Question

20．A、B、C、D、E、F為元素周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．A元素的單質(zhì)是空氣的主要成分，B原子核外p軌道上有1對(duì)成對(duì)電子，D元素的價(jià)電子數(shù)是其余電子數(shù)的一半，C與B同主族，A與F同主族，D與E同族．回答下列問題：
（1）A、B、C第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘＞O＞S（用元素符號(hào)表示）．
（2）B與C形成的二元化合物中，屬于非極性分子的是：SO₃（填化學(xué)式）；該分子中心原子的雜化類型為：sp²．
（3）A、C元素形成的常見含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的酸是H₂SO₃、H₂SO₄；（填化學(xué)式，下同）酸根呈平面三角形的酸是HNO₃．
（4）E和F形成的一種化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為CoAs；F的配位數(shù)為6．
（5）D的離子可以形成多種配合物，由Dⁿ⁺、Br^-、C的最高價(jià)含氧酸根和A的簡(jiǎn)單氫化物形成的1：1：1：5的某配合物，向該配合物的溶液中滴加AgNO₃溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，滴加BaCl₂溶液無現(xiàn)象，則該配合物的化學(xué)式為：[CoSO₄（NH₃）₅]Br；n值為3；Dⁿ⁺的基態(tài)電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F為元素周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大；B原子核外p軌道上有1對(duì)成對(duì)電子，外圍電子排布為ns²np⁴，處于ⅥA族，A元素的單質(zhì)是空氣的主要成分，原子序數(shù)小于B，則A為N元素；由于C與B同主族、A與F同主族，F(xiàn)的原子序數(shù)大于C，則F、C不能處于同周期，F(xiàn)應(yīng)處于C的下一周期，則B、C、F分別為二、三、四周期，故B為O元素、C為S元素、F為As；D與E同族，D、E原子序數(shù)大于S、小于As，只能為Ⅷ族元素，D元素的價(jià)電子數(shù)是其余電子數(shù)的一半，價(jià)電子數(shù)為（2+8+8）÷2=9，則D為Co，故E為Ni；
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減弱；
（2）B是O、C是S元素，二者形成的三氧化硫?yàn)槠矫嫒�角形，為非極性分子；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷S原子雜化方式；
（3）A是N、C是S元素，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的酸有H₂SO₃、H₂SO₄；酸根呈平面三角形說明酸根離子中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)；
（4）利用均攤分確定化學(xué)式；F連接6個(gè)E原子，所以其配位數(shù)是6；
（5）Co的離子可以形成多種配合物，由Coⁿ⁺、Br^-、S的最高價(jià)含氧酸根SO₄^2-和A的簡(jiǎn)單氫化物NH₃形成的1：1：1：5的某配合物，向該配合物的溶液中滴加AgNO₃溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明該配合物的外界是溴離子，滴加BaCl₂溶液無現(xiàn)象，說明硫酸根離子位于內(nèi)界，氨氣分子為內(nèi)界，據(jù)此書寫該配合物的化學(xué)式；由Coⁿ⁺、Br^-、SO₄^2-、NH₃形成的1：1：1：5的某配合物，由電荷守恒可知n=3，Coⁿ⁺為Co³⁺，Co原子失去3個(gè)電子生成Co³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該離子核外電子排布式．

解答 解：A、B、C、D、E、F為元素周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大；B原子核外p軌道上有1對(duì)成對(duì)電子，外圍電子排布為ns²np⁴，處于ⅥA族，A元素的單質(zhì)是空氣的主要成分，原子序數(shù)小于B，則A為N元素；由于C與B同主族、A與F同主族，F(xiàn)的原子序數(shù)大于C，則F、C不能處于同周期，F(xiàn)應(yīng)處于C的下一周期，則B、C、F分別為二、三、四周期，故B為O元素、C為S元素、F為As；D與E同族，D、E原子序數(shù)大于S、小于As，只能為Ⅷ族元素，D元素的價(jià)電子數(shù)是其余電子數(shù)的一半，價(jià)電子數(shù)為（2+8+8）÷2=9，則D為Co，故E為Ni；
（1）同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減弱，則這三種元素第一電離能大小書順序是N＞O＞S，故答案為：N＞O＞S；
（2）B是O、C是S元素，二者形成的三氧化硫?yàn)槠矫嫒�角形，為非極性分子；三氧化硫分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷S原子雜化方式為sp²，
故答案為：SO₃；sp²；
（3）A是N、C是S元素，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4的酸有H₂SO₃、H₂SO₄；酸根呈平面三角形說明酸根離子中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，硝酸根離子為平面三角形，
故答案為：H₂SO₃、H₂SO₄；HNO₃；
（4）該晶胞中As原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$=2，Co原子個(gè)數(shù)為2，所以其化學(xué)式為CoAs；F連接6個(gè)E原子，所以其配位數(shù)是6，
故答案為：CoAs；6；
（5）Co的離子可以形成多種配合物，由Coⁿ⁺、Br^-、S的最高價(jià)含氧酸根SO₄^2-和A的簡(jiǎn)單氫化物NH₃形成的1：1：1：5的某配合物，向該配合物的溶液中滴加AgNO₃溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明該配合物的外界是溴離子，滴加BaCl₂溶液無現(xiàn)象，說明硫酸根離子位于內(nèi)界，氨氣分子為內(nèi)界，該配合物的化學(xué)式[CoSO₄（NH₃）₅]Br；由Coⁿ⁺、Br^-、SO₄^2-、NH₃形成的1：1：1：5的某配合物，由電荷守恒可知n=3，Coⁿ⁺為Co³⁺，Co原子失去3個(gè)電子生成Co³⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫該離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶，
故答案為：[CoSO₄（NH₃）₅]Br；3； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、配合物化學(xué)式確定、原子核外電子排布式書寫、原子雜化方式判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生綜合應(yīng)用能力，難點(diǎn)是元素推斷及配位數(shù)的確定，題目難度中等．