Question

4．現有A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期，B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同；D的原子核外有8個運動狀態不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子．請回答下列問題：
（1）用元素符號表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的順序C＜O＜N；
（2）F離子是人體內多種酶的輔因子，人工模擬酶是當前研究的熱點，向F的硫酸鹽溶液中通入過量C與A形成的氣體N，反應現象為先生成藍色沉淀，當氨氣過量時，沉淀溶解得到深藍色溶液，反應的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（3）B單質的一種同素異形體的晶胞如圖所示，若晶體的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數的值為N_A，則晶體中最近的兩個原子之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則B是C元素；
D的原子核外有8個運動狀態不同的電子，則D是O元素，C原子序數大于B而小于D，則C是N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子，E原子序數大于D，則E為Fe元素，F為Cu元素，以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則B是C元素；
D的原子核外有8個運動狀態不同的電子，則D是O元素，C原子序數大于B而小于D，則C是N元素；
E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子，E原子序數大于D，則E為Fe元素，F為Cu元素，
（1）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以B、C、D第一電離能由低到高順序是C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）C與A形成的氣體X，則A為H元素，X為NH₃，F的硫酸鹽為CuSO₄，向CuSO₄溶液中通入過量的NH₃可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，可觀察到先生成藍色沉淀，當氨氣過量時，沉淀溶解得到深藍色溶液，反應的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-，
故答案為：先生成藍色沉淀，當氨氣過量時，沉淀溶解得到深藍色溶液；Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂+2NH₄⁺、Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（3）該晶胞中原子個數=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞體積=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，該晶胞體長=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題是對物質結構的考查，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，涉及核外電子排布、電負性、等電子體、晶體類型與性質、配合物、雜化理論、晶胞計算等，注意理解均攤法進行晶胞有關計算，難度中等．