Question

10．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A、E原子的最外层电子数均等于其周期序数，E原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子．请回答下列问题：
（1）E元素基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p¹．
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C、O、N（填元素符号）．
（3）D元素与氟元素相比，电负性：D＜F（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）元素A、B、C可以形成原子个数比为1：1：1的化合物，请写出该化合物的电子式：
（5）B、C、D与A所形成的简单的化合物中，熔点从高到低的顺序是：H₂O＞NH₃＞CH₄
（用化学式表示），原因是：水分子与氨分子间存在氢键，且水分子氢键强于氨分子氢键，故水熔点高于氨分子；而甲烷只存在分子间的范德华力，分子间氢键大于范德华力
（6）BD₂在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示．该晶体的类型属于分子（选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”）晶体，该晶体中B原子轨道的杂化类型为sp³．l molB₂A₂分子中含键的数目是3N_A（或1.806×10²⁴）．
（7）光谱证实单质E与强碱溶液反应有[E（OH）₄]^-生成，则[E（OH）₄]^-中存在abc．
a．共价键     b．配位键     c．σ键     d．π键．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为C元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为O元素；原子序数A＜B，B为碳元素，A原子的最外层电子数等于其周期序数，则A为H元素；E原子的最外层电子数等于其周期序数，E原子的电子层数是A的3倍，E为Al元素，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为氧元素；C原子序数介于碳元素与氧元素之间，则C为氮元素；原子序数A＜B，B为碳元素，A原子的最外层电子数等于其周期序数，则A为氢元素；E原子的最外层电子数等于其周期序数，E原子的电子层数是A的3倍，E为铝元素，根据分析可知：A为氢元素、B为碳元素、C为氮元素、D为氧元素、E为铝元素，
（1）E为铝元素，原子核外有13个电子，基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹；
（2）B为碳元素；C为氮元素；D为氧元素，同周期第一电离能自左而右具有增大趋势，所以第一电离能O＞C，由于氮元素原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于相邻元素，所以B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为：C、O、N，
故答案为：C、O、N；
（3）D为氧元素，同周期自左而右电负性增大，所以电负性：O＜F，
故答案为：＜；
（4）元素A、B、C可以形成原子个数比为1：1：1的化合物为HCN，HCN中含有碳氮三键，且N原子含有1对孤电子对，HCN的电子式为，
故答案为：；
（5）B、C、D与A所形成的简单的化合物分别为：CH₄、NH₃、H₂O，由于水分子与氨分子间存在氢键，且水分子氢键强于氨分子氢键，故水熔点高于氨分子；而甲烷只存在分子间的范德华力，分子间氢键大于范德华力，所以三者的沸点大小为：H₂O＞NH₃＞CH₄，
故答案为：H₂O＞NH₃＞CH₄；水分子与氨分子间存在氢键，且水分子氢键强于氨分子氢键，故水熔点高于氨分子；而甲烷只存在分子间的范德华力，分子间氢键大于范德华力；
（6）BD₂是CO₂，由晶体结构图可知，大球为碳原子，小球为氧原子，每个碳原子周围有4个氧原子，每个氧原子周围有2个碳原子，晶体中不存在CO₂分子，故在高温高压下所形成的晶体为原子晶体，该晶体中C原子轨道的杂化数为4，碳原子采取sp³杂化；B₂A₂为C₂H₂，C₂H₂的结构式为H-C≡CH，单键为δ键，三键含有1个δ键、2个π键，1个C₂H₂分子中含有3个δ键，所以l molC₂H₂分子中含σ键的数目是3 N_A（或1.806×10²⁴）．
故答案为：原子；sp³；3N_A（或1.806×10²⁴）；
（7）E为铝元素，光谱证实单质E与强碱溶液反应有[Al（OH）₄]^-生成，[Al（OH）₄]^-中氧原子与氢原子之间为共价键，是单键，属于δ键，铝离子与氢氧根离子之间形成配位键，配位键也属于共价键．所以，[Al（OH）₄]^-中存在共价键、配位键、δ键．
故选：abc．

点评 本题考查位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，涉及原子结构、电负性、电离能、化学键与晶体结构等知识，是对所学知识的综合考查与运用，根据结构推断元素是解题关键，注意熟练掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系．