Question

1．A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大，A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)且各能級(jí)中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，E的基態(tài)原子s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，F(xiàn)的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，G²⁺的3d軌道有9個(gè)電子，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）F的基態(tài)原子電子排布式為[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，BD₂的電子式為
（2）B、C、D的原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N（用元素符號(hào)回答），A、C、D形成的離子化合物中的化學(xué)鍵類型離子鍵、極性鍵
（3）下列關(guān)于B₂A₂分子和A₂D₂分子的說(shuō)法正確的是b．
a．分子中都含有σ鍵和π鍵      
b．B₂A₂分子的沸點(diǎn)明顯低于A₂D₂分子
c．都是含極性鍵和非極性鍵的非極性分子
d．互為等電子體，分子的空間構(gòu)型都為直線形
e．中心原子都是sp雜化
（4）由B、E、F三種元素形成的一種具有超導(dǎo)性的晶體，晶胞如圖所示．B位于E和F原子緊密堆積所形成的空隙當(dāng)中．與一個(gè)F原子距離最近的F原子的數(shù)目為8，該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C．
（5）向GSO₄（aq）中逐滴加入過(guò)量氨水，會(huì)發(fā)生先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀后沉淀消失，寫(xiě)出沉淀消失的離子反應(yīng)方程式：Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．
（6）某電池放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+F₂O₃+3H₂O=Fe（OH）₂+2F（OH）₂（注：F₂O₃和F（OH）₂為上面F元素對(duì)應(yīng)的化合物），寫(xiě)出該電池放電時(shí)正極反應(yīng)式Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數(shù)依次增大，其中B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg；而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個(gè)電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺離子的3d軌道中有9個(gè)電子，G原子核外電子數(shù)=2+8+8+9+2=29，則G為Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素的原子序數(shù)依次增大，其中B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等，原子序數(shù)小于碳，故A為H元素；E的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，故E為Mg，而C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；F的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個(gè)電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故F為Ni，G²⁺離子的3d軌道中有9個(gè)電子，G原子核外電子數(shù)=2+8+8+9+2=29，則G為Cu元素，
依據(jù)分析可知：A為氫、B為碳、C為氮、D為氧、E為鎂、F為鎳、G為銅，
（1）F為鎳，Ni的基態(tài)原子的核外電子排布為：[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
BD₂為CO₂，二氧化碳為共價(jià)化合物，其分子中含有兩個(gè)碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為，
故答案為：[Ar]3d⁸4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；；
（2）C、N、O三種元素，C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N；
A為H、C為N、D為O元素，三種元素形成的離子化合物為硝酸銨，硝酸銨中含有離子鍵、極性鍵，
故答案為：C＜O＜N；離子鍵、極性鍵；
（3）a．C₂H₂分子中含有C≡C三鍵、C-H鍵，含有σ鍵和π鍵，而H₂O₂分子為H-O-O-H，只含有σ鍵，故a錯(cuò)誤；
b．C₂H₂常溫下為氣態(tài)，而H₂O₂常溫下為液態(tài)，故b正確；
c．C₂H₂是直線型對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是非極性分子，而H₂O₂分子是展開(kāi)書(shū)頁(yè)形結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，故c錯(cuò)誤；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價(jià)電子總數(shù)不相等，不是等電子體，故d錯(cuò)誤；
e．C₂H₂分子中C原子成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，H₂O₂分子中O原子成2個(gè)σ鍵、含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故e錯(cuò)誤；
故答案為：b；
（4）以上底面面心F原子研究，與之距離最近的F原子位于晶胞兩個(gè)側(cè)面及前后面面心上，而晶胞上底面為上層晶胞的下底面，故與之最近的F原子有8個(gè)；
由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素?cái)?shù)目=6×$\frac{1}{2}$=3、Mg原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1，故該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C；
故答案為：8；MgNi₃C；
（5）氨水和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，當(dāng)氨水過(guò)量時(shí)，氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物，所以難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液，涉及的離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；形成4個(gè)配位鍵，具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，可能為平面四邊形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，只有一種結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)為平面四邊形，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；
（6）電池放電時(shí)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-，
故答案為：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，涉及核外電子排布、電離能、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，學(xué)生要熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，并能遷移運(yùn)用，（4）中晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算，為易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生具有一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力，難度中等．