Question

能源材料已成为当今科学研究的热点．请回答下列问题：
（1）单质A的燃烧热大，可作燃料．已知A为短周期元素，其气态原子逐个失去1～4个电子所需能量（电离能）如表所示，某同学推断A的核外电子排布为：1s²2s²2p⁶3s¹3p¹，该电子排布式违背了

 

；若该原子核外电子确有三层，则该元素位于周期表

 

族，写出A燃烧后形成的氧化物的电子式：

 

．

	I1	I2	I3	I4	…
电离能（kJ/mol）	738	1451	7733	10540	…

（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料．继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，下列有关说法正确的是

 

（填序号）．
a．C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于新型化合物       
b．C₆₀、Si₆₀、N₆₀互为同分异构体
c．已知N₆₀结构与C₆₀相似，由于N-N键能小于N≡N，故N₆₀的稳定性弱于N₂
d．已知金刚石中C-C键长154pm，C₆₀中C-C键长145～140pm，故C₆₀熔点高于金刚石
（3）超导材料在节能、储能方面的应用．如图是超导材料元素在周期表中的分布，其中短周期元素中原子半径最大的是

 

（填元素符号），其原子最外层有

 

种运动状态不同的电子，写出其最高价氧化物对应水化物的电离方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）A的核外电子排布违背能量最低原理；
该原子核外电子确有三层，A的核外电子排布应为：1s²2s²2p⁶3s²，最外层电子数等于族序数；
其氧化物为MgO，属于离子化合物，由镁离子与氧离子构成；
（2）a．由两种或两种以上元素组成的纯净物为化合物；
b．同分异构体研究对象为化合物；
c．键能越小，化学键越不稳定；
d．金刚石属于原子晶体，C₆₀属于分子晶体，原子晶体的熔点更高；
（3）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故超导材料元素中短周期内原子半径最大为Al元素；
原子中没有运动状态相同的电子，核外有几个电子，就有几种运动状态不同的电子；
氢氧化铝是两性氢氧化物，存在酸式电离，电离出偏铝酸根与氢离子，存在碱式电离，电离出铝离子与氢氧根离子．

解答：解：（1）A的核外电子排布违背能量最低原理；
该原子核外电子确有三层，A的核外电子排布应为：1s²2s²2p⁶3s²，处于ⅡA族；
其氧化物为MgO，属于离子化合物，由镁离子与氧离子构成，电子式为，
故答案为：能量最低原理；ⅡA；；
（2）a．C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于单质，故a错误；      
b．同分异构体研究对象为化合物，C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于单质，且分子式不相同，故b错误；
c．N-N键能小于N≡N，键能越小，化学键越不稳定，故N₆₀的稳定性弱于N₂，故c正确；
d．金刚石属于原子晶体，C₆₀属于分子晶体，故金刚石的熔点高于C₆₀，故d错误；
故答案为：c；
（3）同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故超导材料元素中短周期内原子半径最大为Al元素；
原子中没有运动状态相同的电子，Al原子最外层有3个电子，故最外层有3种运动状态不同的电子；
氢氧化铝是两性氢氧化物，存在酸式电离，电离出偏铝酸根与氢离子，存在碱式电离，电离出铝离子与氢氧根离子，电离方程式为：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，
故答案为：Al；3；H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-．

点评：本题考查结构性质位置关系、常用化学用语、化学基本概念、核外电子排布规律、物质结构与性质等，难度中等，注意对基础知识的理解掌握．