Question

[化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]（15分）

在周期表中1～36號之間的A、B、C、D、E、F六種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，已知A與其余五種元素既不同周期也不同主族，B的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，C元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子，D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，E元素在第四周期，E的基態(tài)原子中未成對電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/4，F(xiàn)元素位于周期表的ds區(qū)，其基態(tài)原子最外能層只有一個電子。

（1）寫出基態(tài)E原子的價電子排布式 。

（2）B、C、D三種元素第一電離能由小到大的順序為 （用元素符號表示）。

（3）A與C形成CA3型分子，分子中C原子的雜化類型為 ，分子的立體結(jié)構(gòu)為 ；C的單質(zhì)與化合物BD是等電子體，根據(jù)等電子體原理，寫出化合物BD的電子式 。

（4）A2D的沸點在同族元素中最高，其原因是 。A2D由液態(tài)形成晶體時密度 （填“增大”、“不變”或“減小”），其主要原因 （用文字?jǐn)⑹觯��?/p>

（5）已知D、F能形成一種化合物，其晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為 （用元素符號表示）；若相鄰D原子和F原子間的距離為a cm，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則該晶體的密度為 g·cm-3(用含a、NA的符號表示)。

Answer 1

（1）3d54s1 （2）C<O<N

（3）sp3雜化 三角錐形

（4）由于水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點升高 減小 水形成晶體時，每個水分子與4個水分子形成氫鍵，構(gòu)成空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子空間利用率低，密度反而減小

（5）Cu2O

【解析】

試題分析：在周期表中1～36號之間的A、B、C、D、E、F六種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，B的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，則B為C，C元素原子的最外層有3個自旋方向相同的未成對電子，D原子核外電子有8種不同的運動狀態(tài)，則C為N，D為O，E元素在第四周期，E的基態(tài)原子中未成對電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/4，則E為Cr，F(xiàn)元素位于周期表的ds區(qū)，其基態(tài)原子最外能層只有一個電子，則F為Cu，A與其余五種元素既不同周期也不同主族， 則A為H。

（1）由以上推斷可知E原子為24號Cr原子，其原子的價電子排布式3d54s1 ，

（2）B、C、D三種元素分別為C、N、O，根據(jù)同周期，第一電離能的變化規(guī)律，氮原子的P軌道是半充滿狀態(tài)，原子較穩(wěn)定，第一電離能由小到大的順序為C<O<N

（3）NH3中N原子成3個σ鍵，有一對未成鍵的孤對電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3型雜化，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)，氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，N2和CO是等電子體，根據(jù)等電子體原理，C、O之間有3對共用電子對，所以化合物CO的電子式為

（4）由于水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致沸點升高，所以H2O的沸點在同族元素中最高，水形成晶體時，每個水分子與4個水分子形成氫鍵，構(gòu)成空間正四面體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水分子空間利用率低，密度反而減小，所以H2O由液態(tài)形成晶體時密度減小。

（5）D、F分別為O、Cu，氧原子個數(shù)為8×1/8+1=2，銅原子個數(shù)為4×1=4，則該化合物的化學(xué)式為Cu2O，該晶胞有4個Cu,2個O，則1mol晶胞的質(zhì)量為64×4+16×2=288g,則一個晶胞的質(zhì)量為m=288/NA,

相鄰氧原子和銅原子間的距離為a cm，則該晶胞的體積為64a3/(3×30.5)= .

考點：考查元素的推斷，基態(tài)原子核外電子排布，sp雜化的類型，晶胞密度的計算等知識.