Question

现有A、B、C、D、E、F六种物质或粒子，其中A、B、C、D都具有如右图所示的结构或结构单元，(图中正四面体以外可能有的部分未画出，虚线不表示化学键或分子间作用力，X、Y可以相同也可以不同)。A、B的晶体类型相同。工业上利用单质A的同素异形体能与B物质发生置换反应，制取单质G的粗产品。C、D、E、F含有相等的电子数，且D是阳离子，D与F的组成元素相同。C、E、F的晶体类型相同，由E构成的物质常温下呈液态。

 

（1）与A同主族的第四周期元素基态原子的价电子排布图为                       。

（2）D的中心原子J的杂化类型为              ，F易溶于E，其原因是                。

（3）科学家把A₆₀和K掺杂在一起制造出了一种化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的化学式为                    。(用元素符号表示)

继A₆₀后，科学家又合成了G₆₀、J₆₀，A、G、J原子电负性由大到小的顺序是          。(用元素符号表示)G₆₀分子中每个G原子只跟相邻的3个G原子形成共价键，且每个G原子最外层都满足8电子稳定结构，则1mol G₆₀分子中π键的数目为              。

（4）上述A-F这六种物质或粒子的组成元素中有三种处于同一周期，请写出这三种元素第一电离能由大到小的顺序                       。(用元素符号回答)

（5）已知某红紫色配合物的组成为CoCl₃·5F·H₂O。该配合物中的中心离子钴离子在基态时核外电子排布式为                   ，其水溶液显弱酸性，加入强碱加热至沸腾有F放出，同时产生Co₂O₃沉淀；加AgNO₃于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，过滤后加AgNO₃溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一．则该配合物的化学式最可能为                 。(写出化学式)

Answer

（1）

（2）sp3杂化；氨分子与水分子间形成氢键

（3）K3C60；N＞C＞Si；1.806×1025

（4）N＞O＞C；（5）1s22s22p63s23p63d44s2；[CoCl(NH3)5]Cl2•H2O

【解析】

试题分析：A、B、C、D、E、F六种物质或粒子，其中A、B、C、D都具有正四面体结构或结构单元，D是阳离子，故D为NH4+；C、D、E、F含有相等的电子数，故电子数为10，D与F的组成元素相同，故F为NH3；由E构成的物质常温下呈液态，故E为H2O；C、E、F的晶体类型相同，属于分子晶体，故C为CH4；A、B的晶体类型相同．单质A的同素异形体能与B物质发生置换反应，A为金刚石，B为二氧化硅．

（1）A是碳元素，与A同主族的第四周期元素基态原子的外围电子排布图为，故答案为：；

（2）D为NH4+，中心原子N上连接有4个原子，采用sp3杂化；氨分子与水分子间形成氢键，因此氨气易溶于水，故答案为：sp3杂化；氨分子与水分子间形成氢键；

（3）在晶胞中，每个面上有两个钾原子，每个顶点上和体心有一个C60，根据均摊法可知K原子个数为6×2×=6，C60分子的个数比为8×+1=2；所以K原子个数为和C60分子的个数比为6：2=3：1，化学式为K3C60；同一周期，从左到右，电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，因此，原子电负性由大到小的顺序是：N＞C＞Si，根据题意，每个硅形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构．显然，双键数应该是Si原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30，则1mol G60分子中π键的数目为1.806×1025，故答案为：K3C60；N＞C＞Si；1.806×1025；

（4）上述六种物质或粒子的组成元素中C、N、O三种处于同一周期，同周期自左而右等于电离能增大，但N元素的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故C、N、O三元素第一电离能由大到小的顺序：N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；

（5）钴离子的化合价是+3价，钴离子核外有24个电子，其基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6；CoCl3•5NH3•H2O水溶液加AgNO3于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，说明外界离子有Cl-，过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，说明配体中含有Cl-，且其质量为第一次沉淀量的二分之一，说明外界离子有Cl-与配体Cl-之比为2：1，故该配合物的化学式最可能为[CoCl(NH3)5]Cl2•H2O，故答案为：1s22s22p63s23p63d44s2；[CoCl(NH3)5]Cl2•H2O。

考点：考查了分子结构与性质、等电子体、价层电子对互斥理论、晶体结构与性质、晶胞结构、电离能、配合物、核外电子排布等相关知识。