Question

19．A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的七種元素，其中A～F為短周期主族元素，G為第四周期元素．已知：A是原子半徑最小的元素，B和D同周期，固態的BD₂能升華，E、F在B、D的下一周期，且E原子的最外層電子數與次外層電子數之比為3：4；G的質子數比F多12．請回答：
（1）G的基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；B、C、D第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N（用元素符號表示）．
（2）CA₃分子的空間立體構型為三角錐形；G的硫酸鹽與過量的CA₃水溶液反應得到含配離子的深藍色溶液，寫出該配離子的化學式[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（3）元素C的簡單離子與Na⁺形成的晶體的最小結構單元如圖所示．則C^n-的配位數為6．
（4）工業上將干燥的F單質通入熔融的E單質中制得化合物E₂F₂，該物質可與水反應生成一種能使品紅溶液褪色的氣體，0.2mol該物質參加反應時轉移0.3mol電子，其中只有一種元素化合價發生改變，該反應的化學方程式為2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl．
（5）已知298K時，B和BD的燃燒熱分別為-393.5KJ/mol、-283KJ/mol，該溫度下B轉化為BD的熱化學方程式為2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1 或C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的七種元素，其中A～F為短周期主族元素，A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；E原子的最外層電子數與次外層電子數之比為3：4，原子只能有3個電子層，最外層電子數為6，故E為S元素，可推知F為Cl；E、F在B、D的下一周期，B和D同周期，則B、D處于第二周期，固態的BD₂能升華，應是CO₂，則B為碳元素、D為O元素；C的原子序數介于碳、氧之間，故C為N元素；G的質子數比F多12，故G的質子數為17+12=29，故G為Cu，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G是原子序數依次增大的七種元素，其中A～F為短周期主族元素，A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；E原子的最外層電子數與次外層電子數之比為3：4，原子只能有3個電子層，最外層電子數為6，故E為S元素，可推知F為Cl；E、F在B、D的下一周期，B和D同周期，則B、D處于第二周期，固態的BD₂能升華，應是CO₂，則B為碳元素、D為O元素；C的原子序數介于碳、氧之間，故C為N元素；G的質子數比F多12，故G的質子數為17+12=29，故G為Cu．
（1）G為Cu，原子核外電子數為29，基態原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；C＜O＜N；
（2）NH₃分子的空間立體構型為：三角錐形；硫酸銅與過量的NH₃水溶液反應得到含配離子的深藍色溶液，該配離子的化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（3）元素C的簡單離子與晶胞棱中心的Na⁺離子距離最近，每個頂點為8個晶胞共用，每個鈉離子為4個晶胞共用，故C^n-的配位數為3×8×$\frac{1}{4}$=6，
故答案為：6；
（4）工業上將干燥的氯氣通入熔融的硫單質中制得化合物S₂Cl₂，該物質可與水反應生成一種能使品紅溶液褪色的氣體，該氣體為SO₂，反應中只有一種元素化合價發生改變，即只有S元素化合價發生變化，S₂Cl₂中S元素平均化合價為+1，0.2molS₂Cl₃含有0.4molS原子，0.2molS₂Cl₃反應時轉移0.3mol電子，則被氧化的S原子為$\frac{0.3mol}{4-1}$=0.1mol，被氧化物的S原子為0.4mol-0.1mol=0.3mol，設S元素在還原產物中的化合價為x，則（1-x）×0.3=0.3，解得x=0，故還原產物為S，由元素守恒可知，有水參與反應，同時生成HCl，該反應的化學方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl，
故答案為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl；
（5）已知298K時，碳和CO的燃燒熱分別為-393.5KJ/mol、-283KJ/mol，則：
①C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
根據蓋斯定律：①×2-②×2得：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
或者①-②×2得：C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1
故答案為：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1 或C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172.5kJ•mol^-1．

點評 本題比較綜合，涉及電離能、分子空間構型、配合物、晶胞計算、氧化還原反應方程式書寫、熱化學方程式書寫等，推斷元素是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎，（5）中注意沒有明確轉化方程式．