Question

7．如圖1a～f分別表示由H、C、N、Na、Si、Cu元素組成的單質(zhì)，其中c、d均為熱和電的良導(dǎo)體．單質(zhì)分別對(duì)應(yīng)的
熔點(diǎn)如圖所示：
（1）從電負(fù)性角度分析，C、Si和N元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镹＞C＞Si；
（2）圖中d單質(zhì)對(duì)應(yīng)元素原子的電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷，單質(zhì)a、b、f對(duì)應(yīng)的元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子中化學(xué)鍵的鍵角為180°．
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X(jué)，X溶于水后的溶液滴入到含d元素高價(jià)離子的溶液中至過(guò)量，生成的含d元素離子的化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（4）上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型（原子共平面）如圖2：則可判斷該元素原子（中心原子）的雜化方式是sp²雜化．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其基本結(jié)構(gòu)單元如圖3，則其化學(xué)式為Si₃N₄．

Answer 1

分析 單質(zhì)氫氣、氮?dú)鉃闅怏w，二者熔點(diǎn)低于其它固體單質(zhì)，氫氣的熔點(diǎn)最低，故a為H元素、b為N元素；碳、硅形成單質(zhì)均可以形成原子晶體，熔點(diǎn)最高，而C-C鍵長(zhǎng)小于Si-Si鍵長(zhǎng)，故碳單質(zhì)熔點(diǎn)高于硅，故f為C元素、e為Si元素；c、d均為熱和電的良導(dǎo)體，為Na、Cu，而Cu的熔點(diǎn)高于Na，故c為Na、d為Cu．
（1）同周期自左而右非金屬性增強(qiáng)、同主族自上而下非金屬性減弱；
（2）d為Cu，是29號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書(shū)寫(xiě)其電子排布式；
H、N、C元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，計(jì)算C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)與孤電子對(duì)，確定其空間構(gòu)型，進(jìn)而確定鍵角；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X(jué)為NH₃，與銅離子形成四氨合銅絡(luò)離子；
（4）圖2為上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型，中心原子連接3個(gè)原子，由于原子共平面，所以中心原子沒(méi)有孤電子對(duì)，中心原子采取sp²雜化；
由圖可知，每個(gè)Si原子周?chē)��?個(gè)N，每個(gè)N原子周?chē)��?個(gè)Si原子，故Si、N原子數(shù)目之比為3：4．

解答 解：?jiǎn)钨|(zhì)氫氣、氮?dú)鉃闅怏w，二者熔點(diǎn)低于其它固體單質(zhì)，氫氣的熔點(diǎn)最低，故a為H元素、b為N元素；碳、硅形成單質(zhì)均可以形成原子晶體，熔點(diǎn)最高，而C-C鍵長(zhǎng)小于Si-Si鍵長(zhǎng)，故碳單質(zhì)熔點(diǎn)高于硅，故f為C元素、e為Si元素；c、d均為熱和電的良導(dǎo)體，為Na、Cu，而Cu的熔點(diǎn)高于Na，故c為Na、d為Cu．
（1）同周期自左而右非金屬性增強(qiáng)、同主族自上而下非金屬性減弱，故非金屬性：N＞C＞Si，
故答案為：N＞C＞Si；
（2）d為Cu，是29號(hào)元素，原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
H、N、C元素以原子個(gè)數(shù)比1：1：1形成的分子為HCN，C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+$\frac{4-1-3}{2}$=2，沒(méi)有孤電子對(duì)，其空間構(gòu)型為直線(xiàn)型，故鍵角為180°，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；180°；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X(jué)為NH₃，與銅離子形成四氨合銅絡(luò)離子，其化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）圖2為上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸分子的結(jié)構(gòu)模型，中心原子連接3個(gè)原子，由于原子共平面，所以中心原子沒(méi)有孤電子對(duì)，中心原子采取sp²雜化；
由圖可知，每個(gè)Si原子周?chē)��?個(gè)N，每個(gè)N原子周?chē)��?個(gè)Si原子，故Si、N原子數(shù)目之比為3：4，化學(xué)式為：Si₃N₄，
故答案為：sp²雜化；Si₃N₄．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及晶體類(lèi)型與性質(zhì)、元素周期律、核外電子排布、雜化軌道、配合物、晶胞計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．