Question

14．A，B，C，D，E為前四周期中原子序數(shù)依次增大的元素，相關(guān)的信息如下：

元素	相關(guān)信息
A	A元素原子核外只有三個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上含有相等的電子數(shù)
B	是空氣中含量最豐富的元素
C	短周期元素中，C的金屬性最強(qiáng)
D	基態(tài)原子第三能層上有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子
E	一種核素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34
F	最外層電子數(shù)為次外層的3倍

請(qǐng)用對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)回答下列問(wèn)題：
（1）A與氫可形成一種分子式為A₂H₄的化合物，該分子中存在σ鍵和π鍵數(shù)目比為5：1，A的雜化類型為sp²．
（2）A，B，D，E的氫化物中沸點(diǎn)最高的是H₂O（寫化學(xué)式），A，B，F(xiàn)的第一電離能由大到小的順序時(shí)N＞O＞C．
（3）E位于周期表中的位置是第四周期第IB族，E的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（4）根據(jù)下列能量變化示意圖1，請(qǐng)寫出BO和AO₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式NO（g）+CO₂（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234kJ/mol

（5）C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為M，M中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵，將一定量的D₂通入一定濃度M的水溶液中，兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)，生成物中有三種含D元素的離子，其中兩種離子的物質(zhì)的量（n）與反應(yīng)時(shí)間（t）的變化示意圖如圖2所示，請(qǐng)寫出t₂時(shí)刻總反應(yīng)的化學(xué)方程式5Cl₂+10NaOH=7NaCl+2NaClO+NaClO₃+5H₂O．
（6）下圖是E和F形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖3，可確定該化合物的化學(xué)式為CuO，若該晶胞的棱長(zhǎng)為apm，則該晶胞的密度為$\frac{320}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期中原子序數(shù)依次增大的元素，A元素原子核外只有三個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上含有相等的電子數(shù)，則A為C元素；B是空氣中含量最豐富的元素，則B為N元素；短周期元素中，C的金屬性最強(qiáng)，則C是Na元素；D基態(tài)原子第三能層上有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，D為Cl元素；E的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63，中子數(shù)為34，則E是Cu元素，F(xiàn)最外層電子數(shù)為次外層的3倍，則F為O元素；
（1）A與氫可形成一種分子式為C₂H₄的化合物，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵，該分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式；
（2）氫化物中含有氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高；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、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（3）E為Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫其原子核外電子排布式；
（4）該反應(yīng)吸收的熱量=（368-134）kJ/mol=234 kJ/mol；
（5）C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為NaOH，NaOH中含有離子鍵和共價(jià)鍵；
t₂時(shí)刻氯氣和NaOH反應(yīng)生成的次氯酸根離子和氯酸根離子物質(zhì)的量之比為0.6：0.3=2：1，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（Cl^-）=$\frac{0.6×1+0.3×5}{1}$=2.1mol，則氯氣物質(zhì)的量=$\frac{2.1+0.6+0.3}{2}$=1.5mol，所以氯氣、
次氯酸根離子、氯酸根離子物質(zhì)的量之比=1.5mol：0.6mol：0.3mol=5：2：1；
（5）E是Cu元素、F是O元素，根據(jù)原子半徑知，白色小球表示Cu原子，該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=4、O原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+2×$\frac{1}{2}$+1+4×$\frac{1}{4}$=4，所以其化學(xué)式為CuO，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：（1）A與氫可形成一種分子式為C₂H₄的化合物，共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵、一個(gè)是π鍵，所以乙烯分子中σ鍵個(gè)數(shù)與π鍵個(gè)數(shù)比是5：1，該分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式為，故答案為：5：1；sp²；
（2）氫化物中含有氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，水中含有氫鍵，所以熔沸點(diǎn)最高的是H₂O；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、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，則這三種元素第一電離能大小順序是N＞O＞C，
故答案為：H₂O；N＞O＞C；
（3）E為Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，位于第四周期第IB族，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：第四周期第IB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（4）該反應(yīng)吸收的熱量=（368-134）kJ/mol=234 kJ/mol，熱化學(xué)方程式為NO（g）+CO₂（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234 kJ/mol，
故答案為：NO（g）+CO₂（g）=NO₂（g）+CO（g）△H=+234 kJ/mol；
（5）C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為NaOH，NaOH中含有離子鍵和共價(jià)鍵；
t₂時(shí)刻氯氣和NaOH反應(yīng)生成的次氯酸根離子和氯酸根離子物質(zhì)的量之比為0.6：0.3=2：1，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（Cl^-）=$\frac{0.6×1+0.3×5}{1}$=2.1mol，則氯氣物質(zhì)的量=$\frac{2.1+0.6+0.3}{2}$=1.5mol，所以氯氣、
次氯酸根離子、氯酸根離子物質(zhì)的量之比=1.5mol：0.6mol：0.3mol=5：2：1，發(fā)生的反應(yīng)方程式為，
故答案為：離子鍵和共價(jià)鍵；5Cl₂+10NaOH=7NaCl+2NaClO+NaClO₃+5H₂O；
（5）E是Cu元素、F是O元素，根據(jù)原子半徑知，白色小球表示Cu原子，該晶胞中Cu原子個(gè)數(shù)=4、O原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+2×$\frac{1}{2}$+1+4×$\frac{1}{4}$=4，所以其化學(xué)式為CuO，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{64+16}{{N}_{A}}×4}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³=$\frac{320}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：CuO；$\frac{320}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、物質(zhì)的量有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式、化學(xué)鍵、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，注意（5）題要結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算氯離子物質(zhì)的量，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算．