Question

A．【化学—选修3．物质结构与性质】（15分）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。请填写下列空白。

（1）e元素基态原子的核外电子排布式为_____________。

（2）b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为___________（填元素符号），其原因是____________。

（3）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为___________________；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是______________（填化学式，写出两种）。

（4）已知c、e能形成晶胞如图甲和图乙所示的两种化合物，化合物的化学式为分别为：甲________________，乙___________；甲高温易转化为乙的原因是______________。

（5）这5种元素形成的一种1 ：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图丙所示）。该化合物中，阴离子为_______________，该化合物加热时首先失去的组分是______________，判断理由是________________

Answer

（1）[Ar]3d104s1 （2）S＜O＜N；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素，同主族自上而下，电子层数越多，原子半径越大，元素第一电离能减小，氧元素第一电离能大于硫元素

（3）sp3；H2O2、N2H4 （4）CuO；Cu2O；Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定

（5）SO42-；H2O；H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱

【解析】

试题分析：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，则a是H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子最外层电子数是6，所以c是O元素；d与c同族，则d是S元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b是N元素；e的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，则e是Cu元素。

（1）e为铜元素，其基态核外电子总数为29，根据核外电子排布规律可判断其基态原子电子排布式为：[Ar]3d104s1。

（2）b、c、d分别是N、O、S元素中，元素的非金属性越强，其第一电离能越大，同一周期元素中，第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素，所以N、O、S中第一电离能从大到小的顺序为：N＞O＞S。

（3）a是H元素，a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨气，氨气分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以该分子的中心原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4。

（4）O、Cu形成的化合物，晶胞甲中，白色球数目=1+8×1/8+2×1/2+4×1/4=4，黑色球数目为4，故该晶体中Cu、O原子数目之比为1：1，该化合物为CuO；晶胞乙中白色球数目=1+8×1/8=2，黑色球数目为4，为A2B型，故该化合物化学式为Cu2O；Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定，CuO高温易转化为Cu2O。

（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，应为硫酸根离子；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示），阳离子为铜离子，配位数是6，在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子分子，有2个，正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对，所以为氨气分子，有4个，其化学式为[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4，H2O和Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。

考点：考查电离能、核外电子排布、分子结构、晶胞计算、配合物等