Question

5．圖1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素單質的熔點高低的順序，其中c、d均是熱和電的良導體． （1）圖中d的單質對應元素原子的電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹
（2）單質a、b、f對應的元素以原子個數比1：1：1形成的分子中含2個 鍵，2個 鍵．
（3）a與b的元素形成的10個電子中性分子X的空間構型為三角錐型；將X溶于水后的溶液滴入到含d元素高價離子的溶液中至過量，生成d元素的離子化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，其中X與d 高價離子之間以配位鍵相結合．
（4）圖2是上述六種元素中的一種元素形成的含氧酸的結構，請簡要說明該物質易溶于水的原因：
HNO₃是極性分子，易溶于極性的水中；HNO₃分子中的-OH易與水分子之間形成氫鍵．
（5）圖中C單質的晶體堆積方式類型是體心立方堆積，這種堆積方式晶胞中原子的配位數為8．

Answer 1

分析 Na、Cu、Si、H、C、N等元素單質中，Na、Cu為金屬晶體，均是熱和電的良導體，C、Si的單質為原子晶體，且C單質的熔沸點大于Si原子晶體的熔沸點，H、N對應的單質為分子晶體，其中氫氣的熔點最低，由圖熔點的高低順序可知a為H，b為N，c為Na，d為Cu，e為Si，f為C，結合對應單質、化合物的結構和性質以及元素周期律的遞變規律解答該題，
（1）d為Cu，Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，根據核外電子排布規律來寫；
（2）單質a、b、f對應的元素以原子個數比1：1：1形成的分子為HCN，C-Hσ鍵和1個C-N1個σ鍵和2個π鍵；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X為NH₃，根據價電子對互斥理論確定微粒的空間構型，與銅離子配位形成四氨合銅絡離子；
（4）根據圖二可知該酸為HNO₃，再根據其結構回答；
（5）C為Na單質的晶體堆積方式類型是體心立方堆積，這種堆積方式晶胞中原子的配位數為8．

解答 解：Na、Cu、Si、H、C、N等元素單質中，Na、Cu為金屬晶體，均是熱和電的良導體，C、Si的單質為原子晶體，且C單質的熔沸點大于Si原子晶體的熔沸點，H、N對應的單質為分子晶體，其中氫氣的熔點最低，由圖熔點的高低順序可知a為H，b為N，c為Na，d為Cu，e為Si，f為C，
（1）d為Cu，對應元素原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）單質a、b、f對應的元素以原子個數比1：1：1形成的分子為HCN，結構式為H-C≡N，C-Hσ鍵和1個C-N1個σ鍵和2個π鍵，所以分子中含2個σ鍵，2個π鍵，
故答案為：2；2；
（3）a與b的元素形成的10電子中性分子X為NH₃，氨氣分子中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以氮原子雜化方式是sp³，因為含有一個孤電子對，所以是三角錐型結構，將NH₃溶于水后的溶液滴入到含Cu元素高價離子的溶液中至過量，Cu²⁺提供空軌道，氨氣分子提供孤對對子，通過配位鍵形成四氨合銅絡離子，其化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：三角錐型；[Cu（NH₃）₄]²⁺；配位；
（4）該酸為HNO₃，HNO₃是極性分子，易溶于極性的水中，并且HNO₃分子中的-OH易與水分子之間形成氫鍵，易溶于水；
故答案為：HNO₃是極性分子，易溶于極性的水中；HNO₃分子中的-OH易與水分子之間形成氫鍵；
（5）C為Na單質的晶體堆積方式類型是體心立方堆積，這種堆積方式晶胞中原子的配位數為8，故答案為：體心立方堆積；8．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、雜化軌道、配合物等，根據圖示推出各對應元素是解答關鍵，需要學生具備扎實的基礎，題目難度中等．