Question

12．已知A、D、E、G、L、M是核電荷數依次增大的6種短周期主族元素，其中A的原子序數與周期序數相等，D、G、L、M基態原子的最外能層均有2個未成對電子．R⁺核外有28個電子．請回答下列問題（用所對應的元素符號表示）．
（1）R在基態時價層電子排布式為3d¹⁰4s¹．
（2）寫出R單質與A₂G₂及M最高價氧化物對應水合物反應的離子方程式Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物質，易引發二次光化學煙霧污染，光化學煙霧中含有NG_X、G₃、等二次污染物．測定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β一射線吸收法，β一射線放射源可用⁸⁵Kr，已知Kr晶體的晶胞結構如圖所示，設晶體中與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有m個，晶胞中含Kr原子為n個，則m/n=3（填數字）．
（4）1mol晶體L中含有σ鍵的數目為2N_A．
（5）G與M可形成MG₃與MG₂，MG₃分子的空間構型是平面三角形，MG₂中M原子的雜化方式sp²雜化．
（6）在（EA₄）₂R（MG₄）₂中存在的化學鍵除極性鍵外，還有ac（填字母）．
a．離子鍵　　b．氫鍵   c．配位鍵  d．金屬鍵．

Answer 1

分析 A、D、E、G、L、M是核電荷數依次增大的6種短周期主族元素，其中A的原子序數與周期序數相等，則A為氫元素；D、G、L、M基態原子的最外能層均有2個未成對電子，外圍電子排布為ns²np²或ns²np⁴，故D為C元素、G為O元素、L為Si元素、M為S元素；E介于C元素與O元素之間，故E為N元素；R⁺核外有28個電子，則R元素原子質子數為29，故R為Cu，
（1）R為Cu元素，其核外有29個電子，根據其電子排布式分析；
（2）Cu與雙氧水在酸性條件下生成銅離子和水；
（3）以頂點為計算，與之相鄰的最近的Kr位于三個面心上，而頂點的原子為8個立方體共有，每個面心上的Kr為兩個立方體共有，故與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，然后求出比值；
（4）晶體Si屬于原子晶體，晶體中每個Si原子成4個Si-Si鍵，每個Si-Si鍵給1個Si提供$\frac{1}{2}$，
（5）根據中心原子的價層電子對數判斷；
（6）在（NH₄）₂Cu（SO₄）₂中存在的化學鍵除極性鍵外，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺與SO₄^2-之間存在離子鍵，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺中銨根離子與銅離子之間形成配位鍵．

解答 解：A、D、E、G、L、M是核電荷數依次增大的6種短周期主族元素，其中A的原子序數與周期序數相等，則A為氫元素；D、G、L、M基態原子的最外能層均有2個未成對電子，外圍電子排布為ns²np²或ns²np⁴，故D為C元素、G為O元素、L為Si元素、M為S元素；E介于C元素與O元素之間，故E為N元素；R⁺核外有28個電子，則R元素原子質子數為29，故R為Cu，
（1）R為Cu元素，其電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則在基態時價層電子排布式為3d¹⁰4s¹；
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）Cu與雙氧水在酸性條件下生成銅離子和水，其反應的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）以頂點為計算，與之相鄰的最近的Kr位于三個面心上，而頂點的原子為8個立方體共有，每個面心上的Kr為兩個立方體共有，故與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則$\frac{m}{n}$=$\frac{12}{4}$=3，
故答案為：3．
（4）晶體Si屬于原子晶體，晶體中每個Si原子成4個Si-Si鍵，每個Si-Si鍵給1個Si提供$\frac{1}{2}$，故1mol晶體硅中含有δ鍵的數目為1mol×4×$\frac{1}{2}$×N_Amol^-1=2N_A，
故答案為：2N_A；
（5）SO₃中S原子價層電子對數為3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，S原子采取sp²雜化，孤電子對為0，為平面三角形；SO₂中S原子價層電子對數為2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，S原子采取sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp²雜化；
（6）在（NH₄）₂Cu（SO₄）₂中存在的化學鍵除極性鍵外，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺與SO₄^2-之間存在離子鍵，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺中銨根離子與銅離子之間形成配位鍵，
故答案為：ac．

點評 本題考查核外電子排布規律、離子方程式的書寫、晶胞、雜化理論、化學鍵等，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，（3）中晶胞計算為易錯點，注意仔細觀察結構．