Question

【化学选修3：物质结构与性质】

四种常见元素的性质或结构信息如下表，试根据信息回答有关问题．

元素	A	B	C	D
性质 结构信息	原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子	原子的M层有1对成对的p电子	原子核外电子排布为[Ar]3d^104s^x，有+1、+2两种常见化合价	有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂

（1）A元素与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)；试解释其原因________。

（2）B元素的低价氧化物分子中心原子的杂化方式为________，B元素的最高价氧化物分子VSEPR模型为________，B元素与D元素形成分子空间构型为________。

（3）D元素最高价氧化物的熔点比同主族相邻元素最高价氧化物的熔点________(填“高”或“低”)，其原因是________。

（4）往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液，观察到的现象为________；后一现象的化学反应方程式为________。

（5）某同学根据上述信息，推断A基态原子的核外电子排布为：该同学所画的电子排布图违背了___________________。

（6）C晶体的堆积方式如图所示，设C原子半径为r cm，阿伏伽德罗常数用N_A表示，则晶胞中C原子的配位数为________________，C晶体的密度为______________g•cm^-3(要求写表达式，可以不化简)。

Answer

（1）N＞O＞C；同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N元素2p轨道容纳3个电子，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，故第一电离能由大到下的顺序为N＞O＞C，（2）sp2；平面三角形；直线型；（3）低；晶体类型不同，二氧化碳形成分子晶体，二氧化硅形成原子晶体；（4）先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解生成深蓝色溶液；Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2（5）洪特规则。（6）12；

【解析】

试题分析：A原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子，外围电子排布为2s22p3，故A为N元素；B原子的M层有1对成对的p电子，外围电子排布为3s23p4，故B为S元素；C原子的核外电子排布为[Ar]3d104sx，有+1、+2两种常见化合价，故C为Cu元素；D有两种常见氧化物，其中有一种是冶金工业常用的还原剂，故D为C元素；（1）同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N元素2p轨道容纳3个电子，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，故第一电离能由大到下的顺序为N＞O＞C；（2）S元素的低价氧化物为SO2，分子中S原子价层电子对数=2+(6-2×2)=3，S原子采取sp2杂化；S元素的最高价氧化物为SO3，SO3中S原子形成3个δ键，孤电子对个数=×(6-2×3)=0，价层电子对数为3，为sp2杂化，分子构型为平面三角形；S元素与C元素形成分子为CS2，与二氧化碳互为等电子体，结构式为S=C=S，空间构型为直线型；（3）二氧化碳形成分子晶体，二氧化硅形成原子晶体，故二氧化碳晶体熔点比较二氧化硅低；（4）往硫酸铜溶液中逐滴加入过量氨水，先生成氢氧化铜沉淀，后氢氧化铜溶解氨水得到四氨合铜络离子，观察到的现象为：先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解生成深蓝色溶液，溶解时发生反应的化学方程式为Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2；（5）p轨道3个电子没有分布在不同轨道，应该违背的是洪特规则；（6）由Cu晶体的堆积方式可知，为面心立方密堆积，以顶角Cu原子研究，与之最近的Cu原子处于面心，每个顶点为12个面共用，故晶胞中Cu原子的配位数为12，晶胞中Cu原子数目=8×+6×=4，Cu原子半径为r，晶胞棱长=4r×=，故晶胞体积==，故晶胞的密度ρ=。

考点：考查核外电子排布、电离能、分子结构、晶体类型与性质、配合物、晶胞结构与计算等。