Question

11．有A、B、C、D、E五種元素．其相關(guān)信息如下：

元素	相關(guān)信息
A	A元素的一種原子沒有中子，只有一個質(zhì)子
B	B是電負性最大的元素
C	C的基態(tài)原子2p軌道有三個未成對電子
D	D為主族元素，且與E同周期，其最外層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子
E	E能形成磚紅色（紅色）的E2O和EO兩種氧化物

請回答下列問題．
（1）寫出E元素原子基態(tài)時M層的電子排布式3s²3p⁶3d¹⁰
（2）C元素單質(zhì)分子中含有δ和π鍵的鍵數(shù)之比為1：2．
（3）解釋在水中的溶解度C₇H₁₅OH比乙醇低的原因是：甲醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度�。篊₂A₄分子中C原子軌道的雜化類型是sp³．
（4）A、C、E三種元素可形成：E（CA₃）₄²⁺配離子，其中存在的化學(xué)鍵類型有①③（填序號）：
①配位鍵  ②金屬鍵  ③極性共價鍵  ④非極性共價鍵  ⑤離子鍵  ⑥氫鍵
若 E（CA₃）₄²⁺具有對稱的空間構(gòu)型．且當(dāng) E（CA₃）₄²⁺中的兩個CA₃分子被兩個Cl取代時．能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則 E（CA₃）₄²⁺的空間構(gòu)型為a（填序號）．
a．平面正方形b．正四面體  c．三角錐型    d．V型
（5）B與D可形成離子化合物．其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．其中D離子的配位數(shù)為8．若該晶體的密度為a g•cm^-3，則該晶胞中距離最近的B和D之間的距離是$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$cm（寫出表達式即可，NA代表阿伏加得羅常數(shù)）

Answer 1

分析 A元素的一種原子沒有中子，只有一個質(zhì)子，則A是H元素；
B是電負性最大的元素，則為F元素；
C的基態(tài)原子2p軌道有三個未成對電子，為N元素；
E能形成磚紅色（紅色）的E₂O和EO兩種氧化物，則E為Cu元素；
D為主族元素，且與E同周期，其最外層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子，說明其最外層上有兩個電子，為Ca元素；
（1）E為Cu元素，其M層有18個電子，分別位于3s、3p、3d能級上，根據(jù)構(gòu)造原理書寫；
（2）C是N元素，其單質(zhì)為N₂，氮氣分子中存在氮氮三鍵，三鍵中含有1個δ鍵和2個π鍵；
（3）含有氫鍵的物質(zhì)熔沸點較高；根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子雜化類型；
（4）含有空軌道和含有孤電子對的原子之間存在配位鍵，不同非金屬元素之間易形成極性鍵；平面正方形結(jié)構(gòu)的二元氯代物有兩種結(jié)構(gòu)；
（5）根據(jù)圖知，D離子配位數(shù)是8；根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞中距離最近的B和D之間的距離．

解答 解：A元素的一種原子沒有中子，只有一個質(zhì)子，則A是H元素；
B是電負性最大的元素，則為F元素；
C的基態(tài)原子2p軌道有三個未成對電子，為N元素；
E能形成磚紅色（紅色）的E₂O和EO兩種氧化物，則E為Cu元素；
D為主族元素，且與E同周期，其最外層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子，說明其最外層上有兩個電子，為Ca元素；
（1）E為Cu元素，其M層有18個電子，分別位于3s、3p、3d能級上，根據(jù)構(gòu)造原理知，其排布式為3s²3p⁶3d¹⁰，
故答案為：3s²3p⁶3d¹⁰ ；
（2）C是N元素，其單質(zhì)為N₂，氮氣分子中存在氮氮三鍵，三鍵中含有1個δ鍵和2個π鍵，則C元素單質(zhì)分子中含有δ和π鍵的鍵數(shù)之比為1：2，故答案為：l：2；
（3）乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度小，N₂H₄分子每個N原子含有3個共價單鍵和1個孤電子對，所以N原子采用sp³雜化，
故答案為：乙醇中的羥基與水的羥基結(jié)構(gòu)相似所以溶解度大，C₇H₁₅OH中烴基大，與水的羥基結(jié)構(gòu)相似程度小所以溶解度��；sp³；
（4）Cu（NH₃）₄²⁺配離子中Cu原子和N原子之間存在配位鍵、N-H原子之間存在極性鍵，故選①③；
若 Cu（NH₃）₄²⁺具有對稱的空間構(gòu)型，且當(dāng) Cu（NH₃）₄²⁺中的兩個NH₃分子被兩個Cl取代時．能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則 Cu（NH₃）₄²⁺空間構(gòu)型為平面正方形；
故答案為：①③；a；
（5）根據(jù)圖片知，每個D原子連接8個B原子，所以D原子配位數(shù)是8，
該晶胞中氟離子個數(shù)為8，鈣離子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$則V=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}$，
該晶胞中四個鈣離子形成正四面體結(jié)構(gòu)，氟離子位于正四面體的體心上，其圖象為：，
晶胞邊長=$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$cm，正四面體棱長=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$cm，
在正三角形BCD中BE的長=$\frac{\sqrt{3}}{2}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$cm，BO與OE的長之比為2：1，則BO的長=$\frac{2}{3}$×$\frac{\sqrt{3}}{2}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$=$\frac{\sqrt{6}}{6}×\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$cm，
（AO的邊長）²=（$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$）²-（$\frac{\sqrt{6}}{6}×\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$）²，
設(shè)氟離子和鈣離子的邊長為x，
x²=（$\frac{\sqrt{6}}{6}×\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$）²-（AO的邊長-x）²，x=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$，
故答案為：8；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題考查較綜合，涉及晶胞計算、微粒構(gòu)型判斷、原子核外電子排布等知識點，同時考查學(xué)生空間想象能力、計算能力，難點是晶胞計算，明確正四面體中頂點到中心的距離及中心到底面距離的比是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．