Question

7．某原料經(jīng)測(cè)定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．元素A、B、C、D、E的原子結(jié)構(gòu)等信息如下：

元素	元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
A	周期表中原子半徑最小
B	原子核外有三種不同的能量的原子軌道且各個(gè)軌道所填充的電子數(shù)相同
C	最外層p軌道半充滿
D	位于短周期，其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍
E	位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同

請(qǐng)回答下列問(wèn)題（用A、B、C、D、E所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)作答）：
（1）B、C、D第一電離能由小到大為N＞O＞C．
（2）E的二價(jià)離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹．
（3）A₂B₂D₄是一種有機(jī)羧酸，常用作除銹劑，該分子中B的雜化方式為sp²；1mol A₂B₂D₄分子中含有σ鍵數(shù)目為7×6.02×10²³．
（4）與化合物BD互為等電子體的陰離子化學(xué)式為CN^-等（任寫(xiě)一種）．
（5）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18個(gè)電子，它們的沸點(diǎn)相差較大，主要原因是N₂H₄分子之間存在氫鍵．
（6）BD₂在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如右圖所示．一個(gè)該晶胞中含16個(gè)D原子．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級(jí)且各個(gè)能級(jí)所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級(jí)最多有3個(gè)，故其成對(duì)電子總數(shù)只能為6，單電子數(shù)為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數(shù)小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為N元素；E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級(jí)且各個(gè)能級(jí)所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級(jí)最多有3個(gè)，故其成對(duì)電子總數(shù)只能為6，單電子數(shù)為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數(shù)小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為N元素；E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數(shù)與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，
（1）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）E為Cu元素，Cu²⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（3）H₂C₂O₄常用作除銹劑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC-COOH，分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，該分子中碳原子的雜化方式為sp²，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故HOOC-COOH分子中含有7個(gè)σ鍵，1molA₂B₂D₄分子中含有σ鍵數(shù)目為7×6.02×10²³，
故答案為：sp²；7×6.02×10²³；
（4）原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微�；�為等電子體，與化合物CO互為等電子體的陰離子化學(xué)式為 CN^-等，
故答案為：CN^-等；
（5）C₂H₆、N₂H₄分子中均含有18個(gè)電子，它們的沸點(diǎn)相差較大，主要原因是：N₂H₄分子之間存在氫鍵，
故答案為：N₂H₄分子之間存在氫鍵；
（6）CO₂在高溫高壓下所形成晶體的晶胞中黑色球?yàn)镺原子，均為晶胞內(nèi)部，一個(gè)該晶胞中含O原子數(shù)目為16，
故答案為：16．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及電離能、核外電子排布、化學(xué)鍵、雜化軌道、氫鍵、晶胞結(jié)構(gòu)等，注意理解掌握同周期第一電離能異常原因，難度中等．