Question

6．有A、B、C、D、E、F、G、H八種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）．A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，B的基態(tài)原子有3個不同的能級且各能級中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，A、E同主族，F(xiàn)的基態(tài)原子s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，B、G同族，H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍．請回答下列問題：
（1）H元素在周期表中屬于d區(qū)．G的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²CD₂^-中C的雜化類型是sp²
（2）下列說法不正確的是bcd．
a．B₂A₂分子中含有σ鍵和π鍵     
b．A₂D₂分子的空間構(gòu)型為直線形
c．B、C、D的第一電離能由大到小的順序為D＞C＞B
d．H²⁺能與BD分子形成[H（BD）₄]²⁺，其原因是BD分子中含有空軌道
e．B和G的單質(zhì)能形成相同類型的晶體，其熔點B＞G
（3）由B、F、H三種元素形成的一種具有超導(dǎo)性的晶體，B位于F和H原子緊密堆積所形成的空隙當(dāng)中．晶胞如圖1所示，該晶體的化學(xué)式為MgNi₃C
（4）已知化合物甲由A、B、D元素形成的最簡單的醇類，實驗測得，5g甲在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出表示甲燃燒熱的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ/mol
（5）CD₂、D₂和熔融ECD₃可制作燃料電池，其原理如圖2所示．該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，石墨Ⅰ電極反應(yīng)式為NO₂-e^-+NO₃^-=N₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八種元素的原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為C元素；B、G同族，則G為Si元素；
H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故H為Ni；
F的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素、故F為Mg；
C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；
A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，其原子序數(shù)在8種元素中最小，則A為H或Be元素，又A、E同主族，則A只能為H元素、E為Na元素，以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素的原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為C元素；B、G同族，則G為Si元素；H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故H為Ni；F的基態(tài)原子的s能級的電子總數(shù)與p能級的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素、故F為Mg；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，其原子序數(shù)在8種元素中最小，則A為H或Be元素，又A、E同主族，則A只能為H元素、E為Na元素，
（1）H為Ni元素，Ni的基態(tài)原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，在周期表中屬于d區(qū)；G為Si元素，其原子核外電子總數(shù)為14，其基態(tài)原子電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；CD₂⁺為NO₂⁺，NO₂^-中N原子形成2δ鍵，孤對電子數(shù)為$\frac{5+1-2×2}{2}$=1，則價層電子對個數(shù)是3，所以中心原子N原子采取sp²雜化，
故答案為：d；1s²2s²2p⁶3s²3p²；sp²；
（2）a．B₂A₂分子為C₂H₂，乙炔分子中中含有1個σ鍵和2個π鍵，故a正確；
b．A₂D₂分子為H₂O₂，雙氧水分子是每個氧原子含有2個共用電子對且含有2個孤電子對，所以其價層電子對數(shù)是4，氧原子采用sp³雜化，所以其空間構(gòu)型為V型，故b
錯誤；
c．N、O三種元素，C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，故c錯誤；
d．H²⁺為Ni²⁺，BD為CO，由于Ni²⁺含有空軌道，所以二者能夠形成[Ni（CO）]²⁺，故d錯誤；
e．B和G的單質(zhì)分別為金剛石、Si，二者形成的晶體為原子晶體，晶體類型相同，由于共價鍵碳碳鍵較短，則沸點：C＞Si，故g正確；
故答案為：bcd；
（3）B為C、F為Mg、H為Ni元素，由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素數(shù)目=6×$\frac{1}{2}$=3、Mg原子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1，故該晶體的化學(xué)式為：MgNi₃C，
故答案為：MgNi₃C；
（4）化合物甲由A、B、D元素形成的最簡單的醇類，為CH₃OH，5g甲在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，甲醇的物質(zhì)的量為$\frac{5g}{32g/mol}$，則1mol甲醇放出的熱量為$\frac{113.5kJ}{\frac{5}{32}}$=726.4kJ，
熱化學(xué)方程式為CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ/mol，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.4kJ/mol；
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，根據(jù)圖示可知，通O₂一極為正極，電極反應(yīng)式為O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-；通NO₂一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，則電池總反應(yīng)為：4NO₂+O₂=2N₂O₅，
故答案為：NO₂-e^-+NO₃^-=N₂O．

點評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，為高考常見題型，題目難度中等，正確推斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表結(jié)構(gòu)、元素周期律內(nèi)容的關(guān)系．