Question

4．A、B、C、D、E、F、G 原子序数依次增大，A 与 B 不同周期，基态 B 原子核外电子占据 3 个能级，每个能级上电子数相等．D 能形成两种阴离子且电子总数分别为 10、18．E 是短周期电负性最强的元素．基态 F 的价层电子排布式为 ns ^xnp ^y，有 n=x+y．基态的+1 价 G 离子核外电子恰好排满三个电子层．
回答下列问题：
（1）F 构成的单质与氯气反应得到的产物中化学键类型为共价键．从电负性的角度解释该种化学键形成的原因：Al和Cl 电负性之差小于1.7．
（2）C 和 E 构成分子 C₂E₄，分子中 C 原子的杂化类型为sp³；该分子中是否所有原子都达到 8 电子稳定结构是（填“是”或“否”）
（3）在 A 与 B 形成的链状化合物中，相对分子质量最小、且 B 有三种杂化方式（sp、sp²、sp³ ），则该分子中π键和σ键数目之比为3：10．
（4）G 单质不溶于氨水或双氧水，但能与双氧水和氨水的混合液反应，写出离子方程式Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O．
（5）D 和 G 组成一种晶体的晶胞如图所示，顶点位置为 D．G 的配位数为2；该晶体的化学式为Cu₂O．若该晶胞参数为 195nm，它的密度为$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3．（列出计算式即可）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G 原子序数依次增大，基态 B 原子核外电子占据 3 个能级，每个能级上电子数相等，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A 与 B 不同周期，则A为H元素；D 能形成两种阴离子且电子总数分别为 10、18，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；E 是短周期电负性最强的元素，则E为氟元素；基态的+1价G 离子核外电子恰好排满三个电子层，G原子核外电子数为2+8+18+1=29，故G为Cu；基态 F 的价层电子排布式为 ns ^xnp ^y，原子序数小于Cu，处于短周期元素，且有 n=x+y，而x=2，则y只能为1，故n=3，则F为Al元素．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G 原子序数依次增大，A 与 B 不同周期，基态 B 原子核外电子占据 3 个能级，每个能级上电子数相等，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A 与 B 不同周期，则A为H元素；D 能形成两种阴离子且电子总数分别为 10、18，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；E 是短周期电负性最强的元素，则E为氟元素；基态的+1价G 离子核外电子恰好排满三个电子层，G原子核外电子数为2+8+18+1=29，故G为Cu；基态 F 的价层电子排布式为 ns ^xnp ^y，原子序数小于Cu，处于短周期元素，且有 n=x+y，而x=2，则y只能为1，故n=3，则F为Al元素．
（1）Al单质与氯气反应得到的产物为AlCl₃，属于共价化合物，化学键类型为共价键，从电负性的角度解释该种化学键形成的原因：Al和Cl 电负性之差小于1.7，
故答案为：共价键；Al和Cl 电负性之差小于1.7；
（2）C和E构成分子N₂F₄，结构式为，分子中N原子形成3个键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，该分子中所有原子都达到 8 电子稳定结构，
故答案为：sp³；是；
（3）在氢与碳形成的链状化合物中，相对分子质量最小且碳原子有三种杂化方式（sp、sp²、sp³ ），该分子为HC≡C-CH=CHCH₃，则该分子中π键和σ键数目之比为3：10，
故答案为：3：10；
（4）氨水、过氧化氢和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，这是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu²⁺形成配离子，两者相互促进使反应进行，根据电荷守恒，还原氢氧根离子生成，该离子方程式：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O，
故答案为：Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]^2-+2OH^-+4H₂O；
（5）D 和 G 组成一种晶体的晶胞如图所示，顶点位置为 D，黑色球为G，由图可知G 的配位数为 2，
晶胞中O原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，Cu原子数目为4，该晶体的化学式为Cu₂O，
晶胞质量为$\frac{64×4+16×2}{6.02×1{0}^{23}}$g，若该晶胞参数为 195nm，它的密度为$\frac{64×4+16×2}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（195×10^-7 cm）³=$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：2；Cu₂O；$\frac{288}{6.02×1{0}^{23}×（195×1{0}^{-7}）^{3}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、杂化方式、化学键、晶胞计算等，掌握均摊法进行晶胞有关计算，需要学生具备扎实的基础．