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1.原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子.请回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为.
(2)A与B元素形成的B2A2含有的σ键、π键数目之比为3:2.
(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为sp2,另一种的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为34%(保留两位有效数字).($\sqrt{3}$=1.732)

(4)向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液.请写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-.
(5)图三为-个D元素形成的单质的晶胞,该晶胞“实际”拥有的D原子数是4个,其晶体的堆积模型为面心立方密堆积,此晶胞立方体的边长为a cm,D的相对原子质量为M,单质D的密度为ρg/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$ mol-1(用含M、a、p的代数式表示).

分析 原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,则B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素.
(1)四种元素中电负性最大的是Cl,其基态原子的价电子排布式为3s23p5;
(2)C2H2的结构式为H-C≡C-H,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键;
(3)图一为平面结构,在其层状结构中碳碳键键角为120°,每个碳原子都结合着3个碳原子,碳原子采取sp2杂化;
计算晶胞中碳原子总体积与晶胞的体积,晶胞空间利用率=$\frac{晶胞中原子总体积}{晶胞体积}$×100%,晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构,正四面体体心原子与晶胞顶点原子连线在晶胞体对角线上,且为体对角线长度的$\frac{1}{4}$,;
(4)硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到四氨合铜络离子,溶液为深蓝色的透明溶液;
(5)由晶胞结构示意图可知,晶体的堆积模型为面心立方密堆积,利用均摊法计算晶胞中原子数目,再计算晶胞质量与体积,根据m=ρV计算阿伏伽德罗常数.

解答 解:原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,则B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素.
(1)四种元素中电负性最大的是Cl,其基态原子的价电子排布式为3s23p5,基态原子的价电子排布图为,
故答案为:;
(2)C2H2的结构式为H-C≡C-H,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,含有的σ键、π键数目之比为3:2,
故答案为:3:2;
(3)图一为平面结构,在其层状结构中碳碳键键角为120°,每个碳原子都结合着3个碳原子,碳原子采取sp2杂化;
晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构,正四面体体心原子与晶胞顶点原子连线在晶胞体对角线上,且为体对角线长度的$\frac{1}{4}$,令碳原子半径为r,则晶胞棱长为8r,故晶胞棱长为$\frac{8\sqrt{3}r}{3}$r,晶胞中C原子数目=4+6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=8,则晶胞中碳原子总体积=8×$\frac{4}{3}$πr3,故晶胞空间利用率=8×$\frac{4}{3}$πr3÷($\frac{8\sqrt{3}r}{3}$)3=34%;
故答案为:sp2;34%;
(4)硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到四氨合铜络离子,溶液为深蓝色的透明溶液,蓝色沉淀溶解离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-,
故答案为:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(5)由晶胞结构示意图可知,晶体的堆积模型为面心立方密堆积,晶胞中原子数目为6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4,晶胞质量为4×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}}$,晶胞体积为(a cm)3,则4×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}}$=ρg/cm3×(a cm)3,故NA=$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$mol-1,
故答案为:4;面心立方密堆积;$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$.

点评 本题是对物质结构的考查,题目综合性较大,涉及元素推断、核外电子排布、晶体结构与计算等,是对学生综合能力的考查,(3)中晶胞空间利用率计算是难点、易错点,需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力,学习中注重相关基础的积累,难度较大.

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