Question

19．已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素．A、C的最外層電子數都是其電子層數的2倍，B的電負性大于C，透過藍色鈷玻璃觀察E的焰色反應為紫色，F的基態原子中有4個未成對電子，G的+1價陽離子正好充滿K，L，M三個電子層．回答下列問題：
（1）A、B、C、D、E、F、G幾種元素中第一電離能最小的是K （填元素符號），D元素的原子核外有17種不同運動狀態的電子；有5種不同能級的電子．基態的F³⁺核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．
（2）B的氣態氫化物在水中的溶解度遠大于A、C的氣態氫化物，原因是NH₃與H₂O分子間存在氫鍵，CH₄、H₂S分子與H₂O分子間不存在氫鍵．
（3）化合物ECAB中的陰離子與AC₂互為等電子體，該陰離子的電子式是．
（4）FD₃與ECAB溶液混合，得到含多種配合物的血紅色溶液，其中配位數為5的配合物的化學式是K₂Fe（SCN）₅．
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一種藍色晶體，圖1表示其晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未畫出）．該藍色晶體的一個晶胞中E⁺的個數為4．
（6）G的二價陽離子（如圖2所示）能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子：該配離子中含有的化學鍵類型有abd．（填字母）
a．配位鍵        b．極性鍵        c．離子鍵       d．非極性鍵
陰離子CAB^-中的A原子與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子的雜化方式為sp、sp³．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素．A、C的最外層電子數都是其電子層數的2倍，則A是C元素，C是S元素，透過藍色鈷玻璃觀察E的焰色反應為紫色，E是K元素，D的原子序數介于S與K元素之間，故D為Cl元素，B的電負性大于C，且B的原子序數小于硫，由B與S、Cl屬于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基態原子中有4個未成對電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則F是Fe元素，G的+1價陽離子正好充滿K，L，M三個電子層，則G原子的核外電子數為2+8+18+1=29，故G為Cu．
（1）金屬性越強，第一電離能越小；原子核外沒有運動狀態相同的電子，結合核外電子排布式確定不同能級的電子種數；根據核外電子排布規律書寫基態的Fe³⁺核外電子排布式，注意原子失去電子的順序是從最外層到里層；
（2）氨氣分子與水分子之間存在氫鍵，影響物質的溶解性；
（3）化合物ECAB為KSCN，其中陰離子是SCN^-，AC₂是CS₂，根據二硫化碳的電子式寫出硫氰根離子的電子式；
（4）氯化鐵和硫氰化鉀溶液混合生成絡合物，根據化合物中化合價的代數和為0寫出該化學式；
（5）化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，利用均攤法計算一個晶胞的$\frac{1}{8}$中含有的離子，結合化學式確定鉀離子個數；
（6）Cu的二價陽離子能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子，配離子中C-C原子之間存在非極性鍵、C-N和C-H及N-H原子之間存在極性鍵，銅離子和氮原子之間存在配位鍵；
SCN^-中的C原價層電子對個數是2且不含孤電子對，所以C原子雜化方式為sp，乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子價層電子對個數是4且不含孤電子對，所以C的雜化方式為sp³．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，其中A、B、C、D、E為不同主族的元素．A、C的最外層電子數都是其電子層數的2倍，則A是C元素，C是S元素，透過藍色鈷玻璃觀察E的焰色反應為紫色，E是K元素，D的原子序數介于S與K元素之間，故D為Cl元素，B的電負性大于C，且B的原子序數小于硫，由B與S、Cl屬于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基態原子中有4個未成對電子，外圍電子排布為3d⁶4s²，則F是Fe元素，G的+1價陽離子正好充滿K，L，M三個電子層，則G原子的核外電子數為2+8+18+1=29，故G為Cu．
（1）元素的金屬性越強，其第一電離能越小，這幾種元素中金屬性最強的是K，則第一電離能最小的是K；
D是Cl元素，原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，原子核外沒有運動狀態相同的電子，所以Cl元素原子核外電子有17種運動狀態，有5種不同的能級；F是Fe元素，失去三個電子生成鐵離子，鐵離子核外有23個電子，根據構造原理知鐵離子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：K；17；5；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；
（2）B的氫化物是氨氣、C的氫化物是硫化氫、A的氫化物是甲烷，硫化氫、甲烷和水分子不能形成氫鍵、氨氣和水分子能形成氫鍵，氫鍵的存在促進其溶解度增大，所以氨氣的溶解度大于甲烷和硫化氫，
故答案為：NH₃與H₂O分子間存在氫鍵，CH₄、H₂S分子與H₂O分子間不存在氫鍵；
（3）化合物ECAB為KSCN，其中陰離子是SCN^-，AC₂是CS₂，其電子式為，SCN^-與CS₂互為等電子體，則硫氰根離子的電子式為，
故答案為：；
（4）FeCl₃與KSCN溶液混合得到含多種配合物的血紅色溶液，生成的配合物為鐵氰化鉀，其中配位數為5的配合物的化學式是K₂Fe（SCN）₅，故答案為：K₂Fe（SCN）₅；
（5）晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未畫出）中，亞鐵離子個數=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，鐵離子個數=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-離子個數=12×$\frac{1}{4}$，所以晶胞中亞鐵離子個數是$\frac{1}{2}$×8=4，鐵離子個數是$\frac{1}{2}$×4=4，CN^-離子個數=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，根據各離子的個數比知，晶胞中鉀離子個數是4，
故答案為：4；
（6）Cu的二價陽離子能與乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）形成配離子（如圖2），C-C原子之間存在非極性鍵、C-N和C-H及N-H原子之間存在極性鍵，銅離子和氮原子之間存在配位鍵，所以該配離子中含有的化學鍵類型有配位鍵、極性鍵、非極性鍵，故選abd；
SCN^-中的C原價層電子對個數是2且不含孤電子對，所以C原子雜化方式為sp，乙二胺（H₂N-CH₂一CH₂一NH₂）中C原子價層電子對個數是4且不含孤電子對，所以C的雜化方式為sp³，
故答案為：abd；sp、sp³．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、氫鍵、等電子體、配合物、化學鍵、晶胞計算、雜化方式判斷等，側重考查學生分析應用能力，注意（5）中圖不是一個晶胞，為易錯點．