Question

8．已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素，A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子．
（1）基态的F³⁺的M层电子排布式是3s²3p⁶3d⁵；
（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是NH₃与H₂O分子间存在氢键，其他分子与H₂O分子间不存在氢键；
（3）化合物FD₃是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华，它的晶体类型是分子晶体；化合物ECAB中的阴离子与AC₂互为等电子体，该阴离子的电子式是；
（4）FD₃与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是K₂Fe（SCN）₅；
（5）化合物EF[F（AB）₆]是一种蓝色晶体，如图表示其晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出），该蓝色晶体的一个晶胞中E⁺的个数为4；已知图中立方体的边长为apm，化合物EF[F（AB）₆]的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N_A，则该化合物晶胞的密度表达式为$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³．
（6）B元素的具有18个电子的氢化物可用作火箭燃料，其原理是：B₂O₄（l）+2B₂H₄（l）=3B₂（g）+4H₂O（g），若反应中有1molB的氢化物发生反应，则形成的π键数目为3N_A；某含元素B的配合物的结构如图所示，该化合物中含有ABCD（填序号）；
A．极性共价键    B．非极性共价键    C．配位键    D．氢键．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素，A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素．
（1）Fe元素原子失去3个电子形成Fe³⁺，根据核外电子排布式规则书写；
（2）氨气分子与水分子之间存在氢键；
（3）化合物FD₃则100℃左右时升华，熔沸点较低，属于分子晶体；化合物ECAB中的阴离子是SCN^-，AC₂是CS₂，二者核外等电子体，根据二硫化碳的电子式写出硫氰根离子的电子式；
（4）氯化铁和硫氰化钾溶液混合生成络合物，其中配位数为5的配合物，即配离子为[Fe（SCN）₅]^2-，进而书写配合物化学式；
（5）化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，利用均摊法计算一个晶胞的$\frac{1}{8}$中含有的离子，结合化学式确定钾离子个数；
利用均摊法计算$\frac{1}{8}$晶胞质量，$\frac{1}{8}$晶胞体积为（p×10^-10cm）³，晶胞密度ρ=$\frac{m}{V}$；
（6）B元素的具有18个电子的氢化物可用作火箭燃料，其原理是：B₂O₄（l）+2B₂H₄（l）=3B₂（g）+4H₂O（g），则B为N元素，其氢化物为N₂H₄，1molN₂H₄发生反应生成N₂为1.5mol，氮气结构式为N≡N，分子中含有2个π键；
由图可知，C原子之间存在非极性键，C原子与N原子之间、C原子与H原子之间、C原子与O原子之间形成极性键，O原子与H原子之间存在极性键、氢键

解答 解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素，A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，则A是C元素，C是S元素，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，E是K元素，D的原子序数介于S与K元素之间，故D为Cl元素，B的电负性大于C，且B的原子序数小于C，属于不同主族，所以B是N元素，F位于第四周期，基态原子中有4个未成对电子，外围电子排布为3d⁶4s²，则F是Fe元素．
（1）Fe元素原子失去3个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，则M层电子排布式是3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
（2）NH₃与H₂O分子间存在氢键，其它分子与H₂O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大；
故答案为：NH₃与H₂O分子间存在氢键，其他分子与H₂O分子间不存在氢键；
（3）氯化铁的熔点较低，为分子晶体，把二硫化碳分子中的一个硫原子换成N原子，则硫氰根离子的电子式为，
故答案为：分子晶体；；
（4）氯化铁和硫氰化钾溶液混合生成络合物，其中配位数为5的配合物，即配离子为[Fe（SCN）₅]^2-，该配合物化学式为K₂Fe（SCN）₅；
故答案为：K₂Fe（SCN）₅；
（5）晶胞的$\frac{1}{8}$（E⁺未画出）中，亚铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，铁离子个数=4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$，CN^-离子个数=12×$\frac{1}{4}$=3，所以晶胞中亚铁离子个数是$\frac{1}{2}$×8=4，铁离子个数是$\frac{1}{2}$×8=4，CN^-离子个数=3×8=24，化合物EF[F（AB）₆]是KFe[Fe（CN）₆]，根据各离子的个数比知，晶胞中钾离子个数是4；
图中$\frac{1}{8}$晶胞质量为$\frac{M}{{N}_{A}}$×$\frac{1}{4}$g，$\frac{1}{8}$晶胞体积为（p×10^-10cm）³，故晶胞密度为（$\frac{M}{{N}_{A}}$×$\frac{1}{4}$g）÷（p×10^-10cm）³，
=$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g/cm³，
故答案为：4；$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$；
（6）B元素的具有18个电子的氢化物可用作火箭燃料，其原理是：B₂O₄（l）+2B₂H₄（l）=3B₂（g）+4H₂O（g），则B为N元素，其氢化物为N₂H₄，1molN₂H₄发生反应生成N₂为1.5mol，氮气结构式为N≡N，故则形成的π键数目为1.5mol×2×N_Amol^-1=3N_A；
C原子之间存在非极性键，C原子与N原子之间、C原子与H原子之间、C原子与O原子之间形成极性键，O原子与H原子之间存在极性键、氢键，故选：ABCD；
故答案为：3N_A；ABCD．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子的排布、氢键、等电子体、晶胞的计算、配合物等知识点，难度较大，（5）中晶胞计算为易错点、难点，注意利用均摊法进行晶胞计算，难度中等．