Question

16．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．其中基態(tài)A原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹；化合物B₂E為離子化合物，E原子核外的M層中只有兩對成對電子；C元素是地殼中含量最高的金屬元素；D單質(zhì)常用于制作太陽能電池和集成電路芯片；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各內(nèi)層軌道均充滿電子．請根據(jù)以上信息，回答下列問題（答題時(shí)，A、B、C、D、E、F用所對應(yīng)的元素符號表示）：
（1）A、B、E的第一電離能由小到大的順序?yàn)镹a＜S＜N．
（2）氫化物A₂H₄分子中A原子采取sp³雜化．
（3）元素F在周期表的位置為第四周期第IB族，二價(jià)陽離子F²⁺與過量的A的簡單氫化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O．
（4）元素A和C可形成一種新型化合物材料，其晶體具有很高的硬度和熔點(diǎn)，其化合物中所含的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵．
（5）A、F形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示的立方晶胞（其中A顯-3價(jià)，每個球均表示1個原子），則其化學(xué)式為Cu₃N．設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，距離最近的兩個F原子的核間距為a cm，則該化合物的晶胞密度為（用含a和N_A的代數(shù)式表示）$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中基態(tài)A原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級上最多排列2個電子，所以n=2，A的價(jià)電子排布式為2s²2p³，為N元素；
C元素是地殼中含量最高的金屬元素，則C為Al元素；D單質(zhì)常用于制作太陽能電池和集成電路芯片，則D為Si元素，E為非金屬元素，化合物B₂E為離子化合物，E原子核外的M層中只有兩對成對電子，則E為S元素，則B為Na元素；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各內(nèi)層軌道均充滿電子，則F為Cu元素；
（1）A、B、E分別是N、Na、S元素，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，同一主族，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減��；
（2）氫化物N₂H₄分子中，N原子價(jià)層電子對個數(shù)是4，且不含孤電子對，據(jù)此判斷A原子雜化方式；
（3）F是Cu元素，元素F在周期表的位置為第四周期第IB族，二價(jià)銅離子和一水合氨反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物；
（4）元素N和Al形成一種新型化合物材料，其晶體具有很高的硬度和熔點(diǎn)，說明該化合物是原子晶體，原子晶體中含有共價(jià)鍵；
（5）N、Cu形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，利用均攤法確定化學(xué)式；
距離最近的兩個F原子的核間距為a cm，則晶胞邊長為$\sqrt{2}$acm，晶胞體積=（$\sqrt{2}$acm）³，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中基態(tài)A原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級上最多排列2個電子，所以n=2，A的價(jià)電子排布式為2s²2p³，為N元素；
C元素是地殼中含量最高的金屬元素，則C為Al元素；D單質(zhì)常用于制作太陽能電池和集成電路芯片，則D為Si元素，E為非金屬元素，化合物B₂E為離子化合物，E原子核外的M層中只有兩對成對電子，則E為S元素，則B為Na元素；F原子最外層電子數(shù)與B的相同，其余各內(nèi)層軌道均充滿電子，則F為Cu元素；
（1）A、B、E分別是N、Na、S元素，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，同一主族，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減小，所以第一電離能由小到大順序是Na＜S＜N，故答案為：Na＜S＜N；
（2）氫化物N₂H₄分子中，N原子價(jià)層電子對個數(shù)是4，且不含孤電子對，則A原子雜化方式為sp³，故答案為：sp³；
（3）F是Cu元素，元素F在周期表的位置為第四周期第IB族，二價(jià)銅離子和一水合氨反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物，離子方程式為Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O，
故答案為：第四周期第IB族；Cu²⁺+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O；
（4）元素N和Al形成一種新型化合物材料，其晶體具有很高的硬度和熔點(diǎn)，說明該化合物是原子晶體，原子晶體中含有共價(jià)鍵，所以該化合物中含有共價(jià)鍵，
故答案為：共價(jià)鍵；
（5）N、Cu形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，Cu原子個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3、N原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，所以其化學(xué)式為Cu₃N；
距離最近的兩個F原子的核間距為a cm，則晶胞邊長為$\sqrt{2}$acm，晶胞體積=（$\sqrt{2}$acm）³，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}}{（\sqrt{2}a）^{3}}$g/cm³=$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：Cu₃N；$\frac{103\sqrt{2}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、化學(xué)鍵判斷、配合物離子方程式書寫、原子雜化、電離能大小比較等知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查學(xué)生知識綜合應(yīng)用能力及空間想象能力，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等知識點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算．