已知A.B.C.D.E都是周期表中前四周期的元素.它们的原子序数依次增大．其中A原子的核外p电子数比s电子数少l.C是电负性最大的元素.D原子次外层电子数是最外层电子数的2倍.E原子次外层全充满.且最外层只有l个电子．(1)写出基态D原子的外围电子排布式3s23p2．(2)A.B.C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O.A.B两元素分别与D形成的共价键中.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大．其中A原子的核外p电子数比s电子数少l，C是电负性最大的元素，D原子次外层电子数是最外层电子数的2倍，E原子次外层全充满，且最外层只有l个电子．
（1）写出基态D原子的外围电子排布式3s²3p²．
（2）A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O（用元素符号表示），A、B两元素分别与D形成的共价键中，极性较强的键是O-Si．
（3）现有A的氢化物X，其中心原子的杂化类型为sp³，其分子空问构型为三角锥形．1mol配离子[E（X）₄]²⁺中含δ键的数目为16N_A，E²⁺容易与X形成配离子，但不易与AC₃形成配离子，其原因是F吸电子能力强，导致NF₃中N的电子云密度较小，给电子能力弱．
（4）己知E单质的晶体堆积模到为面心立方最密堆积，则晶体中E原子的配位数为12，假设E原子为刚性小球．已知E原子半径为r，列式表示该晶体的空间利用率$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$．（空间利用率指晶体中全部原子所占体积与晶体总体积之比）．

分析 A元素原子的核外p电子数比s电子数少1，所以A的核外电子排布为：1s²2s²2p³，故元素A是N；C是电负性最大的元素，故元素C为F；它们的原子序数依次增大，故元素B是O；D原子次外层电子数是最外层电子数2倍，故元素D是Si；E排在D后面，则E为第三周期元素或者第四周期元素，E原子次外层全充满，且最外层只有l个电子，则当为第三周期元素时，其核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s¹，则原子序数为11，不是排在D后面，则舍去，当为第四周期元素时，其核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则原子序数为29，符合条件，故元素E为Cu，由此分析解答．
（4）Cu单质的晶体为面心立方最密堆积，以顶点Cu原子研究，与之最近的Cu原子处于面心上，每个顶点为12个面共用，故Cu的配位数为12；Cu原子半径为r，对角线上三个Cu原子相邻，对角线长度=4r，则晶胞棱长=$\sqrt{\frac{（4r）^{2}}{2}}$=2$\sqrt{2}$r，晶胞体积=（2$\sqrt{2}$r）³，该晶胞中Cu原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，每个Cu原子体积=$\frac{4}{3}$πr³，该晶胞中含有4个Cu原子，所以晶胞中所有Cu原子体积=4×$\frac{4}{3}$πr³，空间利用率=$\frac{所有铜原子体积}{晶胞体积}$．

解答解：A元素原子的核外p电子数比s电子数少1，所以A的核外电子排布为：1s²2s²2p³，故元素A是N；C是电负性最大的元素，故元素C为F；它们的原子序数依次增大，故元素B是O；D原子次外层电子数是最外层电子数2倍，故元素D是Si；E排在D后面，则E为第三周期元素或者第四周期元素，E原子次外层全充满，且最外层只有l个电子，则当为第三周期元素时，其核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s¹，则原子序数为11，不是排在D后面，则舍去，当为第四周期元素时，其核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则原子序数为29，符合条件，故元素E为Cu，
（1）硅原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p²，故外围电子排布式3s²3p²，
故答案为：3s²3p²；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，N元素原子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F＞N＞O；N-Si，O-Si两种共价键中，氧元素的非金属性强，O-Si键的极性较强，N-Si键键能较小，
故答案为：F＞N＞O；O-Si；
（3）NH₃分子中N原子呈3个N-H键，N原子还原1对孤对电子对，杂化轨道数为4，N原子采取sp³杂化；其分子空问构型为三角锥形；1mol配离子[Cu（NH₃）₄]²⁺中含δ键的数目为16N_A；Cu²⁺容易与NH₃形成配离子，但不易与NF₃形成配离子，其原因是F吸电子能力强，导致NF₃中N的电子云密度较小，给电子能力弱，
故答案为：sp³；三角锥形；16；F吸电子能力强，导致NF₃中N的电子云密度较小，给电子能力弱；
（4）Cu单质的晶体为面心立方最密堆积，以顶点Cu原子研究，与之最近的Cu原子处于面心上，每个顶点为12个面共用，故Cu的配位数为12；Cu原子半径为r，对角线上三个Cu原子相邻，对角线长度=4r，则晶胞棱长=$\sqrt{\frac{（4r）^{2}}{2}}$=2$\sqrt{2}$r，晶胞体积=（2$\sqrt{2}$r）³，该晶胞中Cu原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，每个Cu原子体积=$\frac{4}{3}$πr³，该晶胞中含有4个Cu原子，所以晶胞中所有Cu原子体积=4×$\frac{4}{3}$πr³，空间利用率=$\frac{所有铜原子体积}{晶胞体积}$=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$，
故答案为：12；$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$．

点评本题以元素推断为载体，综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、杂化理论与分子结构、晶胞计算等，难度中等，（4）注意利用均摊法进行晶胞计算．

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B	浓氨水	碱石灰	AlCl₃溶液	先产生白色沉淀后溶解
C	稀硫酸	Na₂O₂	H₂S溶液	产生淡黄色沉淀
D	稀盐酸	CaCO₃	Na₂SiO₃溶液	产生白色沉淀

实验内容	读出量筒内液体的体积	向上排空气法收集气体	实验室制CO₂	过滤	加热液体药品
实验操作图
实验操作图编号	A	B	C	D	E

（1）写出表内的实验操作图中标有字母（a、b、c、d）的仪器名称：
a量筒、b圆底烧瓶、c漏斗、d酒精灯．
（2）上面的实验操作中各有一处错误，试将各实验操作的示意图编号（A、B、C、D、E）填在下面相应的空格里．
①E图中的操作，造成液体沸腾后冲出．
②A图中的操作，引起体积读数偏小．
③C图中的操作，造成收集的气体外逸．
④B图中的操作，不利于排出瓶内空气．
⑤D图中的操作，造成被转移的液体溅出．

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