Question

10．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中A、E原子的最外層電子數(shù)均等于其周期序數(shù)，E原子的電子層數(shù)是A的3倍；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，S軌道電子數(shù)是P軌道電子數(shù)的兩倍；D原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子．請(qǐng)回答下列問題：
（1）E元素基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹．
（2）B、C、D三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)镃、O、N（填元素符號(hào)）．
（3）D元素與氟元素相比，電負(fù)性：D＜F（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）元素A、B、C可以形成原子個(gè)數(shù)比為1：1：1的化合物，請(qǐng)寫出該化合物的電子式：
（5）B、C、D與A所形成的簡單的化合物中，熔點(diǎn)從高到低的順序是：H₂O＞NH₃＞CH₄
（用化學(xué)式表示），原因是：水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強(qiáng)于氨分子氫鍵，故水熔點(diǎn)高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力
（6）BD₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖所示．該晶體的類型屬于分子（選填“分子”、“原子”、“離子”或“金屬”）晶體，該晶體中B原子軌道的雜化類型為sp³．l molB₂A₂分子中含鍵的數(shù)目是3N_A（或1.806×10²⁴）．
（7）光譜證實(shí)單質(zhì)E與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)有[E（OH）₄]^-生成，則[E（OH）₄]^-中存在abc．
a．共價(jià)鍵     b．配位鍵     c．σ鍵     d．π鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，S軌道電子數(shù)是P軌道電子數(shù)的兩倍，則B原子核外有6個(gè)電子，則B為C元素；D原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子，則D原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，所以D為O元素；原子序數(shù)A＜B，B為碳元素，A原子的最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù)，則A為H元素；E原子的最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù)，E原子的電子層數(shù)是A的3倍，E為Al元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，S軌道電子數(shù)是P軌道電子數(shù)的兩倍，則B原子核外有6個(gè)電子，則B為碳元素；D原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子，則D原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，所以D為氧元素；C原子序數(shù)介于碳元素與氧元素之間，則C為氮元素；原子序數(shù)A＜B，B為碳元素，A原子的最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù)，則A為氫元素；E原子的最外層電子數(shù)等于其周期序數(shù)，E原子的電子層數(shù)是A的3倍，E為鋁元素，根據(jù)分析可知：A為氫元素、B為碳元素、C為氮元素、D為氧元素、E為鋁元素，
（1）E為鋁元素，原子核外有13個(gè)電子，基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹；
（2）B為碳元素；C為氮元素；D為氧元素，同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢，所以第一電離能O＞C，由于氮元素原子2p能級(jí)有3個(gè)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，所以B、C、D三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)椋篊、O、N，
故答案為：C、O、N；
（3）D為氧元素，同周期自左而右電負(fù)性增大，所以電負(fù)性：O＜F，
故答案為：＜；
（4）元素A、B、C可以形成原子個(gè)數(shù)比為1：1：1的化合物為HCN，HCN中含有碳氮三鍵，且N原子含有1對(duì)孤電子對(duì)，HCN的電子式為，
故答案為：；
（5）B、C、D與A所形成的簡單的化合物分別為：CH₄、NH₃、H₂O，由于水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強(qiáng)于氨分子氫鍵，故水熔點(diǎn)高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力，所以三者的沸點(diǎn)大小為：H₂O＞NH₃＞CH₄，
故答案為：H₂O＞NH₃＞CH₄；水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強(qiáng)于氨分子氫鍵，故水熔點(diǎn)高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力；
（6）BD₂是CO₂，由晶體結(jié)構(gòu)圖可知，大球?yàn)樘荚�子，小球�(yàn)檠踉�子，每個(gè)碳原子周圍有4個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子周圍有2個(gè)碳原子，晶體中不存在CO₂分子，故在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體，該晶體中C原子軌道的雜化數(shù)為4，碳原子采取sp³雜化；B₂A₂為C₂H₂，C₂H₂的結(jié)構(gòu)式為H-C≡CH，單鍵為δ鍵，三鍵含有1個(gè)δ鍵、2個(gè)π鍵，1個(gè)C₂H₂分子中含有3個(gè)δ鍵，所以l molC₂H₂分子中含σ鍵的數(shù)目是3 N_A（或1.806×10²⁴）．
故答案為：原子；sp³；3N_A（或1.806×10²⁴）；
（7）E為鋁元素，光譜證實(shí)單質(zhì)E與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)有[Al（OH）₄]^-生成，[Al（OH）₄]^-中氧原子與氫原子之間為共價(jià)鍵，是單鍵，屬于δ鍵，鋁離子與氫氧根離子之間形成配位鍵，配位鍵也屬于共價(jià)鍵．所以，[Al（OH）₄]^-中存在共價(jià)鍵、配位鍵、δ鍵．
故選：abc．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及原子結(jié)構(gòu)、電負(fù)性、電離能、化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)等知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合考查與運(yùn)用，根據(jù)結(jié)構(gòu)推斷元素是解題關(guān)鍵，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系．