Question

【題目】【化學——選修3物質結構與性質】

原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D依次處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，B原子核外電子有6種不同的運動狀態，B與C可形成正四面體形分子，D的基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。

請回答下列問題：

（1）這四種元素中電負性最大的元素，其基態原子的價電子排布圖為 。

（2）C所在主族的四種元素分別與A形成的化合物，沸點由高到低的順序是 （填化學式），呈現如此遞變規律的原因是 。

（3）B元素可形成多種單質，一種晶體結構如圖一所示，其原子的雜化類型為 ，另一種的晶胞如圖二所示，用最簡式表示該晶胞的空間利用率 。

（4）D元素形成的單質，其晶胞內D原子的配位數為 ，D的醋酸鹽晶體局部結構如圖三，該晶體中含有的化學鍵是 (填選項序號)。

①極性鍵 ②非極性鍵 ③配位鍵 ④金屬鍵

（5）D元素形成的單質，既不溶于氨水也不溶于雙氧水，但溶于兩者的混合溶液。寫出該反應的離子方程式 。

Answer 1

【答案】（1）

（2）HF＞HI＞HBr＞HCl HF分子之間形成氫鍵，使其沸點較高，HCl、HBr、HI分子間以分子間作用力結合，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高。

（3）sp2

（4）12 ； ①②③

（5）Cu+4NH3·H2O+ H2O2＝[Cu(NH3)4]2++2OH-+4 H2O

【解析】

試題分析：原子序數依次增大的四種元素A、B、C、D分別處于第一至第四周期，自然界中存在多種A的化合物，則A為氫元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，即核外有6個電子，B為碳元素；D的基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，D原子外圍電子排布為3d104s1，則D為銅元素；結合原子序數可知，C只能處于第三周期，B與C可形成正四面體型分子，則B為氯元素。

（1）四種元素中電負性最大的是Cl，其基態原子的價電子數為7，基態原子的價電子排布圖為

（2）HF分子之間形成氫鍵，使其沸點較高，HCl、HBr、HI分子間以分子間作用力結合，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高，即沸點由高到低的順序是HF＞HI＞HBr＞HCl。

（3）圖一為平面結構，在其層狀結構中碳碳鍵鍵角為120°，每個碳原子都結合著3個碳原子，碳原子采取sp2雜化。根據晶胞的示意圖可知，晶胞中每個C原子與周圍4個C原子形成正四面體結構，令碳原子半徑為r，晶胞的邊長為a，=2r，r=，晶胞中碳原子的個數為8×1/8+6×1/2+4=8，則碳原子的體積為r3×8，晶胞的體積為a3，則該晶胞的空間利用率（）3÷a3×100%=。

（4）晶體Cu為面心立方最密堆積，所以其晶胞內Cu原子的配位數為12；結合圖三醋酸銅晶體的局部結構可確定其晶體中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵，答案選①②③。

（5）Cu2＋有空軌道，NH3具有孤對電子，Cu2＋易與NH3以配位鍵結合成化合物，銅單質既不溶于氨水也不溶于雙氧水，但溶于兩者的混合溶液，則該反應的離子方程式為Cu+4NH3·H2O+ H2O2＝[Cu(NH3)4]2++2OH-+4 H2O。