9.原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期,自然界中存在多種A的化合物,B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),B與C可形成正四面體形分子,D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子,其他能層均已充滿電子.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)這四種元素中電負(fù)性最大的元素,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為
(2)C所在主族的前四種元素分別與A形成的化合物,沸點(diǎn)由高到低的順序是HF>HI>HBr>HCl
(填化學(xué)式),呈現(xiàn)如此遞變規(guī)律的原因是HF分子之間形成氫鍵,使其熔沸點(diǎn)較高,HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高.
(3)B元素可形成多種單質(zhì),一種晶體結(jié)構(gòu)如圖一所示,其原子的雜化類型為sp2,另一種的晶胞如圖二所示,該晶胞的空間利用率為34%(保留兩位有效數(shù)字).($\sqrt{3}$=1.732)

(4)D元素形成的單質(zhì),其晶體的堆積模型為面心立方最密堆積,D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖三,該晶體中含有的化學(xué)鍵是①②③(填選項(xiàng)序號(hào)).
①極性鍵    ②非極性鍵    ③配位鍵    ④金屬鍵
(5)向D的硫酸鹽溶液中滴加過量氨水,觀察到的現(xiàn)象是首先形成藍(lán)色沉淀,繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液.請(qǐng)寫出上述過程的離子方程式Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3•H2O═[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O.

分析 原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期,自然界中存在多種A的化合物,則A為氫元素;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即核外有6個(gè)電子,則B為碳元素;D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子,其他能層均已充滿電子,D原子外圍電子排布為3d104s1,則D為銅元素;結(jié)合原子序數(shù)可知,C只能處于第三周期,B與C可形成正四面體型分子,則B為氯元素.
(1)四種元素中電負(fù)性最大的是Cl,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布為3s23p5;
(2)HF分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)最高,其它鹵化氫隨著相對(duì)分子質(zhì)量遞增,其沸點(diǎn)升高;
(3)圖一為平面結(jié)構(gòu),在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°,每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子,碳原子采取sp2雜化;
根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中C原子數(shù)目,令碳原子直徑為a,計(jì)算晶胞中C原子總體積,碳原子與周圍的4個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu),中心碳原子與正四面體頂點(diǎn)原子相鄰,中心碳原子到底面距離為$\frac{a}{3}$,則正四面體的高為(a+$\frac{a}{3}$),設(shè)正四面體的棱長(zhǎng)為x,則斜面的高為$\frac{\sqrt{3}}{2}$x,底面中心到邊的距離為為$\frac{\sqrt{3}}{2}$x×$\frac{1}{3}$,再根據(jù)勾股定理計(jì)算x與a的關(guān)系,晶胞棱長(zhǎng)=2x×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\sqrt{2}$x,再計(jì)算晶胞體積,晶胞空間利用率=$\frac{原子總體積}{晶胞體積}$×100%;
(4)晶體Cu為面心立方最密堆積,結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵;
(5)硫酸銅溶液中加入氨水會(huì)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀,繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到四氨合銅絡(luò)離子,溶液為深藍(lán)色的透明溶液.

