Question

9．已知：A、D、E、G、J、L、M七種元素的原子序數(shù)依次增大．A在所有元素中原子半徑最�。籇原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；G與E、J均相鄰；A、G、J三種元素的原子序數(shù)之和為25；J^2-和L⁺有相同的核外電子排布；M的質(zhì)子數(shù)是25．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）元素M的基態(tài)原子外圍電子排布式為3d⁵4s²；D、E、G三種元素分別形成最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)最高的是H₂O（用化學(xué)式表示）．
（2）由上述元素中的兩種元素組成的一種陰離子與G的一種同素異形體分子互為等電子體，該陰離子的化學(xué)式為NO₂^-．
（3）由上述元素組成的屬于非極性分子且VSEPR為直線形的微粒的電子式為、．
（4）R是由4個(gè)E原子組成的一種不穩(wěn)定的單質(zhì)分子．R分子中E原子雜化方式為sp³，則R分子的空間構(gòu)型為正四面體．
（5）將A₂G₂的溶液滴加到M的一種常見(jiàn)氧化物上，會(huì)產(chǎn)生G的一種單質(zhì)，該過(guò)程的化學(xué)方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（6）上述元素中電負(fù)性最大的元素和第一電離能最小的元素形成的某化合物Q的晶胞如圖所示，化合物Q與氧化鈣相比，晶格能較小的是K₂O（填化學(xué)式）．若已知該化合物晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則該化合物的密度為$\frac{4×94}{NA•a3}$ g•cm^-3 （只列出算式，不必算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A）．

Answer 1

分析 A、D、E、G、J、L、M七種元素．它們的原子序數(shù)依次增大，A在所有元素中原子半徑最小，則A是H元素；
D原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則D為C元素；
G與E、J均相鄰，A、G、J三種元素的原子序數(shù)之和為25，A的原子序數(shù)是1，所以G和J的原子序數(shù)之和為24，其平均原子序數(shù)為12，所以G原子序數(shù)小于12、J原子序數(shù)大于12，J能形成負(fù)二價(jià)陰離子，所以J為S元素，則G原子序數(shù)為8，為O元素；
E原子序數(shù)大于D而小于G，所以E是N元素；
J^2-和L⁺有相同的核外電子排布，則L是K元素；
M的質(zhì)子數(shù)是25，則M為Mn元素，由此分析解答．

解答 解：（1）則M為Mn元素，其外圍電子為其最外層電子，根據(jù)構(gòu)造原理知元素Mn的基態(tài)原子外圍電子排布式為3d⁵4s²；甲烷、氨氣和水，水的沸點(diǎn)最高，故答案為：3d⁵4s²；H₂O；
（2）G為氧元素，由氧元素組成的單質(zhì)有氧氣和臭氧，與臭氧分子互為等電子體且屬于上述元素的陰離子有NO₂^-，故答案為：NO₂^-；
（3）乙炔和二氧化碳都是直線型非極性分子，其電子式為、，故答案為：、；
（4）R是由4個(gè)E元素組成的一種不穩(wěn)定的多原子單質(zhì)分子，R分子中E原子雜化方式為sp³，則該分子為正四面體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和白磷分子相似，故答案為：正四面體；
（5）將A₂G₂的溶液滴加到M的一種常見(jiàn)氧化物上，會(huì)產(chǎn)生G的一種單質(zhì)，是過(guò)氧化氫在二氧化錳做催化劑的作用下分解產(chǎn)生氧氣，方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（6）電負(fù)性最大的元素是O元素，第一電離能最小的元素是K元素，二者生成化合物K₂O，離子晶體中晶格能與電荷成正比、與離子半徑成正比，鈣離子電荷數(shù)大于鉀離子、半徑小于鉀離子，所以晶格能較小的是K₂O；該晶胞中白色球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球個(gè)數(shù)=8，所以黑色和白色球個(gè)數(shù)之比為2：1，其化學(xué)式為K₂O，所以白色球表示氧離子、黑色球表示鉀離子，晶胞的邊長(zhǎng)為a×10^-10cm，晶胞體積=（a×10^-10cm）³，密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{94×4}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-10}）3}$g•cm^-3=$\frac{\frac{94×4}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{4×94}{NA•a3}$g•cm^-3，故答案為：K₂O； $\frac{4×94}{NA•a3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、晶格能、原電池原理等電子體等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，利用基本概念、基本理論解答即可，注意（4）中分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，知道4個(gè)N原子位置關(guān)系，為易錯(cuò)點(diǎn)．