Question

[化学——选修3：物质结构与性质](15分)前四周期原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A、B属于同一短周期元素且相邻，A元素所形成的化合物种类最多，C、D、E、F是位于同一周期的金属元素，基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个，且C、F原子的电子数相差为10，基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2，且原子序数相差为2。

（1）六种元素中第一电离能最小的是    （填元素符号，下同），电负性最大的是     。

（2）黄血盐是由A、B、C、D四种元素形成的配位化合物C₄[D(AB)₆]，易溶于水，广泛用作食盐添加剂（抗结剂）。请写出黄血盐的化学式            ，1 mol AB^－中含有π键的数目为      ，黄血盐晶体中各种微粒间的作用力不涉及     （填序号）。

a．离子键        

b．共价键    

c．配位键

d．金属键    

e．氢键     

f．分子间的作用力

（3）E²⁺的价层电子排布图为          ，很多不饱和有机物在E催化下可与H₂发生加成反应：如①CH₂＝CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO。其中碳原子采取sp²杂化的分子有       （填物质序号），HCHO分子的立体结构为          形，它加成产物的熔、沸点比CH₄的熔、沸点高，其主要原因是（须指明加成产物是何物质）                   。

（4）金属C、F晶体的晶胞结构如图（请先判断对应的图），C、F两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为            。金属C的晶胞中，若设该晶胞的密度为a g/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，C原子的摩尔质量为M，则表示C原子半径的计算式为               。

Answer

（1）K N (各1分)（2）K4[Fe(CN)6] 2NA个 def (各1分)

（3） (1分) ①③④ （1分) 平面三角(1分)

加成产物CH3OH分子之间能形成氢键 (2分)

（4）2：3 (2分) （3分）

【解析】

试题分析：前四周期原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中，A、B属于同一短周期元素且相邻，A元素所形成的化合物种类最多，则A是碳元素；B是氮元素；C、D、E、F是位于同一周期的金属元素，基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个，且C、F原子的电子数相差为10，则C是钾元素；F是铜元素；基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2，且原子序数相差为2。则D是铁元素；E是镍元素。（1）元素的金属性越强，其失去电子就越容易，电离能就越小，所以六种元素中第一电离能最小的是K，元素的非金属性越强，其电负性越大，在这6种元素中，非金属性最强的元素的N元素，所以最大的是N；（2）黄血盐是由A、B、C、D四种元素形成的配位化合物C4[D(AB)6]，则黄血盐的化学式是K4[Fe(CN)6]；CN-与N2互为等电子体，结构相似，由于N2中两个原子共用三对电子，所以1 mol AB－中含有π键的数目为2mol。黄血盐晶体是离子晶体，含有离子键、在配位体中CN-中含有共价键、在配位体与中心离子之间存在配位键；所以各种微粒间的作用力不涉及金属键、氢键、分子间的作用力，代号是d、e、f。（3）28号元素Ni的离子Ni2+的价层电子排布图为;很多不饱和有机物在E催化下可与H2发生加成反应：如①CH2＝CH2、②HC≡CH、③、④HCHO。其中碳原子采取sp2杂化的分子有乙烯分子中的碳原子、苯分子中的碳原子和甲醛中的碳原子，共用选项是①③④；HCHO分子的立体结构为平面三角，它与氢气发生加成反应形成CH3OH的分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，因此熔、沸点比CH4的熔、沸点高；（4）金属K是立方体心结构，配位数是8；金属Cu是立方面心结构，原子的配位数是（8×3）÷2=12，所以两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为8:12=2:3。金属K的晶胞中，每个晶胞中含有的K原子的个数是：8×1/8+1=2,若设该晶胞的密度为a g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，K原子的摩尔质量为M，晶胞边长为L，原子半径为R,则，根据晶体的密度计算式可得，将各个数代入上式 可得表示K原子半径的计算式为。

考点：考查元素的推断、元素的电离能、电负性比较、物质的作用力的类型、熔沸点的比较、晶体的配位数、微粒半径大小比较的知识。