Question

7．前四周期原子序數依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，基態C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數相差為10，基態D、E原子的價電子層中未成對電子數分別為4、2，且原子序數相差為2．
（1）六種元素中第一電離能最小的是K（填元素符號，下同），電負性最大的是N．
（2）黃血鹽是由A、B、C、D四種元素形成的配位化合物C₄[D（AB）₆]，易溶于水，廣泛用作食鹽添加劑（抗結劑）．請寫出黃血鹽的化學式K₄[Fe（CN）₆]，1mol AB^-中含有π鍵的數目為2N_A，黃血鹽晶體中各種微粒間的作用力不涉及def（填序號）．
a．離子鍵   b．共價鍵   c．配位鍵
d．金屬鍵   e．氫鍵   f．分子間的作用力
（3）E²⁺的價層電子排布圖為，很多不飽和有機物在E催化下可與H₂發生加成反應：如①CH₂=CH₂、②HC≡CH、③、④HCHO．其中碳原子采取sp²雜化的分子有①③④（填物質序號），HCHO分子的立體結構為平面三角形，它加成產物的熔、沸點比CH₄的熔、沸點高，其主要原因是（須指明加成產物是何物質）加成產物CH₃OH分子之間能形成氫鍵．
（4）金屬C、F晶體的晶胞結構如下圖（請先判斷對應的圖），C、F兩種晶體晶胞中金屬原
子的配位數之比為2：3．金屬C的晶胞中，若設該晶胞的密度為a g/cm³，阿伏加得羅常數為N_A，C原子的摩爾質量為M，則表示C原子半徑的計算式為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

Answer 1

分析 前四周期原子序數依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，則A為碳元素、B為N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，只能處于第四周期，基態C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數相差為10，可推知C為K、F為Cu，基態D、E原子的價電子層中未成對電子數分別為4、2，且原子序數相差為2，D、E價電子排布分別為3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D為Fe、E為Ni，據此進行解答．

解答 解：前四周期原子序數依次增大的六種元素A、B、C、D、E、F中，A、B屬于同一短周期元素且相鄰，A元素所形成的化合物種類最多，則A為碳元素、B為N元素；C、D、E、F是位于同一周期的金屬元素，只能處于第四周期，基態C、F原子的價電子層中未成對電子均為1個，且C、F原子的電子數相差為10，可推知C為K、F為Cu，基態D、E原子的價電子層中未成對電子數分別為4、2，且原子序數相差為2，D、E價電子排布分別為3d⁶4s²，3d⁸4s²，故D為Fe、E為Ni，
（1）六種元素中K的金屬性最強，其第一電離能最小，非金屬性越強電負性越大，故電負性最大的是N，
故答案為：K；N；
（2）黃血鹽的化學式K₄[Fe（CN）₆]，CN^-與氮氣互為等電子體，CN^-中存在C≡N三鍵，故1mol CN^-中含有π鍵的數目為2N_A，黃血鹽晶體中含有離子鍵、配位鍵、共價鍵，沒有金屬鍵、氫鍵、分子間的作用力，
故答案為：K₄[Fe（CN）₆]；2N_A；def；
（3）Ni²⁺的價層電子排布式為3d⁸，故價電子排布圖為；
①CH₂=CH₂、③、④HCHO中C原子價層電子對數都是3，沒有孤電子對，C原子采取sp²雜化，②HC≡CH為C原子價層電子對數是2，沒有孤電子對，C原子采取sp雜化，故碳原子采取sp²雜化的分子為：①③④；
HCHO分子的中心C原子采取sp²雜化，沒有孤電子對，則其立體結構為平面三角形，它加成產物為甲醇，甲醇分子之間形成氫鍵，其熔、沸點比CH₄的熔、沸點高，
故答案為：；①③④；平面三角；加成產物CH₃OH分子之間能形成氫鍵；
（4）金屬K晶體為體心立方堆積，晶胞結構為圖Ⅰ，晶胞中K原子配位數為8，金屬Cu晶體為面心立方最密堆積，晶胞結構為圖Ⅱ，以頂點Cu原子研究與之最近的原子位于面心，每個頂點Cu原子為12個面共用，晶胞中Cu原子配位數為12，K、Cu兩種晶體晶胞中金屬原子的配位數之比為 8：12=2：3；
金屬K的晶胞中，K原子數目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，若K原子的摩爾質量為M，阿伏加得羅常數為N_A，則晶胞質量=$\frac{2×M}{{N}_{A}}$g，設該晶胞的密度為a g/cm³，則晶胞體積=$\frac{\frac{2M}{{N}_{A}}g}{ag•c{m}^{3}}$=$\frac{2M}{a{N}_{A}}$cm³，晶胞棱長=$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，設K原子半徑為r，則晶胞體對角線長度=4r，故3（$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm）²=（4r）²，解得：r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：2：3；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2M}{a{N}_{A}}}$cm．

點評 本題考查了位置、結構與性質關系的綜合應用、晶胞計算，題目難度較大，推斷各元素為解答關鍵，注意明確原子結構與元素周期表、元素周期律的關系，（4）為難點，需要在學習中積累晶胞計算的方法與技巧．