Question

[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）

在周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，D原子核外电子有8种不同的运动状态，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子。

（1）写出基态E原子的价电子排布式 。

（2）B、C、D三种元素第一电离能由小到大的顺序为 （用元素符号表示）。

（3）A与C形成CA3型分子，分子中C原子的杂化类型为 ，分子的立体结构为 ；C的单质与化合物BD是等电子体，根据等电子体原理，写出化合物BD的电子式 。

（4）A2D的沸点在同族元素中最高，其原因是 。A2D由液态形成晶体时密度 （填“增大”、“不变”或“减小”），其主要原因 （用文字叙述）。

（5）已知D、F能形成一种化合物，其晶胞的结构如图所示，则该化合物的化学式为 （用元素符号表示）；若相邻D原子和F原子间的距离为a cm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、NA的符号表示)。

Answer 1

（1）3d54s1 （2）C<O<N

（3）sp3杂化 三角锥形

（4）由于水分子间形成氢键，导致沸点升高 减小 水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小

（5）Cu2O

【解析】

试题分析：在周期表中1～36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数依次增大，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C，C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子，D原子核外电子有8种不同的运动状态，则C为N，D为O，E元素在第四周期，E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的1/4，则E为Cr，F元素位于周期表的ds区，其基态原子最外能层只有一个电子，则F为Cu，A与其余五种元素既不同周期也不同主族， 则A为H。

（1）由以上推断可知E原子为24号Cr原子，其原子的价电子排布式3d54s1 ，

（2）B、C、D三种元素分别为C、N、O，根据同周期，第一电离能的变化规律，氮原子的P轨道是半充满状态，原子较稳定，第一电离能由小到大的顺序为C<O<N

（3）NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，氨气分子空间构型是三角锥形，N2和CO是等电子体，根据等电子体原理，C、O之间有3对共用电子对，所以化合物CO的电子式为

（4）由于水分子间形成氢键，导致沸点升高，所以H2O的沸点在同族元素中最高，水形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子空间利用率低，密度反而减小，所以H2O由液态形成晶体时密度减小。

（5）D、F分别为O、Cu，氧原子个数为8×1/8+1=2，铜原子个数为4×1=4，则该化合物的化学式为Cu2O，该晶胞有4个Cu,2个O，则1mol晶胞的质量为64×4+16×2=288g,则一个晶胞的质量为m=288/NA,

相邻氧原子和铜原子间的距离为a cm，则该晶胞的体积为64a3/(3×30.5)= .

考点：考查元素的推断，基态原子核外电子排布，sp杂化的类型，晶胞密度的计算等知识.