Question

下表為元素周期表的一部分。請回答下列問題：

根據(jù)元素在周期表中的相對位置可知①～⑩分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Mn、Fe。
（1）上述元素中，屬于s區(qū)的是____________(填元素符號)。
（2）寫出元素④的基態(tài)原子的價電子排布圖____________________。
（3）元素第一電離能為⑨________⑩ (填“大于”或“小于”)。
（4）元素③氣態(tài)氫化物的VSEPR模型為________；該分子為________分子(填“極性”或“非極性”)。向硫酸銅溶液中逐滴加入其水溶液，可觀察到的現(xiàn)象為_____________________________。
（5）⑥單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。

若已知⑥的原子半徑為dcm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，元素⑥的相對原子質(zhì)量為M，請回答：晶胞中⑥原子的配位數(shù)為            ,該晶體的密度為            （用字母表示）
（6）實驗證明：⑤和⑧的氧化物、KCl、TiN這4種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似（如下圖所示），已知3種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：

離子晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ·mol－1	786	715	3401

 
則該4種離子晶體（不包括NaCl）熔點從高到低的順序是：              （用化學(xué)式填寫）。
其中⑧的氧化物晶體中一個陽離子周圍和它最鄰近且等距離的陽離子有       個。

Answer 1

（1）H    Mg     Ca（2）或（3）大于
（4）四面體   極性    先產(chǎn)生藍色沉淀，后溶解得深藍色溶液
（5）12    （6）TiN＞MgO＞CaO＞KCl    6

試題分析：根據(jù)元素在周期表中的相對位置可知①～⑩分別是H、C、N、O、Mg、Al、Cl、Ca、Mn、Fe。
（1）區(qū)的名稱來自于按照構(gòu)造原理最后填入電子的軌道名稱，所以根據(jù)元素的核外電子排布可知，上述元素中，屬于s區(qū)的是H、Mg、Ca。
（2）氧元素的最外層電子數(shù)是6個，所以基態(tài)原子的價電子排布圖是或。
（3）由于Mn元素的3d能級有5個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于相鄰元素的，所以Mn元素的第一電離能大于鐵元素的第一電離能。
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論可知，氨氣分子中氮元素含有的孤對電子對數(shù)＝（5－3×1）÷2＝1，所以氨氣的VSEPR模型為四面體；但實際的空間構(gòu)型是三角錐形，所以該分子為極性分子。由于銅離子能和氨氣形成配位健，所以向硫酸銅溶液中逐滴加入其水溶液，可觀察到的現(xiàn)象為先產(chǎn)生藍色沉淀，后溶解得深藍色溶液。
（5）根據(jù)金屬鋁的晶胞可知，該晶胞的配位數(shù)是（3×8）÷2＝12個，晶胞含有鋁原子的個數(shù)是。根據(jù)丙的結(jié)構(gòu)可知，該晶胞的邊長是，所以有,因此晶胞的密度g/cm³。
（6）離子晶體的離子半徑越小，帶電荷數(shù)越多，晶格能越大，則晶體的熔沸點越高，則有TiN＞MgO，MgO＞CaO，由表中數(shù)據(jù)可知CaO＞KCl，因此熔點從高到低的順序是TiN＞MgO＞CaO＞KCl。氯化鈉的配位數(shù)是6個，即上下、左右和前后各1各，所以Ca的氧化物晶體中一個陽離子周圍和它最鄰近且等距離的陽離子有6個。
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(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力和邏輯推理能力。本題主要是元素“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系的綜合考查，比較全面考查學(xué)生有關(guān)元素推斷知識和靈活運用知識的能力，考查了學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系以及運用元素周期律解決具體化學(xué)問題的能力。該題的難點是晶體密度的計算。