Question

（15分）原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：

（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为                  ，第一电离能最小的元素是                （填元素符号）。

（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是            （填化学式），呈现如此递变规律的原因是                   。

（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为              、另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为               ，若此晶胞中的棱长为356．6 pm，则此晶胞的密度为            （保留两位有效数字）。（）

（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为                ，D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是              （填选项序号）。

①极性键  ②非极性键  ③配位键  ④金属键

（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是                 。请写出上述过程的离子方程式：                                 。

Answer

（1）；Cu；

（2）HF>HI>HBr>HCl（1分）；HF分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力，相对分子量越大，范德华力越大（2分）；

（3）sp2（1分）；34%（2分）；3．5（2分）；

（4）面心立方最密堆积（1分）；①②③（1分）；

（5）首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到蓝色的透明溶液（1分）；Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3•H2O =[Cu（NH3）]2++2OH-+4 H2O

【解析】

试题分析：原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A是H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B是6号元素C元素，B与C可形成正四面体形分子，则C是Cl元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，则D是Cu元素。（1）这四种元素中电负性最大的元素是Cl元素，其基态原子的价电子排布图为；原子核外电子层数越多，最外层电子受到原子核的吸引力越小，其第一电离能就越小，由于Cu原子核外电子层数最多，因此其第一电离能最小；（2）C所在主族是第VIIA，前四种元素分别是F、Cl、Br、I它们都能与A形成的化合物，形成的化合物分别是HF、HCl、HBr、HI，它们结构相似，都是分子晶体，分子之间通过分子之间的作用力结合，物质的相对分子质量越大，分子之间的作用力就越大，物质的熔点、沸点就越高，而HF分子之间会形成氢键，增加了分子之间的吸引力，使其熔点、沸点比HI还高。故物质的沸点由高到低的顺序是HF>HI>HBr>HCl。（3）C元素可形成多种单质，其中一种晶体结构如图一所示，根据结构可知是石墨的层状结构，在层内，每个碳原子与相邻的3个碳原子形成共价键，键角是120读，因此其原子的杂化类型为sp2杂化、另一种的晶胞如图二所示，根据图示可知该晶体是金刚石的结构。在一个晶胞中含有的碳原子数是：8×1/8+6×1/2+4=8,假设碳原子的直径是a，则该晶胞中碳原子的体积是V=8×4/3π（a/2）3，在该晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子形成共价键，该碳原子处于与其形成共价键的四个碳原子的几何中心，该正四面体的高为（a+a/3）=4a/3．假设该正四面体的边长为x，地面中心到边的距离是1/3×x/2．根据勾股定理可得：（4a/3）2+（1/3×x/2）2=（x/2）2,整理可得x= ; 故晶胞的边长，该晶胞的体积是x3=,所以晶胞的利用率是碳原子的体积除以总体积，整理可得Ψ=[8×4/3π（a/2）3]÷=34%；若此晶胞中的棱长为356．6 pm，则此晶胞的密度为ρ=（8×12g÷6．02×1023）÷（3．566 ×10-8cm）3=3．5。（4）Cu元素形成的单质，其晶体的堆积模型为面心立方紧密堆积，，结合图三的三醋酸铜晶体的局部结构可确定该晶体中含有极性共价键、非极性共价键和配位键，故选项是①②③；（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，会发生反应：CuSO4+2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2（NH4）2SO4，产生蓝色沉淀，当加入氨水过量时产生的Cu（OH）2沉淀被过量的氨水溶解，发生反应:Cu（OH）2+4NH3•H2O =[Cu（NH3）]（OH）2+4H2O。沉淀溶解得到蓝色的透明溶液。反应的离子方程式是：Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3•H2O =[Cu（NH3）]2++2OH-+4H2O。

考点：考查元素及化合物的推断、原子的杂化、原子核外电子排布图书写、物质熔点、沸点的比较、晶体结构、晶体密度的计算、络合物的性质、化学反应的离子方程式的书写的知识。