题目

题型：不详难度：来源：

[化学选修——3：物质结构与性质]（15分）
周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。A的核外电子总数与其电子层数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同主族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是                  （填元素符号），e的价层电子轨道示意图为                     。
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为   ；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是            （填化学式，写两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是      ；酸根呈三角锥结构的酸是         。（填化学式）
（4）c和e形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为        。
（5）这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。该化合物中阴离子为        ，阳离子中存在的化学键类型有          ；该化合物加热时首先失去的组分是       ，判断理由是                      。

答案

（1）N    
（2）sp³    H₂O₂、N₂H₄
（3）HNO₂、HNO₃    H₂SO₃
（4）+1
（5）SO₄^2—  共价键和配位键    H₂O    H₂O与Cu^2＋的配位键比NH₃与Cu^2＋的弱

解析

试题分析：根据题意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其电子层数相同，则a为氢元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，则b为氮元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为氧元素；d与c同主族，则d为硫元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为铜元素。（1）同周期由左向右第一电离能呈递增趋势，但当元素原子的轨道呈全满、全空、半充满状态时，较稳定；同主族由上到下第一电离能逐渐减小，氮原子2p轨道为半充满状态，较稳定，则N、O、S中第一电离能最大的是N；e为铜元素，价层电子轨道示意图为。（2）a为氢元素，和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨分子，中心原子的杂化方式为sp³；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H₂O₂、N₂H₄、C₂H₆等。（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO₂、HNO₃；酸根呈三角锥结构的酸是H₂SO₃。（4）根据O和Cu形成的离子化合物的晶胞结构判断，该化合物的化学式为Cu₂O，则e离子的电荷为+1。（5）根据题给信息知，这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，为硫酸根；阳离子呈轴向狭长的八面体结构结合图2知，该化合物的化学式为[Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]SO₄。则该化合物中阴离子为SO₄^2—，阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键；该化合物加热时首先失去的组分是H₂O，判断理由是H₂O与Cu^2＋的配位键比NH₃与Cu^2＋的弱。