Question

已知A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素，它們原子序數(shù)的大小關(guān)系為A＜C＜B＜D＜E．又知A原子的p軌道為半充滿，其形成的簡單氫化物的沸點是同主族非金屬元素的氫化物中最高的．D原子得到一個電子后其3p軌道將全充滿．B⁺離子比D原子形成的離子少一個電子層．C與B可形成BC型的離子化合物．E的原子序數(shù)為29．
請回答下列問題：
（1）元素A簡單氫化物中A原子的雜化類型是

 

，B、C、D的電負(fù)性由小到大的順序為

 

（用所對應(yīng)的元素符號表示）．C的氣態(tài)氫化物易溶于水的原因是

 

．
（2）E原子的基態(tài)電子排布式為

 

．用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)．對E的測定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為a pm．又知E的密度為ρg?cm^-3，A_r（E）=m，則阿伏加德羅常數(shù)為

 

（列式）．
（3）實驗證明：KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似（如圖所示），其中3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ?mol-1	786	715	3401

則該4種離子晶體（不包括NaCl）熔點從高到低的順序是：

 

．
（4）金屬陽離子含未成對電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好．離子型氧化物V₂O₅和Fe₃O₄中，適合作錄音帶磁粉原料的是

 

．
（5）溫室效應(yīng)，科學(xué)家設(shè)計反應(yīng)：CO₂+4H₂^-→CH₄+2H₂O以減小空氣中CO₂．若有1mol CH₄生成，則有

 

mol σ鍵斷裂．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素，A原子的p軌道半充滿，外圍電子排布為nS²nP³，處于ⅤA族，形成的氫化物的沸點是同主族非金屬元素氫化物中最高的，則A為N元素；D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，為Cl元素；B⁺比D原子形成的離子少一個電子層，則B應(yīng)為Na元素；C與B形成BC型離子化合物，則C應(yīng)為第Ⅶ主族元素，根據(jù)原子序數(shù)A＜C＜B＜D＜E可知C為F元素；E的原子序數(shù)為29，為Cu元素，
（1）元素A簡單氫化物是NH₃，計算N原子價層電子對數(shù)，確定其雜化方式；同周期隨原子序數(shù)遞增電負(fù)性增大，同主族自上而下電負(fù)性減小；根據(jù)氫鍵分析HF易溶于水；
（2）根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；根據(jù)4M=ρVN_A計算；
（3）晶格能越大熔點越高；
（4）根據(jù)陽離子離子未成對電子數(shù)目判斷；
（5）首先判斷CO₂和H₂分子中含有多少δ鍵，根據(jù)化學(xué)方程式計算．

解答： 解：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素，A原子的p軌道半充滿，外圍電子排布為nS²nP³，處于ⅤA族，形成的氫化物的沸點是同主族非金屬元素氫化物中最高的，則A為N元素；D原子得到一個電子后3p軌道全充滿，原子的電子排布式應(yīng)為1S²2S²2P⁶3S²3P⁵，為Cl元素；B⁺比D原子形成的離子少一個電子層，則B應(yīng)為Na元素；C與B形成BC型離子化合物，則C應(yīng)為第Ⅶ主族元素，根據(jù)原子序數(shù)A＜C＜B＜D＜E可知C為F元素；E的原子序數(shù)為29，為Cu元素．
（1）元素A簡單氫化物是NH₃，N原子價層電子對數(shù)=3+

1

2

（5-1×3）=4，故NH₃中N采取sp³雜化；
同周期隨原子序數(shù)遞增電負(fù)性增大，同主族自上而下電負(fù)性減小，故電負(fù)性Na＜Cl＜F；HF與水分子之間能形成氫鍵，而易溶于水；
故答案為：sp³；Na＜Cl＜F；HF與水分子之間能形成氫鍵；
（2）E為Cu，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，面心立方堆積晶胞，晶胞中Cu原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，晶胞中含有4個Cu原子，故m=

1

4

×（a×10^-10）³×ρ×N_A，
解得N_A=

4m

ρ(a×10-10)3

mol^-1，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；

4m

ρ(a×10-10)3

；
（3）KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似，TiN中離子都帶3個單位電荷，MgO、CaO中離子都帶2個單位電荷，KCl中離子都帶1個單位電荷，離子半徑Cl^-＜O^2-＜N^3-，Mg²⁺＜Ca²⁺＜K⁺，高價化合物的晶格能遠(yuǎn)大于低價離子化合物的晶格，晶格能TiN＞MgO＞CaO＞KCl，故熔點TiN＞MgO＞CaO＞KCl，
故答案為：TiN＞MgO＞CaO＞KCl；
（4）V₂O₅中釩離子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，無未成對電子；Fe₃O₄中含有2個Fe³⁺和一個Fe²⁺，核外電子排布式分別為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵和1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，含有5×2+4=14個未成對電子；故Fe₃O₄所含未成對電子最多，磁性最大的是：Fe₃O₄，
故答案為：Fe₃O₄；
（5）1個CO₂和4個H₂分子中共含有6個δ鍵，若有1molCH₄生成，則有6molδ鍵斷裂，故答案為：6．

點評：本題考查了位置結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應(yīng)用，考查學(xué)生對電子排布、原子軌道雜化類型、氫鍵、電負(fù)性、晶胞計算等，題目難度中等，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力考查，綜合性性較強(qiáng)．