Question

现有8种元素，它们的原子序数依次增大，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G、H为第四周期元素．请根据下列相关信息，回答问题．

A是原子半径最小的元素

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1

C原子的第一至第四电离分别是：I1=738kJ?mol-1 I2=1451kJ?mol-1 I3=7733kJ?mol-1 I4=10540kJ?mol-1

D原子核外所有p轨道全充满或半充满

E元素基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p5

F元素基态原子是前四周期中未成对电子数最多的元素

G在周期表的第8列

H元素原子价电子排布式为3d104s1

（1）写出F基态原子的核外电子排布式

 

，DE3中心原子的杂化轨道类型为

 

．
（2）已知BA₅为离子化合物，写出其电子式

 

，H、A、B三种元素会形成一种配合物的阳离子，其溶液显深蓝色，写出该阳离子的结构式

 

．
（3）G元素的单质晶胞如图所示，若设该晶胞的密度为ag?cm^-3，阿伏伽德罗常数为N_A，G原子的摩尔质量为Mg
?mol^-1，则G原子的半径为

 

cm．
（4）6.5gHA固体在E₂单质中燃烧，生成一种棕黄色固体和一种气体，放出热量为aKJ，写出该反应的热化学方程式

 

．
（5）将C₃B₂ 加入AE的水溶液中反应生成二种盐，该反应的化学方程式为

 

．常温时，amol?L^-1的BA₃水溶液甲与0.1mol?L^-3的AE水溶液等体积混合，测得混合后溶液呈中性，则在该条件下甲的电离平衡常数为

 

（用含a的代数式表示）

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A为H元素；
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，为1s²2s²2p³，故B为N元素；
由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；
D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；
E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素；
F是前四周期中电负性最小的元素，F为第四周期元素，故F为K元素，
G在第四周期周期表的第7列，G为Mn元素；
H元素原子价电子排布式为3d¹⁰4s¹，H为Cu元素．

解答： 解：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A为H元素；
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，为1s²2s²2p³，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C表现+2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层排布为3s²3p³，故D为P元素；E处于第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，E处于第ⅦA族，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，F为第四周期元素，故F为K元素，G在第四周期周期表的第7列，G为Mn元素；H元素原子价电子排布式为3d¹⁰4s¹，H为Cu元素．
（1）F为9号元素，核外电子数为9，基态原子的核外电子排布式为1S²2S²2P⁵，PCl₃中P原子孤电子对数为1，成3个σ键，则为sp³杂化，故答案为：1S²2S²2P⁵；sp³；
（2）BA₅为离子化合物，则为NH₄H，其电子式为；
H、A、B三种元素会形成一种配合物的阳离子，其溶液显深蓝色，则为Cu离子溶于氨水形成Cu（NH₃）₄²⁺溶液，其中配离子的结构简式为，

故答案为：；；
（3）根据F晶体的晶胞可知，为体心立方，晶胞中F原子数目=1+8×

1

8

=2，故晶胞质量=2×

M

NA

g，若设该晶胞的密度为ag?cm^-3，则晶胞体积=

2M NA g

ag?cm-3

=

2M

aNA

cm³，则晶胞棱长=

3	2M aNA

cm，令F原子的半径为r cm，晶胞体对角线上的3个F原子相邻，则：（4r）²=3（

3	2M aNA

）²解得r=

3

4

3	2M aNA

，
故答案为：

3

4

3	2M aNA

；
（4）CuH和氯气反应生成氯化铜和氯化氢气体，6.5gCuH的物质的量为

6.5g

65g/mol

=0.1mol，故该反应的热化学方程式为2CuH（s）+3Cl₂（g）=2CuCl₂ （s）+2HCl（g）△H=-20aKJ/mol；故答案为：2CuH（s）+3Cl₂（g）=2CuCl₂ （s）+2HCl（g）△H=-20aKJ/mol；
+1价的Cu被氧化为+2价，生成CuCl2
（5）将CMg₃N₂ 加入HCl的水溶液中反应生成二种盐氯化镁和氯化铵，反应方程式为Mg₃N₂+8HCl=3MgCl₂+2NH₄Cl；
将浓度为a mol/LNH₃溶液和0.1mol?L^-1HCl溶液等体积混合后溶液呈中性，依据溶液中电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），溶液呈中性说明c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L；c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，则NH₃溶液的电离常数=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

10×-7×0.05

a 2 -0.05

=

10-8

a-0.1

．
故答案为：.

10-8

a-0.1

．

点评：本题考查位置、结构、性质的关系及其应用，注意原子结构知识在元素推断中的重要性，学生应熟悉电子的排布、空间构型、杂化等知识点，识记中学常见的晶胞结构，题目难度较大．