Question

周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大．A的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子．回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是

 

（填元素符号），e的价层电子排布图为

 

．
（2）a和其它元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为

 

；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是

 

（填化学式，写出两种）．
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是

 

；酸根呈三角锥结构的酸是

 

．（填化学式）
（4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为

 

．
（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）．该化合物中阴离子为

 

，阳离子中存在的化学键类型有

 

；该化合物加热时首先失去的组分是

 

，判断理由是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,极性键和非极性键,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，则a为H元素；
c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8个，则c是O元素；
b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b是N元素；
e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e原子核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素；
d与c同族，且原子序数小于e，所以d为S元素，
（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小；e的价层电子为3d、4s电子；
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH₃，根据价层电子对互斥理论确定该分子的中心原子的杂化方式；
分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有双氧水和肼；
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是亚硝酸；酸根呈三角锥结构，说明该酸根离子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对；
（4）该晶胞中c离子个数=1+8×

1

8

=2，e离子个数4，所以e和c形成的一种离子化合物化学式为Cu₂O，据此判断e离子的电荷；
（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知，其阳离子中铜离子配位数是8，在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个，正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对，所以为氨气分子，有4个；
阳离子中存在共价键和配位键；H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H₂O．

解答： 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，则a为H元素；
c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8个，则c是O元素；
b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b是N元素；
e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e原子核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素；
d与c同族，且原子序数小于e，所以d为S元素，
（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以b、c、d元素第一电离能最大的是N元素；e的价层电子为3d、4s电子，其价层电子排布图为，
故答案为：N；；
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH₃，该分子的中心原子含有3个共价单键和一个孤电子对，所以N原子的杂化方式为sp³；
分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有H₂O₂和N₂H₄，
故答案为：sp³；H₂O₂和N₂H₄；
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角锥结构的酸是H₂SO₃，故答案为：HNO₂、HNO₃；H₂SO₃；
（4）该晶胞中c离子个数=1+8×

1

8

=2，e离子个数4，该晶胞中氧离子和铜离子个数之比=2：4=1：2，所以e和c形成的一种离子化合物化学式为Cu₂O，则e离子的电荷为+1，故答案为：+1；
（5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为SO₄^2-；
阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知，其阳离子中铜离子配位数是8，在八面体上下顶点上分子含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个，正方形平面上四个顶点上分子含有3个共价键且含有一个孤电子对，所以为氨气分子，有4个，所以阳离子中含有配位键和共价键；
H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱，所以该化合物加热时首先失去的组分是H₂O，
故答案为：SO₄^2-；共价键和配位键；H₂O；H₂O和Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱．

点评：本题考查物质结构和性质，侧重考查学生空间想象能力、知识运用能力，涉及晶胞计算、配合物、原子结构等知识点，综合性较强，采用均摊法、价层电子对互斥理论等理论分析解答，题目难度中等，注意：配位键也属于共价键．