素，以此來解答．

解答 解：由上述分析可知，A為H，B為C，C為N，D為O，E為S，F(xiàn)為Cl，G為Cr，
（1）電子排布為全滿或半滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，元素的第一電離能較大，所以元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C；
故答案為：N＞O＞C；
（2）SO₃分子中S的價層電子對數(shù)為3+$\frac{1}{2}$×（6-2×3）=3，沒有孤電子對，則空間構(gòu)型為平面三角形，的空間構(gòu)型為平面三角形，中心原子的雜化方式為sp²；
故答案為：平面三角形；sp²；
（3）四種分子①CH₄為正四面體，鍵角為109°28′；②SO₃為平面三角形，鍵角為120°，③H₂O為V形，鍵角為105°；④NH₃為三角錐形，鍵角為107°；
所以鍵角由大到小排列的順序是②＞①＞④＞③；
故答案為：②＞①＞④＞③；
（4）NH₃分子為三角錐形，鍵角為107°，NH₄⁺離子為正四面體，鍵角為109°28′，則這個過程中發(fā)生改變的是微粒的空間構(gòu)型和A-C-A的鍵角；
故答案為：ac；
（5）原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的微粒互為等電子體，與SCN^-互為等電子體的分子為CS₂或CO₂，SCN^-中各原子的連接順序?yàn)镾-C-N，S與C形成一對共用電子對，C與N形成三對共用電子對，SCN^-得到的一個電子給了S，故SCN^-的電子式；
故答案為：CS₂或CO₂；；
（6）Cr的電子排布式為電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，其價層電子排布式為3d⁵4s¹；化合物[Cr₆]Cl₃的中心離子的配位數(shù)為6；
故答案為：3d⁵4s¹；6；
（7）①每個六元環(huán)含有C原子個數(shù)是2，每個C-C被兩個環(huán)共用，則每個環(huán)中含有3個C-C鍵，所以C原子數(shù)、C-C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為2：3：1；
故答案為：2：3：1；
②該晶胞的上面可以分為2個三角形，如圖，三角形1為等腰三角形，兩個邊長為acm，其底邊長為2×a×sin60°=$\sqrt{3}$a，三角形2為等邊三角形，底邊邊長為$\sqrt{3}$acm，則兩個三角形的面積為$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3}$a×$\sqrt{{a}^{2}-（\frac{\sqrt{3}a}{2}）^{2}}$+$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3}$a×$\sqrt{{（\sqrt{3}a）}^{2}-{（\frac{\sqrt{3}a}{2}）}^{2}}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$a²，所以晶胞的體積為$\frac{\sqrt{3}}{2}$a²×h═$\frac{\sqrt{3}}{2}$a²hcm³，
一個晶胞中含有C原子數(shù)為$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×2=2，則晶胞的質(zhì)量為$\frac{12×2}{{N}_{A}}$g，所以密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{24}{{N}_{A}}}{\frac{\sqrt{3}}{2}{a}^{2}h}$=$\frac{16\sqrt{3}}{3{a}^{2}h{N}_{A}}$g/cm³；
故答案為：$\frac{16\sqrt{3}}{3{a}^{2}h{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題考查晶胞計(jì)算及原子結(jié)構(gòu)、元素周期律，為高頻考點(diǎn)，把握原子結(jié)構(gòu)、電子排布、元素的性質(zhì)來推斷元素為解答關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意（7）為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．