Question

18．已知A、B、C、D都是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，它們的原子半徑大小為B＞C＞D＞A．B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D原子有2個未成對電子．A、B、D三種元素組成的一種4原子的有機(jī)分子M，其原子質(zhì)量比依次為1：6：8．E的硫酸鹽溶液是制備波爾多液的原料之一．回答下列問題（用元素符號或化學(xué)式表示）．
（1）M分子中B原子軌道的雜化類型為sp²，1mol M中含有σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³．
（2）寫出與BD₂互為等電子體的C₃^-的結(jié)構(gòu)式[N=N=N]^-．
（3）E⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，如圖是E的某種氧化物 的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其化學(xué)式可以表示為Cu₂O．
（4）向E的硫酸鹽溶液逐滴加入CA₃的水溶液至過量，可觀察到的現(xiàn)象為先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得到深藍(lán)色溶液．寫出此過程中對應(yīng)現(xiàn)象的離子反應(yīng)方程式：Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，則B為碳元素；D原子有2個未成對電子，外圍電子排布為ns²np²或ns²np⁴，由原子半徑大小為B＞D，則D只能為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；則A的原子半徑最小，故A為H元素；A、B、D三種元素組成的一種4原子的有機(jī)分子M，其原子質(zhì)量比依次為1：6：8，則H、C、O原子數(shù)目之比為$\frac{1}{1}$：$\frac{6}{12}$：$\frac{8}{16}$=2：1：1，故M的分子式為HCHO；E的硫酸鹽溶液是制備波爾多液的原料之一，則E為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D都是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，則B為碳元素；D原子有2個未成對電子，外圍電子排布為ns²np²或ns²np⁴，由原子半徑大小為B＞D，則D只能為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；則A的原子半徑最小，故A為H元素；A、B、D三種元素組成的一種4原子的有機(jī)分子M，其原子質(zhì)量比依次為1：6：8，則H、C、O原子數(shù)目之比為$\frac{1}{1}$：$\frac{6}{12}$：$\frac{8}{16}$=2：1：1，故M的分子式為HCHO；E的硫酸鹽溶液是制備波爾多液的原料之一，則E為Cu．
（1）M的分子式為HCHO，分子中C原子形成2個C-H鍵、1個C=O雙鍵，沒有孤電子對，故雜化軌道數(shù)目為3，C原子采取sp²雜化，1mol HCHO中含有3molσ鍵，則σ鍵的數(shù)目為3×6.02×10²³，
故答案為：sp²；3×6.02×10²³；
（2）與CO₂互為等電子體的N₃^-的結(jié)構(gòu)式為：[N=N=N]^-，故答案為：[N=N=N]^-；
（3）Cu⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Cu原子數(shù)目為4，O原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，則Cu原子、O原子數(shù)目之比為2：1，故該晶體的化學(xué)式為Cu₂O，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；Cu₂O；
（4）向硫酸銅溶液逐滴加入NH₃的水溶液至過量，可觀察到的現(xiàn)象為：先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得到深藍(lán)色溶液，此過程中對應(yīng)現(xiàn)象的離子反應(yīng)方程式：Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，
故答案為：先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后溶解得到深藍(lán)色溶液；Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化軌道、化學(xué)鍵、等電子體、晶胞計算、配合物等知識點(diǎn)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活應(yīng)用能力，題目難度中等．