Question

3．按要求填空
（1）在第二周期中（稀有气体除外），第一电离能最大的元素的原子结构示意图是，第一电离能最小的元素的原子轨道表达式．
（2）第四周期元素中：4p轨道半充满的元素是As（填元素符号），价电子层中S电子数与d电子数相同的元素是钛（填元素名称）．
（3）中国古代四大发明之一--黑火药，它的爆炸反应方程式为：2KNO₃+3C+S$\frac{\underline{\;引爆\;}}{\;}$A+N₂↑+3CO₂↑（已配平）
①除K、S外，上述方程式中出现的元素形成氢化物的稳定性从大到小依次为H₂O＞NH₃＞CH₄．
②写出K的基态电子排布式1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹．

Answer 1

分析 （1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族；
（2）第四周期元素中，4p轨道半充满说明4p轨道中含有3个电子；根据核外电子排布规律，先排4S后排3d，价电子层中S电子数与d电子数相同的元素是钛；
（3）由化学方程式为S+2KNO₃+3C→X+N₂↑+3CO₂↑，根据质量守恒定律可知，反应前后元素种类、原子个数相等，则A的化学式为K₂S，
①同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，对应的气态氢化物稳定性逐渐增强；
②处于最低能量的原子叫做基态原子，基态电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则书写，K为19号元素．

解答 解：（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以在第二周期中（稀有气体除外），第一电离能最大的元素F，原子结构示意图为，第一电离能最小的元素为Li，原子核外电子排布为1S²2S¹，轨道式为，

故答案为：；；
（2）第四周期元素中，4p轨道半充满说明4p轨道中含有3个电子，根据电子排布规则知，该原子的3d、4s能级上都充满电子，所以该基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s²4p³，所以为As元素；价电子层中S电子数与d电子数相同，因s轨道最多排2个电子，且排满S再排d，所以d电子数为2，Ti的原子序数为22，电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，符合条件，
故答案为：As；钛；
（3）由化学方程式为S+2KNO₃+3C→X+N₂↑+3CO₂↑，根据质量守恒定律可知，反应前后元素种类、原子个数相等，则A的化学式为K₂S，
①除K、S外，上述方程式中出现的元素有C、N、O，元素C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，氢化物的稳定性从大到小依次为H₂O＞NH₃＞CH₄，
故答案为：H₂O＞NH₃＞CH₄；
②钾元素为19号元素，原子核外有19个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹．

点评 本题考查了第一电离能大小的判断、核外电子排布等知识，题目难度不大，根据元素周期律来分析解答即可，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的．