Question

1．我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大．元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如下：

元素	元素性质或原子结构
A	周期表中原子半径最小的元素
B	原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
C	最外层P轨道半充满
D	位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
E	位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同

请回答下列问题：（用A、B、C、D、E，所对应的元素符号作答）
（1）B、C、D第一电离能由大到小为N＞O＞C．
（2）E的二价离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹．
（3）A₂B₂D₄常用作除锈剂，该分子中B的杂化方式为sp²；1molA₂B₂D₄分子中含有σ键数目为7×6.02×10²³．
（4）与化合物BD互为等电子体的阴离子化学式为CN^-等；
（5）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是N₂H₄分子之间存在氢键．
（6）BD₂在高温高压下所形成晶体的晶胞如图所示，一个该晶胞中含16个D原子．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大．周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故其成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s²2s²2p³，则B为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d¹⁰4s¹，则E为Cu，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大．周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故其成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s²2s²2p³，则B为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d¹⁰4s¹，则E为Cu，
（1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；
（2）E为Cu元素，Cu²⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（3）H₂C₂O₄常用作除锈剂，结构简式为HOOC-COOH，分子中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，该分子中碳原子的杂化方式为sp²，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，故HOOC-COOH分子中含有7个σ键，1molA₂B₂D₄分子中含有σ键数目为7×6.02×10²³，
故答案为：sp²；7×6.02×10²³；
（4）原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与化合物CO互为等电子体的阴离子化学式为 CN^-等，故答案为：CN^-等；
（5）C₂H₆、N₂H₄分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是：N₂H₄分子之间存在氢键，故答案为：N₂H₄分子之间存在氢键；
（6）CO₂在高温高压下所形成晶体的晶胞中黑色球为O原子，均为晶胞内部，一个该晶胞中含O原子数目为16，故答案为：16．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电离能、核外电子排布、化学键、杂化轨道、氢键、晶胞结构等，注意理解掌握同周期第一电离能异常原因，难度中等．