Question

【題目】已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，A與B；C、D與E分別位于同一周期。A原子L層上有2對成對電子， B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體，CE、FA為電子數(shù)相同的離子晶體。

（1）寫出A元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式____________。

（2）試解釋工業(yè)冶煉D不以DE3而是以D2A3為原料的原因：___________。

（3）許多＋l價(jià)銅的配合物溶液能吸收CO和烯烴（如C2H4等）， CH3CH= CH 2 分子中3個(gè)C原子采取的雜化方式依次為___________。

（4）在硫酸銅溶液中逐滴滴加氨水至過量，先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，最后沉淀完全溶解。寫出此藍(lán)色沉淀溶解的離子方程式：_____________；

（5）B的氫化物比氨氣的熔沸點(diǎn)略高，請解釋原因：_____________；

（6）1996年諾貝化學(xué)獎(jiǎng)授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。C60分子是形如球狀的多面體(如圖)，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：

①C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；

②C60分子只含有五邊形和六邊形；

③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理：頂點(diǎn)數(shù)＋面數(shù)－棱邊數(shù)＝2。

據(jù)上所述，可推知C60分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形。

請回答下列問題：

1）試估計(jì)C60跟F2在一定條件下，能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”)__________，并簡述其理由：_______________。

2）C70和C60結(jié)構(gòu)類似，則分子中含有______個(gè)六邊形和______個(gè)五邊形。

Answer 1

【答案】 2s22p4 氯化鋁為共價(jià)化合物，熔融時(shí)候不能電離出自由移動(dòng)的離子 sp3、sp2、sp2 Cu(OH)2＋4NH3·H2O =Cu(NH3) 4 2+ ＋2OH-＋4H2O 氟化氫所形成的分子間氫鍵的強(qiáng)度比氨分子形成的分子間氫鍵大 可能 1molC60分子中含有30mol雙鍵，可以和30molF2發(fā)成加成反應(yīng)形成C60F60 12 25

【解析】分析：A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，A原子L層上有2對成對電子，則A是O元素，A和B同周期，且B的原子序數(shù)大于A，B能形成離子，則B是F元素；FA是離子化合物，F應(yīng)該是+2價(jià)，屬于IIA族，且F原子序數(shù)增大，但屬于前20號(hào)元素，所以F是Ca元素；C、D與E分別位于同一周期，且原子序數(shù)依次增大，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體，B顯負(fù)價(jià)，C和D的化合價(jià)都為正整數(shù)，由原子個(gè)數(shù)可知，C是+1價(jià)，D是+3價(jià)，且原子序數(shù)大于10，則C是Na元素，D是Al元素，CE為離子晶體，則E是Cl元素。

(2)根據(jù)氯化鋁是共價(jià)化合物分析解答；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定雜化方式；

(4)氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合離子和氫氧根離子，根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型；

(5)根據(jù)氟化氫和氨分子形成的分子間氫鍵強(qiáng)弱分析解答；

(6)1)由歐拉定理計(jì)算碳碳單鍵和雙鍵鍵數(shù)，再進(jìn)行判斷；2)根據(jù)歐拉定理及棱邊數(shù)計(jì)算。

詳解：由上述分析可知，A為O、B為F、C為Na、D為Al、E為Cl、F為Ca。

(1)A元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4，故答案為：2s22p4；

(2)工業(yè)冶煉鋁不以氯化鋁而是以氧化鋁為原料的原因?yàn)槁然�鋁為共價(jià)化合物，不導(dǎo)電，而氧化鋁為離子化合物，電解可制備Al，故答案為：氯化鋁為共價(jià)化合物，不導(dǎo)電，而氧化鋁為離子化合物；

(3)CH3CH=CH2分子中甲基上的C原子含有4個(gè)共價(jià)單鍵，屬于sp3雜化，碳碳雙鍵兩端上的碳原子含有3個(gè)σ鍵，屬于sp2雜化，故答案為：sp3、sp2、sp2；

(4)氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合離子和氫氧根離子，離子反應(yīng)方程式為：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-，故答案為：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-；

(5)氟化氫所形成的分子間氫鍵的強(qiáng)度比氨分子形成的分子間氫鍵大，因此氟的氫化物比氨氣的熔沸點(diǎn)略高，故答案為：氟化氫所形成的分子間氫鍵的強(qiáng)度比氨分子形成的分子間氫鍵大；

(6)1)該分子中含有碳碳單鍵和雙鍵，雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，由歐拉定理計(jì)算鍵數(shù)(即棱邊數(shù))：60+(12+20)-2=90，設(shè)單鍵為x個(gè)，雙鍵為y個(gè)，則x+y=90，2x+4y=4×60，解得x=60，y=30，即該分子中含雙鍵30個(gè)，60個(gè)單鍵，C60分子含30個(gè)雙鍵，與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60，故答案為：可能；因C60分子含30個(gè)雙鍵，與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60；

2)設(shè)C70分子中五邊形數(shù)為x，六邊形數(shù)為y，依題意可得方程組：(5x+6y)＝(3×70)，70+(x+y) (3×70)=2，得 x＝12，y＝25，故答案為：12；25。