Question

現有8種元素，它們的原子序數依次增大，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F、G、H為第四周期元素．請根據下列相關信息，回答問題．

A是原子半徑最小的元素

B元素原子的核外p電子數比s電子數少1

C原子的第一至第四電離分別是：I1=738kJ?mol-1 I2=1451kJ?mol-1 I3=7733kJ?mol-1 I4=10540kJ?mol-1

D原子核外所有p軌道全充滿或半充滿

E元素基態原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p5

F元素基態原子是前四周期中未成對電子數最多的元素

G在周期表的第8列

H元素原子價電子排布式為3d104s1

（1）寫出F基態原子的核外電子排布式

 

，DE3中心原子的雜化軌道類型為

 

．
（2）已知BA₅為離子化合物，寫出其電子式

 

，H、A、B三種元素會形成一種配合物的陽離子，其溶液顯深藍色，寫出該陽離子的結構式

 

．
（3）G元素的單質晶胞如圖所示，若設該晶胞的密度為ag?cm^-3，阿伏伽德羅常數為N_A，G原子的摩爾質量為Mg
?mol^-1，則G原子的半徑為

 

cm．
（4）6.5gHA固體在E₂單質中燃燒，生成一種棕黃色固體和一種氣體，放出熱量為aKJ，寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（5）將C₃B₂ 加入AE的水溶液中反應生成二種鹽，該反應的化學方程式為

 

．常溫時，amol?L^-1的BA₃水溶液甲與0.1mol?L^-3的AE水溶液等體積混合，測得混合后溶液呈中性，則在該條件下甲的電離平衡常數為

 

（用含a的代數式表示）

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A、B、C、D、E為短周期主族元素，F、G為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，
A元素的核外電子數和電子層數相等，也是宇宙中最豐富的元素，A為H元素；
B元素原子的核外p電子數比s電子數少1，B有2個電子層，為1s²2s²2p³，故B為N元素；
由C原子的第一至第四電離能數據可知，第三電離能劇增，故C表現+2價，處于ⅡA族，原子序數大于N元素，故C為Mg元素；
D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；
E處于第三周期，E元素的主族序數與周期數的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素；
F是前四周期中電負性最小的元素，F為第四周期元素，故F為K元素，
G在第四周期周期表的第7列，G為Mn元素；
H元素原子價電子排布式為3d¹⁰4s¹，H為Cu元素．

解答： 解：A、B、C、D、E為短周期主族元素，F、G為第四周期元素，它們的原子序數依次增大，A元素的核外電子數和電子層數相等，也是宇宙中最豐富的元素，A為H元素；
B元素原子的核外p電子數比s電子數少1，B有2個電子層，為1s²2s²2p³，故B為N元素；由C原子的第一至第四電離能數據可知，第三電離能劇增，故C表現+2價，處于ⅡA族，原子序數大于N元素，故C為Mg元素；D處于第三周期，D原子核外所有p軌道全滿或半滿，最外層排布為3s²3p³，故D為P元素；E處于第三周期，E元素的主族序數與周期數的差為4，E處于第ⅦA族，故E為Cl元素；F是前四周期中電負性最小的元素，F為第四周期元素，故F為K元素，G在第四周期周期表的第7列，G為Mn元素；H元素原子價電子排布式為3d¹⁰4s¹，H為Cu元素．
（1）F為9號元素，核外電子數為9，基態原子的核外電子排布式為1S²2S²2P⁵，PCl₃中P原子孤電子對數為1，成3個σ鍵，則為sp³雜化，故答案為：1S²2S²2P⁵；sp³；
（2）BA₅為離子化合物，則為NH₄H，其電子式為；
H、A、B三種元素會形成一種配合物的陽離子，其溶液顯深藍色，則為Cu離子溶于氨水形成Cu（NH₃）₄²⁺溶液，其中配離子的結構簡式為，

故答案為：；；
（3）根據F晶體的晶胞可知，為體心立方，晶胞中F原子數目=1+8×

1

8

=2，故晶胞質量=2×

M

NA

g，若設該晶胞的密度為ag?cm^-3，則晶胞體積=

2M NA g

ag?cm-3

=

2M

aNA

cm³，則晶胞棱長=

3	2M aNA

cm，令F原子的半徑為r cm，晶胞體對角線上的3個F原子相鄰，則：（4r）²=3（

3	2M aNA

）²解得r=

3

4

3	2M aNA

，
故答案為：

3

4

3	2M aNA

；
（4）CuH和氯氣反應生成氯化銅和氯化氫氣體，6.5gCuH的物質的量為

6.5g

65g/mol

=0.1mol，故該反應的熱化學方程式為2CuH（s）+3Cl₂（g）=2CuCl₂ （s）+2HCl（g）△H=-20aKJ/mol；故答案為：2CuH（s）+3Cl₂（g）=2CuCl₂ （s）+2HCl（g）△H=-20aKJ/mol；
+1價的Cu被氧化為+2價，生成CuCl2
（5）將CMg₃N₂ 加入HCl的水溶液中反應生成二種鹽氯化鎂和氯化銨，反應方程式為Mg₃N₂+8HCl=3MgCl₂+2NH₄Cl；
將濃度為a mol/LNH₃溶液和0.1mol?L^-1HCl溶液等體積混合后溶液呈中性，依據溶液中電荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），溶液呈中性說明c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L；c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，則NH₃溶液的電離常數=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

10×-7×0.05

a 2 -0.05

=

10-8

a-0.1

．
故答案為：.

10-8

a-0.1

．

點評：本題考查位置、結構、性質的關系及其應用，注意原子結構知識在元素推斷中的重要性，學生應熟悉電子的排布、空間構型、雜化等知識點，識記中學常見的晶胞結構，題目難度較大．