Question

8．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大．A的核外電子總數與其電子層數相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，d與c同主族，e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子．回答下列問題：
（1）b、c、d中第一電離能最大的是N（填元素符號），e的價層電子軌道示意圖為．
（2）a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄（填化學式，寫兩種）．
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結構的酸是H₂SO₃．（填化學式）
（4）c和e形成的一種離子化合物的晶體結構如圖1，則e離子的電荷為+1．
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構，陽離子呈軸向狹長的八面體結構（如圖2所示）．該化合物中陰離子為SO₄^2-，陽離子中存在的化學鍵類型有共價鍵和配位鍵；該化合物加熱時首先失去的組分是H₂O，判斷理由是H₂O與Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

Answer 1

分析 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大，a的核外電子總數與其周期數相同，則a是H元素，c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，原子最外層電子數是8，所以C是O元素，d與c同族，則d是S元素，b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數小于c，則b是N元素；e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，則e是Cu元素，再結合原子結構、物質結構、元素周期律解答．

解答 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數依次增大，a的核外電子總數與其周期數相同，則a是H元素，
c的最外層電子數為其內層電子數的3倍，原子最外層電子數是8，所以C是O元素，d與c同族，則d是S元素，
b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數小于c，則b是N元素；
e的最外層只有一個電子，但次外層有18個電子，則e是Cu元素，
（1）b、c、d分別是N、O、S元素中，元素的非金屬性越強，其第一電離能越大，同一周期元素中，第一電離能隨著原子序數的增大呈增大趨勢，但第VA族元素大于相鄰元素，所以N、O、S中第一電離能最大的是N元素，e的價層為3d、4s電子，其電子軌道示意圖為，
故答案為：N；；
（2）a是H元素，a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子為氨氣，氨氣分子中氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以該分子的中心原子的雜化方式為sp³；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是H₂O₂、N₂H₄，
故答案為：sp³；H₂O₂、N₂H₄；
（3）這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數為3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角錐結構的酸是H₂SO₃，
故答案為：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖1，c離子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，e離子個數=4，所以該化合物為Cu₂O，則e離子的電荷為+1，
故答案為：+1；
（5）這5種元素形成的一種1：1型離子化合物中，陰離子呈四面體結構，說明陰離子的中心原子價層電子對個數是4且不含孤電子對，為硫酸根離子，陽離子呈軸向狹長的八面體結構（如圖2所示），根據圖象知，陽離子的配位數是6，陽離子中含有共價鍵、配位鍵，氨分子個數是4、水分子個數是2，其化學式為[Cu（NH₃）₄（H₂O）₂]SO₄，H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱，所以該化合物加熱時首先失去的組分是H₂O，
故答案為：SO₄^2-；共價鍵和配位鍵；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位鍵比NH₃與Cu²⁺的弱．

點評 本題考查了晶胞的計算、化學鍵的判斷、電離能的比較等知識點，這些知識點都是高考熱點，根據晶胞特點、化學鍵的構成微粒、元素周期律等知識點來分析解答，難點是（5），正確連接圖中表示的微粒是解本題關鍵，知道其配位數及形成的化學鍵，題目難度中等．