Question

由原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成某配位化合物X，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶¹Ns¹，回答下列問題．
（1）該配位化合物X的化學式為

 

．
（2）元素B、C、D的第一電離能的由小到大排列順序為

 

．（用元素符號表示）
（3）D元素原子的最外層電子軌道表示式為

 

．
（4）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，兩種化合物可任意比互溶，解釋其主要原因為

 

．
（5）碳鉑是一種含BA₃分子的具有抗癌活性的金屬配合物，碳鉑的結構如圖1：其中碳原子的雜化方式有

 

．碳鉑中含有的作用力有

 

（填字母）．
A．共價鍵     B．配位鍵    C．金屬鍵     D．σ鍵      E．π鍵
（6）A元素與E元素可形成一種紅色離子化合物Y，其原子個數(shù)比為1：1，該化合物Y可與稀硝酸反應，生成一種藍色溶液和兩種無色氣體（其中一種為A元素的單質），寫出該反應的化學方程式

 

．單質E的晶胞如圖2所示，若設該晶胞的邊長為acm，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，單質E的摩爾質量為Mg/mol，則表示該晶胞密度的計算式為p=

 

g/cm³．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素，E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1，可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律判斷；
（3）根據(jù)O原子的價電子寫出核外電子排布圖；
（4）根據(jù)兩種元素的分子間作用力判斷；
（5）根據(jù)原子之間的共價鍵數(shù)目和微粒間作用力判斷；
（6）根據(jù)反應物和生成物來寫出化學方程式；利用密度計算公式得到答案．

解答： 解：（1）原子序數(shù)由小到大的A、B、C、D、E五種元素構成，其原子個數(shù)比為14：4：5：1：1．其中C、D元素同主族且原子序數(shù)D為C的二倍，則C為O元素、D為S元素；E元素的外圍電子排布為（n-l）dⁿ⁺⁶ns^l，則n+6=10，故n=4，故其外圍電子排布為3d¹⁰4s^l，則E為Cu；故該深藍色晶體應含有[Cu（NH₃）₄]²⁺，SO₄^2-，結合原子序數(shù)可知A為H、B為N，由原子數(shù)目之比，可知該配合物含有1個結晶水，故其化學式為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O；
（2）同主族自上而下第一電離能減小，故O元素第一電離能大于S元素，O與N元素同周期，N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于O元素，故第一電離能由大到小的排列順序為：N＞O＞S，故答案為：S＜O＜N；
（3）D為S元素，其原子的最外層電子排布圖為 ，
故答案為：；
（4）O元素可與H元素形成兩種常見的化合物，其原子個數(shù)比分別為1：1和l：2，則為H₂O、H₂O₂，兩種化合物可任意比互溶，其主要原因為：H₂O與H₂O₂分子之間存在氫鍵，
故答案為：H₂O與H₂O₂分子之間存在氫鍵
（5）C與O形成碳氧雙鍵，雜化類型為sp²雜化，左側的碳原子均形成了四條共價鍵，雜化類型為
sp³雜化；各種原子之間均存在共價鍵，B與Pt形成了配位鍵，單鍵均為σ鍵，雙鍵含有π鍵，不存在金屬鍵，故答案為：sp³和sp²、ABDE；
（6）不難判斷出化合物A為CuH，與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應，產(chǎn)物為Cu（NO₃）₂、氫氣和稀硝酸的還原產(chǎn)物，寫出化學方程式：6CuH+16HNO₃=6Cu（NO₃）₂+3H₂↑+4NO↑+8H₂O；晶胞中含有Cu數(shù)目：8×

1

8

+6×

1

2

=4，ρ=

M

Vm

=

M

a3 4 ?NA

=

4M

a3?NA

，故答案為：6CuH+16HNO₃=6Cu（NO₃）₂+3H₂↑+4NO↑+8H₂O、

4M

NA×a3

．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及元素化合物推斷、電離能、核外電子排布、微粒結構與性質、晶胞計算等，關鍵是根據(jù)配位化合物為深藍色晶體進行推斷，晶胞計算，為易錯點，需要學生具有較好的空間想象能力與觀察能力，難度中等．