Question

【化学-物质结构与性质】

配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成，其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布为(n-1)dⁿ⁺⁶ns^l，回答下列问题。

（1）写出元素D在周期表中的位置是        ，B原子的外围电子排布图           。E原子的核外有         种不同运动状态的电子，B和C的第一电离能大小关系               。(用元素符号表示)

（2）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1:1和l:2，画出原子个数比为1:1的化合物的电子式            ，两种化合物可任意比互溶，解释其主要原因为                  。

（3）该配位化合物的化学式为               。

（4）A元素与B元素可形成分子式为A₂B₂的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为          。

（5）已知E的晶胞结构如图所示，此晶胞立方体的边长为a cm，E单质的密度为pg.cm^-3，则阿伏伽德罗常数为              （用a、p表示）。该晶胞配位数为                ，EDC₄常作电镀液，其中DC的空间构型是            ，其中D原子的杂化轨道类型是           。若电解EDC₄的水溶液，则电解总反应的化学方程式为           。

Answer

（1）三 VIA 29 N>O

（2） H2O和H2O2之间形成氢键

（3）Cu(NH3)4SO4•H2O （4）N-N=N-H

（5）NA=256/p.a3 12 正四面体

sp3杂化 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

【解析】

试题分析：E元素的外围电子排布为(n-1)dn＋6nsl，因为s轨道没有排满，则根据洪特规则可知，此时d轨道应该是全充满状态，即n＋6＝10，解得n＝4，所以E元素的原子序数是18＋10＋1＝29，即E是铜元素。配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成，其原子个数比为l4:4:5:1:1，其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，符合条件的元素是氧元素与硫元素，即C是O，D是S，根据该配位化合物中原子个数比可知，A是氢元素，S与O结合生成硫酸根，剩余1个氧原子与2和氢原子结合形成1分子水，则4个B原子结合12个氢原子，即个数之比为1:3，所以该物质是氨气，即B是氮元素。

（1）根据上述推断，D为硫元素，硫元素在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族；B为氮元素，N原子的外围电子排布图为；E为29号元素铜，原子的核外有29种不同运动状态的电子，B和C分别为N和O，N原子的最外层p轨道有3个电子，处于半充满状态，比较稳定，第一电离能比相邻元素的第一电离能大，则第一电离能的大小关系为N>O。

（2）C和A分别为O、H，O元素可与H元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1:1和l:2，该化合物为H2O、H2O2 ，原子个数比为1:1的化合物H2O2的电子式为，H2O和H2O2之间形成氢键，则两种化合物可任意比互溶。

（3）该配位化合物中氨气是配体，化学式为Cu(NH3)4SO4•H2O 。

（4）氢元素与氮元素可形成分子式为A2B2的化合物是N2H2，该化合物的分子具有平面结构，依据8电子稳定结构可知，氮元素与氮元素之间形成双键，氢元素与氮元素之间形成单键，其结构式为H-N＝N-H。

（5）根据晶胞结构可知，晶胞中含有铜原子的个数是8×1/8＋6×1/2＝4，因此p×a3×NA＝4×64，解得NA=256/p.a3；该晶胞配位数为3×8÷2=12，在硫酸根离子中硫原子不存在孤对电子，其价层电子对数是4，所以空间构型是正四面体形，硫原子是sp3杂化；电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，则电解总反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。

考点：考查第一电离能的比较，元素电子排布图，中心原子的杂化形式、结构式的写法，晶胞的计算。