Question

[化学--选修物质结构与性质]
下表为长式周期表的一部分，其中的序号代表对应的元素．
（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式______．
（2）在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中，元素③的杂化方式为______杂化；元素⑦与⑧形成的化合物的晶体类型是______．
（3）元素④的第一电离能______⑤（填写“＞”、“=”或“＜”）的第一电离能；元素④与元素①形成的X分子的空间构型为______．请写出与元素④的单质互为等电子体分子、离子的化学式______（各写一种）．

（4）在测定元素①与⑥形成化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是______．
（5）④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时，元素④被还原到最低价，该反应的化学方程式为______．
（6）将过量的X通入含有元素⑩的蓝色硫酸盐溶液中，反应的离子方程式为______；元素⑩的某种氧化物的晶体结构如图所示，其中实心球表示元素⑩原子，则一个晶胞中所包含的氧原子数目为______．

Answer 1

【答案】分析：根据元素周期表结构，可以确定①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩元素分别为：H、Be、C、N、O、F、Mg、Cl、Cr、Cu；
（1）⑨是Cr元素，原子序数为24，根据核外电子排布规律书写；
（2）③是C元素，①是H元素，形成的水果催熟剂气体化合物是乙烯，杂化轨道用于容纳孤对电子对和成σ键；
⑦是Mg元素，⑧是Cl元素，活泼金属与活泼非金属形成离子化合物；
（3）④是N元素，⑤是O元素，同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，能量相同的原子轨道在全满、半满、全空时体系能量最低，原子较稳定，因此价电子排布处于半满的轨道的元素，其第一电离能比临近原子的第一电离能大；
元素④与元素①形成的是NH₃分子，三角锥形；
原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征；
（4）F的电负性大，HF分子间会形成氢键；
（5）④是N元素，最高价氧化物对应的水化物稀溶液为稀硝酸，与Mg单质反应，Mg是还原剂，被氧化为Mg（NO₃）₂，稀硝酸起氧化剂、酸的作用，起氧化剂的硝酸作用被还原为NH₄NO₃；
（6）氨气与硫酸铜溶液反应，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀；白色球为氧原子，利用均摊法，计算一个晶胞中所包含的氧原子数目．
解答：解：（1））⑨是Cr元素，Cr是24号元素，其原子核外有24个电子，根据能量最低原理及洪特规则书写其核外电子排布式，3d能级的能量大于4s能级的能量，所以先排4s后排3d，轨道中的电子处于全满、半满、全空时原子最稳定，所以Cr的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外围电子排布式3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（2）乙烯中有双键和单键，其中碳碳双键中一个是σ键和1个p-p的π键，其余的4个碳氢键均为σ键，碳原子杂化轨道数为3，所以采用sp²杂化方式；
活泼金属与活泼非金属形成离子化合物，元素⑦与⑧形成的化合物是氯化镁，属于离子化合物，形成离子晶体，
故答案为：sp²；离子晶体；
（3））④是N元素，外围电子排布式2s²2p³，⑤是O元素，外围电子排布式2s²2p⁴，两元素处于同一周期，氧原子原子序数大，但N元素P能级处于半满，能量更低，原子较稳定，其第一电离能氧原子的第一电离能大；
元素④与元素①形成的是NH₃分子，N原子采取sp³杂化，有一对孤对电子对，所以为三角锥形；
 N₂有2个原子，14个电子（或10个价电子），其等电子体为CO、C₂^2- 等；
故答案为：＞；三角锥形；CO、C₂^2-； 
（4）F的电负性大，HF分子间会形成氢键，实验测得的值一般高于理论值，故答案为：HF分子间会形成氢键；
（5）Mg与稀硝酸反应方程式为4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案为：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O； 
（6）氨气与硫酸铜溶液反应，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀，反应离子方程式为Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
白色球为氧原子，所以一个晶胞中所包含的氧原子数目为1+8×=2，
故答案为：Cu²⁺+2NH₃?H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；2．
点评：本题是一道结构化学知识的题目，综合性较强，难度较大．