Question

[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

已知元素A、B、C、D、E、F均屬前四周期且原子序數(shù)依次增大, 其中A含有3個能級，且每個能級所含的電子數(shù)相同，C的基態(tài)原子2p軌道有2個未成對電子；C與D形成的化合物中C顯正化合價；E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍，F(xiàn)除最外層原子軌道處于半充滿狀態(tài)，其余能層均充滿電子，請回答下列問題：

（1）元素A、B、C的第一電離能由小到大的是_______（用元素符號表示)。

（2）F原子的外圍電子排布式為_______，F(xiàn)的晶體中原子的堆積方式是下圖中的_______(填寫“甲”、“乙”或“丙”)。

（3）B與C形成的四原子陰離子的立體構(gòu)型為 ，其中B原子的雜化類型是 。

（4）任寫一種與AB－離子互為等電子體的離子 。

（5）F(OH)2難溶于水，易溶于氨水，寫出其溶于氨水的離子方程式 。

（6）D和E形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,其化學式為 ，

已知晶體的密度為g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，

則晶胞邊長a= cm。（用、NA的計算式表示)

（7）A、B、C三種元素和氫元素形成的氰酸有兩種結(jié)構(gòu)，一種分子

內(nèi)含有叁鍵，稱為氰酸，另一種分子內(nèi)不含叁鍵，稱為異氰酸，

且兩種結(jié)構(gòu)中所有原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子中也不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)。請分別寫

出氰酸和異氰酸的結(jié)構(gòu)式：_______________、______________。

 

Answer 1

（1）C O N（1分）

（2）3d104s1 （1分） 丙（1分）

（3）平面三角形（1分），sp2（1分）

（4）C22- 或O22+（2分）

（5）Cu(OH)2+4NH3·H2O = Cu(NH3)42+ + 2OH- + 4H2O[或Cu(OH)2+4NH3 = Cu(NH3)42+ + 2OH-]（2分）

（6）CaF2（2分） （2分）

（7） （1分）（1分）

【解析】

試題分析：首先確定A為碳元素，C為氧元素，根據(jù)“A、B、C”序數(shù)依次增大，確定B為氮元素，又根據(jù)“C與D形成的化合物中C顯正化合價”可確定D為非金屬性最強的氟元素，根據(jù)“E的M層電子數(shù)是N層電子數(shù)的4倍”確定E為鈣元素，最后根據(jù)“F除最外層原子軌道處于半充滿狀態(tài)，其余能層均充滿電子”確定F為銅元素。

⑴根據(jù)C、N、O的非金屬性大小為C＜N＜O，則第一電離能大小為C＜O＜N（反常）。

⑵根據(jù)Cu原子的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d104s1，則其外圍電子的排布式為3d104s1；金屬銅的堆積方式為面心立方最密堆積（丙圖）。

⑶N與O形成的四原子陰離子為NO3-，中心原子的?鍵數(shù)＝3，孤對電子對數(shù)＝，則中心原子的價電子對數(shù)為3，屬于sp2雜化，由于無孤對電子，故其空間構(gòu)型為平面三角形。

⑷根據(jù)“增減找鄰、同族互換”原則可得CN－的等電子體離子有C22- 或O22+。

⑸Cu(OH)2溶于氨水生成Cu(NH3)4 (OH)2（強電解質(zhì)），據(jù)此可寫出該反應(yīng)的離子方程式。

⑹F與Ca形成的化合物為CaF2，在CaF2的晶胞中含有Ca：8×1/8+6×1/2=4（個），含F(xiàn)：8×1＝8（個）則該晶胞的密度為，化簡得a=cm。

⑺根據(jù)由碳、氮、氧、氫元素構(gòu)成的氰酸“分子內(nèi)含有叁鍵，所有原子最外層均已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子中也不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)”可確定其結(jié)構(gòu)式為；同理可確定異氰酸（分子內(nèi)不含叁鍵）的結(jié)構(gòu)式為。

考點：本題考查第一電離能、外圍電子排布式、金屬的堆積方式、微粒的中心原子的雜化與空間構(gòu)型、等電子體、有關(guān)晶胞的計算、分子結(jié)構(gòu)式的推斷等。