Question

14．表是前20号元素中的部分元素的一些数据：

	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
原子半径（10-10 m）	1.02	2.27	0.74	1.43	0.77	1.10	0.99	1.86	0.75	1.17
最高价态	+6	+1	-	+3	+4	+5	+7	+1	+5	+4
最低价态	-2	-	-2	-	-4	-3	-1	-	-3	-4

试回答下列问题：
（1）以上10种元素电负性最大的是O（填元素符号）．比元素B原子序数大7的元素在元素周期表中的位置：第4周期，第VIII族，其基态原子的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）．
（2）H、I、J三种元素对应单质的熔点依次升高的顺序是（用单质的具体化学式排序）N₂＜Na＜Si．
（3）元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子．其分子中共形成7个σ键，1个π键．
（4）I与氢元素形成的10电子分子X的空间构型为三角锥形；将X溶于水后的溶液滴入到CuSO₄溶液中至过量，得到的络离子的化学式为[Cu（NH₃）₄]²⁺，其中X与Cu²⁺之间以配位键结合．
（5）如图1是I元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：
a．HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中
b．HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键
（6）如图2是J和E组成的晶体结构，则每个与J周围最近J原子数目为12，若晶胞边长为a cm，则晶体的密度为（用含a、N_A的代数式表示）$\frac{4×M（SiC）}{{a}^{3}{N}_{A}}$或$\frac{4×40}{{a}^{3}{N}_{A}}$或$\frac{160}{{a}^{3}{N}_{A}}$（g/mL）

Answer 1

分析 前20号元素中，AC都有最低价-2，处于VIA族，A有+6价，C只有-2价，则A为S、C为O元素；E、J都有+4、-4价，处于IVA族，E的原子半径较小，则E是C元素、J是Si；F、I都有+5、-3价，处于VA族，F的原子半径大于I，则F是P元素、I是N元素；G有+7、-1价，为ⅦA族元素，G是Cl元素；D只有+3价，为ⅢA族元素，原子半径大于Si原子半径，所以D是Al元素；B、H最高正价为+1，没有负价，处于IA族，B的原子半径比Al原子半径大很多，不能处于同周期，则B为K，B、H原子半径相差不是太大，应相邻，则H为Na，
（1）同周期自左而右电负性呈增大趋势，同主族自上而下电负性减小；比元素B原子序数大7的元素为Fe，处于第四周期VIII族，结合能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）H为Na，I是N，J是Si，其单质的熔点依次升高的为N₂＜Na＜Si；
（3）碳元素、氧元素及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子，该羧酸为CH₃COOH；
（4）I与氢元素形成的10电子分子X为NH₃，氨气的空间构型为三角锥形，将NH₃溶于水后的溶液滴入到CuSO₄溶液中至过量，得到络离子的化学式为[Cu （NH₃）₄]²⁺，其中NH₃与Cu²⁺之间以配位键结合；
（5）图1是I元素形成的含氧酸的结构，则该酸为HNO₃，根据相似形溶原理和氢键分析；
（6）J是Si，E是C，以晶胞顶点上的Si为例，与之距离最近的Si为12，晶胞内Si原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞内C原子数目为4，晶胞边长为a cm，则晶胞的体积为a³，据此计算铜原子半径．

解答 解：（1）同周期自左而右电负性呈增大趋势，同主族自上而下电负性减小，故上述元素中电负性最大的元素是氧元素；比元素B原子序数大7的元素为Fe，处于第四周期VIII族；基态原子核外电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）；
故答案我为：O；4；VIII；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²（或[Ar]3d⁶4s²）；
（2）H为Na，I是N，J是Si，其单质的熔点依次升高的为N₂＜Na＜Si；
故答案为：N₂＜Na＜Si；
（3）碳元素、氧元素及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子，该羧酸为CH₃COOH，其分子中共形成7个σ键，1个π键；
故答案为：7；1；
（4）X为NH₃，NH₃中氮原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，有一对孤电子对，所以NH₃空间构型为三角锥形，将NH₃溶于水后的溶液滴入到CuSO₄溶液中至过量，得到络离子的化学式为[Cu （NH₃）₄]²⁺，其中NH₃与Cu²⁺之间以配位键结合；
故答案为：三角锥形；[Cu （NH₃）₄]²⁺；配位；
（5）图1中的含氧酸为HNO₃，HNO₃易溶于水的原因a．HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中；b．HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键；
故答案为：HNO₃是极性分子，易溶于极性的水中； HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键；
（6）J是Si，E是C，以晶胞顶点上的Si为例，与之距离最近的Si为12，晶胞内Si原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞内C原子数目为4，晶胞边长为a cm，则晶胞的体积为a³，晶体的密度为$\frac{4×M（SiC）}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/mL=$\frac{4×40}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/mL=$\frac{160}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/mL；
故答案为：12；$\frac{4×M（SiC）}{{a}^{3}{N}_{A}}$或$\frac{4×40}{{a}^{3}{N}_{A}}$或$\frac{160}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题考查元素周期表与元素周期律的综合应用，为高考常见题型，侧重对学生分析能力的考查，注意把握原子半径的递变规律、化合价与位置关系，确定元素是解答关键，难度中等．