解答 解:原子序數(shù)依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期,自然界中存在多種A的化合物,則A為氫元素;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即核外有6個(gè)電子,則B為碳元素;D的基態(tài)原子的最外能層只有一個(gè)電子,其他能層均已充滿電子,D原子外圍電子排布為3d104s1,則D為銅元素;結(jié)合原子序數(shù)可知,C只能處于第三周期,B與C可形成正四面體型分子,則B為氯元素,
(1)四種元素中電負(fù)性最大的是Cl,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布為3s23p5,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為,
故答案為:;
(2)HF分子之間形成氫鍵,使其熔沸點(diǎn)較高,HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高,即沸點(diǎn)由高到低的順序是HF>HI>HBr>HCl,
故答案為:HF>HI>HBr>HCl;HF分子之間形成氫鍵,使其熔沸點(diǎn)較高,HI、HBr、HCl分子之間只有范德華力,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高;
(3)圖一為平面結(jié)構(gòu),在其層狀結(jié)構(gòu)中碳碳鍵鍵角為120°,每個(gè)碳原子都結(jié)合著3個(gè)碳原子,碳原子采取sp2雜化;
一個(gè)晶胞中含碳原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8,令碳原子直徑為a,晶胞中C原子總體積=8×$\frac{4}{3}$π($\frac{a}{2}$)3,碳原子與周圍的4個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu),中心碳原子與正四面體頂點(diǎn)原子相鄰,中心碳原子到底面距離為$\frac{a}{3}$,則正四面體的高為(a+$\frac{a}{3}$)=$\frac{4a}{3}$,設(shè)正四面體的棱長(zhǎng)為x,則斜面的高為$\frac{\sqrt{3}}{2}$x,底面中心到邊的距離為$\frac{\sqrt{3}}{2}$x×$\frac{1}{3}$,再根據(jù)勾股定理:($\frac{4a}{3}$)2+($\frac{\sqrt{3}}{2}$x×$\frac{1}{3}$)2=($\frac{\sqrt{3}}{2}$x)2,整理得x=$\frac{2\sqrt{6}}{3}$a,故晶胞棱長(zhǎng)=$\frac{2\sqrt{6}}{3}$a×$\sqrt{2}$=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$a,則晶胞體積為($\frac{4\sqrt{3}}{3}$a)3,晶胞空間利用率={[8×$\frac{4}{3}$π($\frac{a}{2}$)3]÷($\frac{4\sqrt{3}}{3}$a)3}×100%≈34%,
故答案為:sp2;34%;
(4)晶體Cu為面心立方最密堆積,結(jié)合圖三醋酸銅晶體的局部結(jié)構(gòu)可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵,
故答案為:面心立方最密堆積;①②③;
(5)硫酸銅溶液中加入氨水會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3•H2O═[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O,
故答案為:首先形成藍(lán)色沉淀,繼續(xù)滴加氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液;Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3•H2O═[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O.

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查,題目綜合性較大,涉及元素推斷、核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵、雜化軌道、配合物、晶胞計(jì)算等,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,(3)中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難度,需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計(jì)算能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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19.下列物質(zhì)屬于電解質(zhì)的是( 。
①Cu  ②食鹽   ③蔗糖   ④CO2   、軧aSO4     ⑥KNO3
A.④⑤B.④⑤C.②⑥D.⑤⑥

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20.下列表述正確的是(  )
A.乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2CH2B.聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
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C3H6O2-9847.50.93可溶
C4H8O2-84870.90可溶
據(jù)此,將甲和乙互相分離的最佳方法是( 。
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4.請(qǐng)根據(jù)官能團(tuán)的不同對(duì)下列有機(jī)物進(jìn)行分類:

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(2)屬于醇類的有①;
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14.原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.在如圖所示的原電池工作過程中,電子流出的極是Zn(填電極材料的元素符號(hào))電極;SO42-遷移流向的極是Zn(填電極材料的元素符號(hào))電極;正極的電極反應(yīng)式是Cu2++2e-=Cu;若原電池工作一段時(shí)間后,消耗6.5g鋅,則外電路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA

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A.
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C.
稀HCl
D.
稀H2SO4

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18.將純鐵片和純鋼片按如圖所示插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,下列說法正確的是( 。
A.甲裝置中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.兩個(gè)裝置中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生
C.甲裝置中銅片表面發(fā)生了還原反應(yīng)
D.甲裝置中負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-3e-═Fe3+

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19.W、X、Y、Z為四種短周期元素,X、Z同主族,已知X的原子半徑大于Z的原子半徑,W的最高正價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物比Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng),Y的陽離子、W的陽離子、Z的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列敘述正確的是(  )
A.原子半徑:W>X>Y>Z
B.單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)速率:Y>W(wǎng)
C.X最低價(jià)氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)于Z最低價(jià)氫化物
D.原子序數(shù):X>W(wǎng)>Y>Z

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