Question

12．已知A、D、E、G、L、M是核电荷数依次增大的6种短周期主族元素，其中A的原子序数与周期序数相等，D、G、L、M基态原子的最外能层均有2个未成对电子．R⁺核外有28个电子．请回答下列问题（用所对应的元素符号表示）．
（1）R在基态时价层电子排布式为3d¹⁰4s¹．
（2）写出R单质与A₂G₂及M最高价氧化物对应水合物反应的离子方程式Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NG_X、G₃、等二次污染物．测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β一射线吸收法，β一射线放射源可用⁸⁵Kr，已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则m/n=3（填数字）．
（4）1mol晶体L中含有σ键的数目为2N_A．
（5）G与M可形成MG₃与MG₂，MG₃分子的空间构型是平面三角形，MG₂中M原子的杂化方式sp²杂化．
（6）在（EA₄）₂R（MG₄）₂中存在的化学键除极性键外，还有ac（填字母）．
a．离子键　　b．氢键   c．配位键  d．金属键．

Answer 1

分析 A、D、E、G、L、M是核电荷数依次增大的6种短周期主族元素，其中A的原子序数与周期序数相等，则A为氢元素；D、G、L、M基态原子的最外能层均有2个未成对电子，外围电子排布为ns²np²或ns²np⁴，故D为C元素、G为O元素、L为Si元素、M为S元素；E介于C元素与O元素之间，故E为N元素；R⁺核外有28个电子，则R元素原子质子数为29，故R为Cu，
（1）R为Cu元素，其核外有29个电子，根据其电子排布式分析；
（2）Cu与双氧水在酸性条件下生成铜离子和水；
（3）以顶点为计算，与之相邻的最近的Kr位于三个面心上，而顶点的原子为8个立方体共有，每个面心上的Kr为两个立方体共有，故与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，然后求出比值；
（4）晶体Si属于原子晶体，晶体中每个Si原子成4个Si-Si键，每个Si-Si键给1个Si提供$\frac{1}{2}$，
（5）根据中心原子的价层电子对数判断；
（6）在（NH₄）₂Cu（SO₄）₂中存在的化学键除极性键外，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺与SO₄^2-之间存在离子键，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺中铵根离子与铜离子之间形成配位键．

解答 解：A、D、E、G、L、M是核电荷数依次增大的6种短周期主族元素，其中A的原子序数与周期序数相等，则A为氢元素；D、G、L、M基态原子的最外能层均有2个未成对电子，外围电子排布为ns²np²或ns²np⁴，故D为C元素、G为O元素、L为Si元素、M为S元素；E介于C元素与O元素之间，故E为N元素；R⁺核外有28个电子，则R元素原子质子数为29，故R为Cu，
（1）R为Cu元素，其电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则在基态时价层电子排布式为3d¹⁰4s¹；
故答案为：3d¹⁰4s¹；
（2）Cu与双氧水在酸性条件下生成铜离子和水，其反应的离子方程式为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）以顶点为计算，与之相邻的最近的Kr位于三个面心上，而顶点的原子为8个立方体共有，每个面心上的Kr为两个立方体共有，故与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则$\frac{m}{n}$=$\frac{12}{4}$=3，
故答案为：3．
（4）晶体Si属于原子晶体，晶体中每个Si原子成4个Si-Si键，每个Si-Si键给1个Si提供$\frac{1}{2}$，故1mol晶体硅中含有δ键的数目为1mol×4×$\frac{1}{2}$×N_Amol^-1=2N_A，
故答案为：2N_A；
（5）SO₃中S原子价层电子对数为3+$\frac{6-2×3}{2}$=3，S原子采取sp²杂化，孤电子对为0，为平面三角形；SO₂中S原子价层电子对数为2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，S原子采取sp²杂化，
故答案为：平面三角形；sp²杂化；
（6）在（NH₄）₂Cu（SO₄）₂中存在的化学键除极性键外，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺与SO₄^2-之间存在离子键，[（NH₄）₂Cu]⁴⁺中铵根离子与铜离子之间形成配位键，
故答案为：ac．

点评 本题考查核外电子排布规律、离子方程式的书写、晶胞、杂化理论、化学键等，难度中等，推断元素是解题的关键，（3）中晶胞计算为易错点，注意仔细观察结构．