Question

6．A、B、C、D、E、F、G為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b（a≠b）；C元素對應(yīng)單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)；D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍；E與D同主族，且位于D的下一周期；F與E同周期，且是本周期中電負(fù)性最大的元素：基態(tài)G原子核外電子填充在7個能級中，且價層電子均為單電子．
（1）元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C    （用元素符號表示）．
（2）ED₃分子的空間構(gòu)型為平面三角形，中心原子的雜化方式為sp²．
（3）四種分子①BA₄②ED₃③A₂D④CA₃鍵角由大到小排列的順序是②＞①＞④＞③（填序號）．
（4）CA₃分子可以與A⁺離子結(jié)合成CA₄⁺離子，這個過程中發(fā)生改變的是ac（填序號）．
a．微粒的空間構(gòu)型    b．C原子的雜化類型
c．A-C-A的鍵角    d．微粒的電子數(shù)
（5）EBC^-的等電子體中屬于分子的有CS₂或CO₂（填化學(xué)式），EBC^-的電子式為．
（6）G的價層電子排布式為3d⁵4s¹，化合物[G（CA₃）₆]F₃的中心離子的配位數(shù)為6．
（7）B的某種單質(zhì)的片層與層狀結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中層間距離為hcm．圖2為從層狀結(jié)構(gòu)中取出的晶胞．試回答：
①在B的該種單質(zhì)的片層結(jié)構(gòu)中，B原子數(shù)、B-B鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為2：3：1．
②若B的該種單質(zhì)中B-B鍵長為a cm，則B的該種單質(zhì)的密度為$\frac{16\sqrt{3}}{3h{a}^{2}{N}_{A}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b（a≠b），B的最外層電子排布bs^bbp^b中p軌道有電子，則s軌道一定排滿，即b=2，所以B的最外層電子排布2s²2p²，則B為C元素；s軌道最多排兩個電子，已知a≠b，則a=1，所以A的最外層電子排布為1s¹，即A為H元素；C元素對應(yīng)單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)，則C為N元素；D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故D為O元素；E與D同主族，且位于D的下一周期，則E為S元素；F與E同周期，且是本周期中電負(fù)性最大的元素，則F位于第三周期第VIIA族，F(xiàn)為Cl元素；基態(tài)G原子核外電子填充在7個能級，且價層電子均為單電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則G為Cr元素．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，電子排布為全滿或半滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，元素的第一電離能較大；
（2）SO₃分子中S的孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$×（6-2×3）=0，價層電子對數(shù)為3+0=3，S原子雜化軌道數(shù)目為3；
（3）孤對電子之間排斥作用大于孤對電子與成鍵電子層之間的排斥作用，孤對電子與成鍵電子的排斥力比成鍵電子之間排斥力大，結(jié)合微粒空間構(gòu)型判斷；
（4）NH₃分子為三角錐形，鍵角為107°，NH₄⁺離子為正四面體，鍵角為109°28′，N原子價層電子對數(shù)均為4；
（5）原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的微�；�為等電子體，與SCN^-互為等電子體的分子為CO₂等，等電子體微粒的結(jié)構(gòu)相似，SCN^-中各原子的連接順序為S-C-N，S與C形成一對共用電子對，C與N形成三對共用電子對，SCN^-得到的一個電子給了S；
（6）Cr的電子排布式為電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，化合物[Cr（NH₃）₆]Cl₃的中心離子的配位數(shù)為6；
（7）①每個碳原子為3個六元環(huán)共用，每個碳碳鍵為2個六元環(huán)共用，利用均攤法計算；
②根據(jù)均攤法計算晶胞中C原子數(shù)目，C-C鍵長為b pm，則上、下底面為菱形，上底面棱長為a cm×$\frac{\sqrt{3}}{2}$×2=$\sqrt{3}$a cm，石墨的層間距為h cm，則晶胞高為2h cm，計算晶胞質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G為前四周期元素．A、B最外層電子排布可表示為as^a、bs^bbp^b（a≠b），B的最外層電子排布bs^bbp^b中p軌道有電子，則s軌道一定排滿，即b=2，所以B的最外層電子排布2s²2p²，則B為C元素；s軌道最多排兩個電子，已知a≠b，則a=1，所以A的最外層電子排布為1s¹，即A為H元素；C元素對應(yīng)單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì)，則C為N元素；D的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，最外層電子數(shù)不超過8，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，故D為O元素；E與D同主族，且位于D的下一周期，則E為S元素；F與E同周期，且是本周期中電負(fù)性最大的元素，則F位于第三周期第VIIA族，F(xiàn)為Cl元素；基態(tài)G原子核外電子填充在7個能級，且價層電子均為單電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，則G為Cr元素．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p能級為半滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的，所以元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C；
故答案為：N＞O＞C；
（2）SO₃分子中S的孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$×（6-2×3）=0，價層電子對數(shù)為3+0=3，則空間構(gòu)型為平面三角形，的空間構(gòu)型為平面三角形，中心原子的雜化方式為sp²；
故答案為：平面三角形；sp²；
（3）①CH₄為正四面體，②SO₃為平面正三角形，鍵角為120°，③H₂O為V形，④NH₃為三角錐形，水分子中含有2對孤對電子，氨氣電子中含有1對孤對電子，孤對電子之間排斥作用大于孤對電子與成鍵電子層之間的排斥作用，所以鍵角由大到小排列的順序是②＞①＞④＞③；
故答案為：②＞①＞④＞③；
（4）NH₃分子為三角錐形，鍵角為107°，NH₄⁺離子為正四面體，鍵角為109°28′，N原子價層電子對數(shù)均為4，均為sp³雜化，核外電子數(shù)均為10，則這個過程中發(fā)生改變的是微粒的空間構(gòu)型和A-C-A的鍵角；
故答案為：ac；
（5）原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的微粒互為等電子體，與SCN^-互為等電子體的分子為CS₂或CO₂，SCN^-中各原子的連接順序為S-C-N，S與C形成一對共用電子對，C與N形成三對共用電子對，SCN^-得到的一個電子給了S，故SCN^-的電子式；
故答案為：CS₂或CO₂；；
（6）Cr的電子排布式為電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，其價層電子排布式為3d⁵4s¹；化合物[Cr（NH₃）₆]Cl₃的中心離子的配位數(shù)為6；
故答案為：3d⁵4s¹；6；
（7）①每個六元環(huán)含有C原子個數(shù)是6×$\frac{1}{3}$=2，每個C-C被兩個環(huán)共用，則每個環(huán)中含有C-C鍵數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，所以C原子數(shù)、C-C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為2：3：1；
故答案為：2：3：1；
②根據(jù)均攤法，晶胞中C原子數(shù)目=1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為$\frac{4×12}{{N}_{A}}$g，C-C鍵長為a cm，則上、下底面為菱形，上底面棱長為a cm×$\frac{\sqrt{3}}{2}$×2=$\sqrt{3}$a cm，石墨的層間距為h cm，則晶胞高為2h cm，則晶胞密度為$\frac{4×12}{{N}_{A}}$g÷{[2×$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3}$a×$\sqrt{3}$a×sin60°cm]×2h cm}=$\frac{16\sqrt{3}}{3h{a}^{2}{N}_{A}}$ g．cm^-3，
故答案為：$\frac{16\sqrt{3}}{3h{a}^{2}{N}_{A}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、空間構(gòu)型與雜化方式判斷、價層電子對互斥理論、等電子體、配合物、晶胞計算等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握，（7）為易錯點、難點，需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力，難度較大．