Question

周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大．A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子．回答下列問(wèn)題：
（1）b、c、d中第一電離能最大的是

 

（填元素符號(hào)），e的價(jià)層電子排布圖為

 

．
（2）a和其它元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為

 

；分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是

 

（填化學(xué)式，寫(xiě)出兩種）．
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是

 

；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是

 

．（填化學(xué)式）
（4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則e離子的電荷為

 

．
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)（如圖2所示）．該化合物中陰離子為

 

，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有

 

；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是

 

，判斷理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,極性鍵和非極性鍵,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：原子組成與結(jié)構(gòu)專(zhuān)題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為H元素；
c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，則c是O元素；
b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于c，則b是N元素；
e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu元素；
d與c同族，且原子序數(shù)小于e，所以d為S元素，
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減�。籩的價(jià)層電子為3d、4s電子；
（2）a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子為NH₃，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定該分子的中心原子的雜化方式；
分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物有雙氧水和肼；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是亞硝酸；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)，說(shuō)明該酸根離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)；
（4）該晶胞中c離子個(gè)數(shù)=1+8×

1

8

=2，e離子個(gè)數(shù)4，所以e和c形成的一種離子化合物化學(xué)式為Cu₂O，據(jù)此判斷e離子的電荷；
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，說(shuō)明該陰離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖知，其陽(yáng)離子中銅離子配位數(shù)是8，在八面體上下頂點(diǎn)上分子含有兩個(gè)共價(jià)鍵且含有兩個(gè)孤電子對(duì)，為水分子，有兩個(gè)，正方形平面上四個(gè)頂點(diǎn)上分子含有3個(gè)共價(jià)鍵且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以為氨氣分子，有4個(gè)；
陽(yáng)離子中存在共價(jià)鍵和配位鍵；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O．

解答： 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，則a為H元素；
c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，則c是O元素；
b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，且原子序數(shù)小于c，則b是N元素；
e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，為Cu元素；
d與c同族，且原子序數(shù)小于e，所以d為S元素，
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減小，所以b、c、d元素第一電離能最大的是N元素；e的價(jià)層電子為3d、4s電子，其價(jià)層電子排布圖為，
故答案為：N；；
（2）a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子為NH₃，該分子的中心原子含有3個(gè)共價(jià)單鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以N原子的雜化方式為sp³；
分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物有H₂O₂和N₂H₄，
故答案為：sp³；H₂O₂和N₂H₄；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H₂SO₃，故答案為：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）該晶胞中c離子個(gè)數(shù)=1+8×

1

8

=2，e離子個(gè)數(shù)4，該晶胞中氧離子和銅離子個(gè)數(shù)之比=2：4=1：2，所以e和c形成的一種離子化合物化學(xué)式為Cu₂O，則e離子的電荷為+1，故答案為：+1；
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，說(shuō)明該陰離子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，為SO₄^2-；
陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖知，其陽(yáng)離子中銅離子配位數(shù)是8，在八面體上下頂點(diǎn)上分子含有兩個(gè)共價(jià)鍵且含有兩個(gè)孤電子對(duì)，為水分子，有兩個(gè)，正方形平面上四個(gè)頂點(diǎn)上分子含有3個(gè)共價(jià)鍵且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以為氨氣分子，有4個(gè)，所以陽(yáng)離子中含有配位鍵和共價(jià)鍵；
H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是H₂O，
故答案為：SO₄^2-；共價(jià)鍵和配位鍵；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，側(cè)重考查學(xué)生空間想象能力、知識(shí)運(yùn)用能力，涉及晶胞計(jì)算、配合物、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，采用均攤法、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等理論分析解答，題目難度中等，注意：配位鍵也屬于共價(jià)鍵．