Question

19．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數：A＜B＜C＜D＜E．其中A、B、C是同一周期的非金屬元素．化合物DC為離子化合物，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構．AC₂為產生溫室效應的主要氣體．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素的氫化物的沸點高．E的原子序數為24，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，三個氯離子位于外界．
請根據以上情況，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N．
（2）B的氫化物分子的立體構型是三角錐形，其中心原子采取sp³雜化．
（3）寫出化合物AC₂的電子式：．
（4）E易與多種分子形成配合物的原因是Cr原子能提供空軌道，ECl₃形成的配合物的化學式為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（5）B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液與D的單質反應時，B被還原到最低價，該反應的化學方程式是4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為產生溫室效應的主要氣體，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，C形成-2價陰離子，核外電子數為10，則D原子核外電子數為10+2=12，故D為Mg；E的原子序數為24，則E為Cr元素，CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為產生溫室效應的主要氣體，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構，C形成-2價陰離子，核外電子數為10，則D原子核外電子數為10+2=12，故D為Mg；E的原子序數為24，則E為Cr元素，CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，N元素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意思是，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（2）B的氫化物為NH₃，分子的立體構型是三角錐形，分子中N原子成3個σ鍵、含有1對孤對電子，其中心N原子采取sp³ 雜化，故答案為：三角錐形；sp³；
（3）化合物CO₂的電子式為故答案為：；
（4）Cr作為過渡金屬元素，有空軌道，易與含孤對電子的分子形成配位鍵；CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，
故答案為：Cr原子能提供空軌道；[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（5）B的最高價氧化物對應的水化物為HNO₃，D的單質為Mg，Mg與稀硝酸反應中硝酸被還原到最低價，則生成NH₄NO₃，該反應的化學方程式是：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案為：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，涉及電離能、分子結構、雜化軌道、電子式、配合物、氧化還原反應等，氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高是推斷的突破口，難度中等．