Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】某配位化合物為深藍色晶體，由原子序數依次增大的A、B、C、D、E五種元素組成，其原子個數比為l4︰4︰5︰1︰1。其中C、D元素同主族且原子序數D為C的二倍，E元素的外圍電子排布為(n－1)d n+6nsl。回答下列問題。

（1）元素D在周期表中的位置是 ，B原子的外圍電子排布圖為 。E原子的核外有 種不同運動狀態的電子，B和C的第一電離能大小關系是 。(用元素符號表示)

（2）C元素可與A元素形成兩種常見的化合物，其原子個數比分別為1︰1和l︰2，寫出原子個數比為1︰1的化合物的電子式 ，兩種化合物可以任意比互溶，解釋其主要原因為 。

（3）該配位化合物的化學式為 。

（4）A元素與B元素可形成分子式為A2B2的化合物，該化合物的分子具有平面結構，則其結構式為 ，用電子式表示化合物Na2D的形成過程 。

（5）已知E的晶胞結構如圖所示，此晶胞立方體的邊長為a cm，E單質的密度為ρ g·cm-3，則阿伏伽德羅常數為 （用a、ρ表示）。該晶胞配位數為 ，EDC4常作電鍍液，其中DC42-的空間構型是 ，其中D原子的雜化軌道類型是 。若電解EDC4的水溶液，則電解總反應的化學方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）三（6分）VIA；（6分）；29（6分）；N

（2））；H2O和H2O2之間形成氫鍵

（3）[Cu(NH3)4]SO4H2O

（4）H-N=N-H）；

（5）NA=256/(ρ*a3）；12；正四面體；sp3雜化；2CuSO4+2H2O=電解=2Cu+2H2SO4+O2↑

【解析】

試題分析：C、D元素是同主族且原子序數D為C的二倍，可知C為氧元素，D為硫元素；E元素的外圍電子排布為(n-1)d(n+6)ns1，s軌道沒有排滿，則根據洪特規則可知，此時d軌道應該是全滿狀態，即n+6=10，解得4，所以E元素的原子序數是18+10+1=29，即E是銅元素。根據該配位化合物中原子個數比可知，A應該是氫元素，S與O結合生成硫酸根，剩余1個O與2個H結合形成1個H2O，則4個B原子結合12個H，即個數之比為1:3，所以該物質是氨氣，即B是氮元素。

（1）元素D為S，在周期表中第三周期VIA；元素B為N，核外電子數為7，電子排布為；元素E為Cu，核外有29個電子。由泡利不相容原理可知，同一個原子中不存在運動狀態完全相同的電子，故Cu原子核外有29種不同運動狀態的電子；第一電離能N>O。

（2）氫元素與氧元素形成的兩種常見化合物是H2O和H2O2，雙氧水的電子式為；由于氧元素非金屬性強，H2O與H2O2之間形成氫鍵，因此二者互溶。

（3）推斷可知，該配位化合物的化學式為[Cu(NH3)4]SO4H2O。

（4）氫元素與氮元素可形成分子式為A2B2的某化合物是N2H2，該化合物的分子具有平面結構，依據8電子和2電子穩定結構可知，氮元素與氮元素之間形成雙鍵，氫元素與氮元素之間形成單鍵，則其結構式為H-N=N-H；過硫化鈉的電子式表示的形成過程與過氧化鈉類似，即。

（5）根據晶胞結構可知，晶胞中含有銅原子的個數是8*1/8 + 6 *1/2=4，因此 ρ*a3*NA/4=64，解得NA=256/(ρ*a3）；該晶胞為面心立方，故其配位數為12；在硫酸根離子中硫原子不存在孤對電子，其價層電子對數是4，所以空間構型是正四面體形，硫原子是sp3雜化；電解硫酸銅溶液的反應方程式為：2CuSO4+2H2O=電解=2Cu+2H2SO4+O2↑，其中陽極反應為：2H2O-4e-=O2+4H+，陰極反應為：Cu2++2e-=Cu。