Question

均由兩種短周期元素組成的A、B、C、D化合物分子，都含有18個電子，它們分子中所含原子的數目依次為2、3、4、6。A和C分子中的原子個數比為1∶1，B和D分子中的原子個數比為1∶2。D可作為火箭推進劑的燃料。
請回答下列問題：
（1）A、B、C、D分子中相對原子質量較大的四種元素第一電離能由大到小排列的順序為
（用元素符號回答）。
（2）A與HF相比，其熔、沸點較低，原因是                             。
（3）B分子的空間構型為          形，該分子屬于          分子（填“極性”或“非極性”） 。
（4）C為一種綠色氧化劑，有廣泛應用。請寫出Cu、稀H₂SO₄與C反應制備硫酸銅的離子方程式                                      ，該反應中反應物Cu的基態原子電子排布式為                       。銅晶體中銅原子的堆積方式為面心立方堆積，下圖是銅晶體一個晶胞的示意圖，則晶胞中含        個銅原子。

（5）D分子中心原子的雜化方式是            ，由該原子組成的單質分子中包含
      個π鍵，與該單質分子互為等電子體的常見分子的分子式為           。

Answer 1

（13分）（1）N＞O＞Cl＞S（2分）
（2）HF分子間形成氫鍵（1分）        （3）V形（1分）   極性分子（1分）
（4）Cu＋2H⁺＋H₂O₂＝Cu²⁺＋2H₂O（3分）   ［Ar］3d¹⁰4s¹（1分）    4（1分）
（5）sp³（1分）    2（1分）    CO（1分）

試題分析：常見18電子的微粒有：單核分子是Ar；離子是K^＋、Ca²⁺、CI^－、S^2－。雙核分子是F₂、HCI；離子是HS^－。三核的分子是H₂S。四核的分子是PH₃、H₂O₂。五核的分子是SiH₄。六核的分子是N₂H₄。根據分子中所含原子的數目依次為2、3、4、6。A和C分子中的原子個數比為1∶1，B和D分子中的原子個數比為1∶2。D可作為火箭推進劑的燃料可知，A是HCl，B是H₂S，C是H₂O₂，D是N₂H₄。
（1）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，則A、B、C、D分子中相對原子質量較大的四種元素第一電離能由大到小排列的順序為N＞O＞Cl＞S。
（2）由于HF分子間形成氫鍵，所以HF的沸點高于HCl的沸點。
（3）H₂S分子中中心原子S原子含有的孤對電子對數＝（6－2×1）÷2＝2，所以H₂S是V形結構，屬于極性分子。
（4）雙氧水具有強氧化性，在酸性條件下和銅反應的離子方程式是Cu＋2H⁺＋H₂O₂＝Cu²⁺＋2H₂O。根據構造原理可知，銅原子的核外電子排布式是［Ar］3d¹⁰4s¹。根據晶胞的結構并依據均攤法可知，晶胞中含個銅原子。
（5）在根據N₂H₄分子的結構可知，該化合物相當于是氨氣中的1個氫原子被－NH₂代替，所以根據氨氣的結構式可知，N₂H₄分子中氮原子是sp3雜化。氮氣中含有氮氮三鍵，所以含有1個α鍵和2個π鍵。由于原子數和價電子數分別都相等的是等電子體，則和氮氣互為等電子體的是CO。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。該題以“周期表中元素的推斷”為載體，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力。考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。