Question

11．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N（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为．（2分）
（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，该分子的中心原子的杂化方式为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是H₂O₂、N₂H₄，（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HNO₂、HNO₃；酸根呈三角锥结构的酸是H₂SO₃．（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+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；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S，阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键；该化合物加热时首先失去的组分是H₂O，判断理由是H₂O与Cu²⁺的配位键比NH₃与Cu²⁺的弱．

Answer 1

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，则a是H元素，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子最外层电子数是8，所以C是O元素，d与c同族，则d是S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的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，则e是Cu元素，再结合原子结构、物质结构、元素周期律解答．

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是H元素，
c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子最外层电子数是8，所以C是O元素，d与c同族，则d是S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的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，则e是Cu元素，
（1）b、c、d分别是N、O、S元素中，元素的非金属性越强，其第一电离能越大，同一周期元素中，第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但第VA族元素大于相邻元素，所以N、O、S中第一电离能最大的是N元素，e的价层为3d、4s电子，其电子轨道示意图为，
故答案为：N；；
（2）a是H元素，a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨气，氨气分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以该分子的中心原子的杂化方式为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是H₂O₂、N₂H₄，
故答案为：sp³；H₂O₂、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）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，c离子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，e离子个数=4，所以该化合物为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，说明阴离子的中心原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，为硫酸根离子，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示），根据图象知，阳离子的配位数是6，阳离子中含有共价键、配位键，氨分子个数是4、水分子个数是2，其化学式为[Cu（NH₃）₄（H₂O）₂]SO₄，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 本题考查了电子排布式、晶胞的计算、化学键的判断、电离能的比较等知识点，这些知识点都是高考热点，根据晶胞特点、化学键的构成微粒、元素周期律等知识点来分析解答，难点是（5），正确连接图中表示的微粒是解本题关键，知道其配位数及形成的化学键，题目难度中等．