Question

4．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的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等，B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，E的基態(tài)原子s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(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個電子，請回答下列問題：
（1）F的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²．
（2）B、C、D的原子的第一電離能由小到大的順序為N＞O＞C（用元素符號回答）
（3）下列關(guān)于B₂A₂分子和A₂D₂分子的說法正確的是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）中逐滴加入過量氨水，會發(fā)生先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀后沉淀消失，寫出沉淀消失的離子反應(yīng)方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）某電池放電時的總反應(yīng)為：Fe+F₂O₃+3H₂O═Fe（OH）₂+2F（OH）₂（注：F₂O₃和F（OH）₂為上面F元素對應(yīng)的化合物），寫出該電池放電時正極反應(yīng)式Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素且原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等，為C元素，A的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等，則A為H元素，E的基態(tài)原子s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，則Mg元素；
D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，則D為O元素，B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，則F為Ni元素；G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu元素；
（1）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個電子層，3d能級有8個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其電子排布式；
（2）同一周期元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（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；
b．C₂H₂常溫下為氣態(tài)，而H₂O₂常溫下為液態(tài)；
c．C₂H₂、H₂O₂均含有極性鍵、非金屬性，C₂H₂是非極性分子，而H₂O₂分子是極性分子；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價電子總數(shù)不相等；
e．C₂H₂分子中C原子成2個σ鍵、沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為2，H₂O₂分子中O原子成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷；
（4）與F原子最近的F原子有8個；利用均攤分確定化學(xué)式；
（5）氫氧化銅和一水合氨反應(yīng)生成銅銨絡(luò)合物；
（6）放電時正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：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，B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等，為C元素，A的最高正價和最低負(fù)價的絕對值相等，則A為H元素，E的基態(tài)原子s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，則Mg元素；
D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，則D為O元素，B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，則F為Ni元素；G²⁺的3d軌道有9個電子，則G為Cu元素；
（1）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個電子層，3d能級有8個電子，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）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，但N元素2p能級容納3個電子，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為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（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、H₂O₂均含有極性鍵、非金屬性，C₂H₂是直線型對稱結(jié)構(gòu)，是非極性分子，而H₂O₂分子是展開書頁形結(jié)構(gòu)，屬于極性分子，故c錯誤；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有電子總數(shù)或價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，故d錯誤；
e．C₂H₂分子中C原子成2個σ鍵、沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為2，采取sp雜化，H₂O₂分子中O原子成2個σ鍵、含有2對孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故e錯誤；
故選答案為：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；
由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素數(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）向CuSO₄（aq）中逐滴加入過量氨水，會發(fā)生先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀后沉淀消失，沉淀消失的離子反應(yīng)方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）放電時正極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-，故答案為：Ni₂O₃+3H₂O+2e^-=2Ni（OH）₂+2OH^-．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、離子方程式書寫、原電池原理、元素周期律等知識點，綜合性較強(qiáng)，明確基本原理、物質(zhì)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫．