Question

【题目】A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题：

（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为______________________。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC3-的立体构型为________(用文字描述)。

（3）1 mol AB-中含有的π键个数为________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比________。

（5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n＝________(填数值)；氢在合金中的密度为________。

Answer 1

【答案】C<O<N 1s22s22p63s23p63d104s1或 [Ar]3d104s1 sp2　 平面三角形 2NA(或2×6.02×1023) 1∶5 5 0.083 g·cm-3

【解析】

A、B、C、D都是前36号元素，它们的核电荷数依次增大，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，则原子核外电子排布为1s22s23p2，故A为C元素；C是地壳中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外层p轨道的电子为半满结构，最外层电子排布为2s22p3，故B为N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，故D元素原子各层电子数分别为2、8、18、1，是29号Cu元素。

（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C<O<N。D的原子序数是29，为Cu元素，其原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1。本小题答案为：C<O<N；1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物是H2CO3，该分子中中心原子C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其中心原子杂化方式为sp2，NO3-中N原子形成3个δ键，孤电子对，则应为平面三角形。本小题答案是为：sp2；平面三角形。

（3）将CN-中C原子及1个负电荷换成1个N原子，可得到等电子体N2，CN-中形成C≡N三键，1个CN-含有2个π键，故1molCN-中含有的π键个数为2NA。本小题答案为：2NA(或2×6.02×1023)。

（4）由晶胞结构可以知道，Ca原子处于顶点，晶胞中含有Ca原子数目为，Cu原子处于晶胞内部与面上、面心，晶胞中Cu数目为，故该合金中Ca和Cu的原子个数比为1:5。本小题答案为：1∶5。

（5）由(4)知n=5，晶胞中拥有4.5个H原子，氢在合金中的密度为。本小题答案为：5；0.083g/cm3。