Question

A、B、C、D、E、F為前四周期的元素。其中，A元素和B元素的原子都有一個(gè)未成對(duì)電子，A³⁺比B^-少一個(gè)電子層，B原子得一個(gè)電子后3p軌道全充滿；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價(jià)與最低化合價(jià)代數(shù)和為4，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池；E元素的基態(tài)原子核外有六種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；F元素的單質(zhì)為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得。請(qǐng)回答下列問題：
（1）CB₃分子中心原子的雜化類型是     。
（2）F元素的原子的外圍電子排布式為     ；如圖所示為F與Au以3∶1形成的合金晶胞圖，在圖中的括號(hào)內(nèi)寫出對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)。

（3）B、D元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱：     ＞     （填化學(xué)式）。
（4）用導(dǎo)線將A和F的單質(zhì)做成的電極連接起來，插入到盛有C的最高價(jià)氧化物的水化物的濃溶液中構(gòu)成原電池，試寫出在單質(zhì)A表面發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_____。
（5）分子R是由C元素與氫元素形成的18電子分子，R的電子式為     。
（6）24 g E的單質(zhì)在33.6 L氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）中燃燒，至反應(yīng)物全部耗盡，放出x kJ熱量。則1mol E與O₂反應(yīng)生成E的低價(jià)氧化物時(shí)的熱化學(xué)方程式為    （已知：E的燃燒熱為y kJ/mol）。

Answer 1

（14分）（1）sp³(2分) （2）3d¹⁰4s¹（2分）（2分）
（3）HClO₄>H₂SO₄ (2分)；（4）2H^＋＋NO₃^－＋e^－＝NO₂↑＋H₂O(2分)
（5） (2分) （6）C(s)＋1/2O₂(g)＝CO(g) △H＝－(x－y)kJ/mol(2分)

試題分析：A、B、C、D、E、F為前四周期的元素。其中，A元素和B元素的原子都有一個(gè)未成對(duì)電子，A³⁺比B^-少一個(gè)電子層，B原子得一個(gè)電子后3p軌道全充滿，所以B是氯元素，則A是Al；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，因此C是第ⅤA族元素。其氣態(tài)氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大，所以C是氮元素；D的最高化合價(jià)與最低化合價(jià)代數(shù)和為4，則D是第ⅥA族元素。其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池，因此D是S元素；E元素的基態(tài)原子核外有六種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，所以E是碳元素；F元素的單質(zhì)為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得，則F是銅。
（1）CB₃分子是NCl₃，中心原子N原子含有的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＝（5－3×1）÷2＝1，雜化軌道數(shù)目為4，為三角錐型，N原子采取sp³雜化。
（2）銅元素的原子序數(shù)是29，則根據(jù)構(gòu)造原理和洪特規(guī)則可知，銅原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)并依據(jù)均攤法可知，黑球個(gè)數(shù)＝8×＝1個(gè)。白球個(gè)數(shù)＝6×＝3個(gè)，所以白球和黑球的個(gè)數(shù)之比是3:1，因此黑球是Au，白球是Cu。
（3）非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)。氯元素的非金屬性強(qiáng)于硫元素的非金屬性，所以最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序是HClO₄>H₂SO₄。
（4）由于常溫下單質(zhì)鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以在該原電池中銅是負(fù)極，失去電子。鋁是正極，溶液中的NO₃^－得到電子，則正極電極反應(yīng)式是2H^＋＋NO₃^－＋e^－＝NO₂↑＋H₂O。
（5）N和H元素形成的18電子分子是N₂H₄，其電子式是。
（6）24g碳的物質(zhì)的量為24g÷12g/mol＝2mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的33.6L氧氣的物質(zhì)的量為33.6L÷22.4L/mol＝1.5mol。所以n（C）：n（O）＝2mol:1.5mol×2＝1:1.5，故燃燒生成物為CO、_CO2.令CO、CO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)C原子守恒有x＋y＝2，根據(jù)O原子守恒有x＋2y＝1.5mol×2，聯(lián)立方程，解得x＝1，y＝1。碳的燃燒熱為ykJ/mol，故生成1molCO₂放出的熱量為ykJ，所以生成1molCO放出的熱量為xkJ-ykJ＝（x－y）kJ，則1mol碳燃燒生成CO放出的熱量為（x－y）kJ。因此1mol碳與O₂反應(yīng)生成CO時(shí)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋1/2O₂(g)＝CO(g) △H＝－(x－y)kJ/mol。