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7.現有A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素,它們位于元素周期表的前四周期.B元素含有3個能級,且每個能級所含的電子數相同;D的原子核外有8個運動狀態不同的電子;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數相差3,且E元素的基態原子有4個未成對電子.請回答下列問題:
(1)請寫出:D基態原子的價層電子排圖:
F 基態原子的外圍電子排布式:3d104s1
(2)下列說法錯誤的是AD.
A.二氧化硅的相對分子質量比二氧化碳大,所以沸點:SiO2>CO2
B.電負性順序:B<C<D
C.N2與CO為等電子體,結構相似.
D.穩定性:H2O>H2S,水分子更穩定的原因是水分子間存在氫鍵.
(3)F離子是人體內多種酶的輔因子,人工模擬酶是當前研究的熱點.向F的硫酸鹽溶液中通入過量的C與A形成的氣體X可生成(F(X)42+,該離子的結構式為 (用元素符號表示).
(4)某化合物與F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合價為+1)結合形成圖1所示的離子,該離子中碳原子的雜化方式有sp2、sp3

(5)B單質的一種同素異形體的晶胞如圖2所示,則一個晶胞中所含B原子數為8.
(6)D與F形成離子個數比為1:1的化合物,晶胞與NaCl類似,設D離子的半徑為a pm,F離子的半徑b pm,求該晶胞的空間利用率$\frac{2π({a}^{3}+{b}^{3})}{3(a+b)^{3}}$.

分析 A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素,它們位于元素周期表的前四周期.A元素能級個數與核外電子數相等,則A為H元素;B元素含有3個能級,且每個能級所含的電子數相同,原子核外電子排布為1s22s22p2,則B為C元素;D的原子核外有8個運動狀態不同的電子,則D為O元素;C原子序數介于碳、氧之間,則C為N元素;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數相差3,應處于Ⅷ族及相鄰的族,E元素的基態原子有4個未成對電子,外圍電子排布為3d64s2,則E為Fe,故F為Cu,以此解答該題.

解答 解:A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素,它們位于元素周期表的前四周期.B元素含有3個能級,且每個能級所含的電子數相同,原子核外電子排布為1s22s22p2,則B為C元素;D的原子核外有8個運動狀態不同的電子,則D為O元素;C原子序數介于碳、氧之間,則C為N元素;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數相差3,應處于Ⅷ族及相鄰的族,E元素的基態原子有4個未成對電子,外圍電子排布為3d64s2,則E為Fe,故F為Cu,(3)中C與A形成的氣體X,則A為H元素,X為NH3
(1)D為O元素,基態原子的價層電子排布圖:;F為Cu元素,基態原子的外圍電子排布式為:3d104s1
故答案為:;3d104s1
(2)A.沸點:SiO2>CO2,是由于二氧化硅屬于原子晶體,二氧化碳形成分子晶體,故A錯誤;
B.同周期隨原子序數增大電負性增大,故電負性順序:C<N<O,故B正確;
C.N2與CO分子都含有2個原子、價電子總數都是10,二者為等電子體,結構相似,故C正確;
D.穩定性:H2O>H2S,是因為非金屬性O>S,與分子之間存在氫鍵無關,故D錯誤,
故答案為:AD;
(3)C與A形成的氣體X,則A為H元素,X為NH3,F的硫酸鹽為CuSO4,向CuSO4溶液中通入過量的NH3可生成[Cu(NH34]2+,該離子的結構式為:
故答案為:
(4)雜環上的碳原子含有3個σ鍵,沒有孤對電子,采用sp2雜化,亞甲基上碳原子含有4個共價單鍵,采用sp3雜化,
故答案為:sp2、sp3
(5)由B單質的一種同素異形體的晶胞結構可知,B原子有4個位于晶胞內部,其余B原子位于定點、面心,則一個晶胞中所含B原子數為4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8,
故答案為:8;
(6)O與Cu形成離子個數比為1:1的化合物為CuO,晶胞與NaCl類似,其晶胞結構為,晶胞中銅離子數目=陽離子數目=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,O2-離子的半徑為a pm,Cu2+離子的半徑b pm,則晶胞中原子總體積=4×($\frac{4}{3}$πa3+$\frac{4}{3}$πb3)pm3,晶胞棱長=2(a+b)pm,故晶胞體積=8(a+b)3pm3,故該晶胞的空間利用率=$\frac{4×(\frac{4}{3}π{a}^{3}+\frac{4}{3}π{b}^{3})p{m}^{3}}{8(a+b)^{3}p{m}^{3}}$=$\frac{2π({a}^{3}+{b}^{3})}{3(a+b)^{3}}$,
故答案為:$\frac{2π({a}^{3}+{b}^{3})}{3(a+b)^{3}}$;

點評 本題主要考查物質的結構與性質,涉及核外電子排布、電負性、等電子體、晶體類型與性質、配合物、雜化理論、晶胞計算等,難點是晶胞的計算,明確各個字母的含義,題目難度中等.

練習冊系列答案
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