Question

A、B、C、D、E、F為前四周期的元素。其中，A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，A³⁺比B^-少一個電子層，B原子得一個電子后3p軌道全充滿；C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價與最低化合價代數和為4，其最高價氧化物對應的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子；F元素的單質為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得。請回答下列問題：

（1）CB₃分子中心原子的雜化類型是      。

（2）F元素的原子的外圍電子排布式為      ；如圖所示為F與Au以3∶1形成的合金晶胞圖，在圖中的括號內寫出對應的元素符號。

（3）B、D元素最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱：      ＞      （填化學式）。

（4）用導線將A和F的單質做成的電極連接起來，插入到盛有C的最高價氧化物的水化物的濃溶液中構成原電池，試寫出在單質A表面發生反應的電極反應式：_____。

（5）分子R是由C元素與氫元素形成的18電子分子，R的電子式為      。

（6）24 g E的單質在33.6 L氧氣（標準狀況）中燃燒，至反應物全部耗盡，放出x kJ熱量。則1mol E與O₂反應生成E的低價氧化物時的熱化學方程式為     （已知：E的燃燒熱為y kJ/mol）。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）sp³(2分) （2）3d¹⁰4s¹（2分）（2分）

（3）HClO₄>H₂SO₄ (2分)；（4）2H^＋＋NO₃^－＋e^－＝NO₂↑＋H₂O(2分)

（5） (2分)  （6）C(s)＋1/2O₂(g)＝CO(g) △H＝－(x－y)kJ/mol(2分)

【解析】

試題分析：A、B、C、D、E、F為前四周期的元素。其中，A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，A³⁺比B^-少一個電子層，B原子得一個電子后3p軌道全充滿，所以B是氯元素，則A是Al；C原子的p軌道中有3個未成對電子，因此C是第ⅤA族元素。其氣態氫化物在水中的溶解性在同族元素所形成的氫化物中最大，所以C是氮元素；D的最高化合價與最低化合價代數和為4，則D是第ⅥA族元素。其最高價氧化物對應的水化物可以用于制取炸藥和制作鉛蓄電池，因此D是S元素；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子，所以E是碳元素；F元素的單質為紫紅色固體，可通過“濕法冶金”而得，則F是銅。

（1）CB₃分子是NCl₃，中心原子N原子含有的孤對電子對數＝（5－3×1）÷2＝1，雜化軌道數目為4，為三角錐型，N原子采取sp³雜化。

（2）銅元素的原子序數是29，則根據構造原理和洪特規則可知，銅原子的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；根據晶胞結構并依據均攤法可知，黑球個數＝8×＝1個。白球個數＝6×＝3個，所以白球和黑球的個數之比是3:1，因此黑球是Au，白球是Cu。

（3）非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性越強。氯元素的非金屬性強于硫元素的非金屬性，所以最高價氧化物的水化物的酸性強弱順序是HClO₄>H₂SO₄。

（4）由于常溫下單質鋁在濃硝酸中發生鈍化，所以在該原電池中銅是負極，失去電子。鋁是正極，溶液中的NO₃^－得到電子，則正極電極反應式是2H^＋＋NO₃^－＋e^－＝NO₂↑＋H₂O。

（5）N和H元素形成的18電子分子是N₂H₄，其電子式是。

（6）24g碳的物質的量為24g÷12g/mol＝2mol。標準狀況下的33.6L氧氣的物質的量為33.6L÷22.4L/mol＝1.5mol。所以n（C）：n（O）＝2mol:1.5mol×2＝1:1.5，故燃燒生成物為CO、_CO2.令CO、CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據C原子守恒有x＋y＝2，根據O原子守恒有x＋2y＝1.5mol×2，聯立方程，解得x＝1，y＝1。碳的燃燒熱為ykJ/mol，故生成1molCO₂放出的熱量為ykJ，所以生成1molCO放出的熱量為xkJ-ykJ＝（x－y）kJ，則1mol碳燃燒生成CO放出的熱量為（x－y）kJ。因此1mol碳與O₂反應生成CO時的熱化學方程式為C(s)＋1/2O₂(g)＝CO(g) △H＝－(x－y)kJ/mol。

考點：考查元素周期表的結構、元素周期律的應用；雜化軌道、核外電子排布、晶體結構、電子式；原電池原理以及熱化學方程式的書寫等