Question

12．A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數依次增大．第2周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結構，C是地殼中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿．請用對應的元素符號或化學式填空：
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N．
（2）A的最高價氧化物對應的水化物分子中其中心原子采取sp²雜化．
（3）與A、B形成的陰離子（AB^-）互為等電子體的分子有N₂、CO．
（4）基態(tài)D原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結構示意圖，則該合金中Ca和D的原子個數比為1：5．
（5）向D的高價態(tài)硫酸鹽溶液中逐滴滴加B的氫化物水溶液至過量，先出現藍色沉淀，最后溶解形成深藍色的溶液．寫出此藍色沉淀溶解的離子方程式：Cu（OH）₂+4NH3=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數依次增大，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結構，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素，第2周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍，故原子核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，結合（3）能與N元素形成陰離子（AN^-），故A為C元素，C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素，D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數分別為2、8、18、1，是29號Cu元素，據此解答．

解答 解：A、B、C都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數依次增大，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結構，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素，第2周期元素A原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍，故原子核外電子排布為1s²2s¹或1s²2s²2p²，結合（3）能與N元素形成陰離子（AN^-），故A為C元素，C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素，D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數分別為2、8、18、1，是29號Cu元素，
（1）C、N、S元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(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C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）H₂CO₃中C原子最外層電子數全部成鍵，沒有孤電子對，成1個C=O雙鍵，2個C-O單鍵，雜化軌道數目為3，采取sp²雜化，
故答案為：sp²；
（3）將CN^-中C原子及1個負電荷換成1個N原子，可得的等電子體N₂，將N原子及1個負電荷換成1個O原子，可得的等電子體CO，
故答案為：N₂、CO；
（4）D的原子序數是29，為Cu元素，其原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
由晶胞結構可知，Ca原子處于頂點，晶胞中含有Ca原子數目為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子處于晶胞內部與面上、面心，晶胞中Cu數目為1+4×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{2}$=5，故該合金中Ca和Cu的原子個數比為1：5，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；1：5；
（5）將氨水滴加到硫酸銅溶液中，首先反應生成氫氧化銅沉淀，繼續(xù)滴加氨水，氫氧化銅與氨水反應生成四氨合銅絡離子，反應的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH3=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH3=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-．

點評 本題以元素的推斷考查了原子的雜化方式、核外電子排布規(guī)律、電離能、晶胞計算、配合物等知識點，注意同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA和第IIIA族、第VA族和第VIA族之間異常，為易錯點．