Question

20．原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E，其中A是周期表中原子半径最小元素，B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，E的原子序数为29．回答下列问题（所有元素均用元素符号表示）：
（1）B₂A₂分子中B原子轨道的杂化类型为sp，
（2）B、C、D第一电离能由大到小为：N＞O＞C，E元素基态原子电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s¹．
（3）在天津爆炸事件中可能造成含B、C元素组成的钠盐的泄漏，该盐对应酸的结构式为H-C≡N．
（4）元素B、D形成的一种化合物与元素C、D形成的一种化合物互为等电子体，元素C、D形成化合物的分子式是N₂O．
（5）元素E的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是CuCl，测得其晶胞边长为acm，则该晶体密度为$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³．

Answer 1

分析 原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E，其中A是周期表中原子半径最小元素，则A为H元素；B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，原子序数大于碳，故D核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；E的原子序数为29，则E为Cu元素，据此解答．

解答 解：原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E，其中A是周期表中原子半径最小元素，则A为H元素；B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，原子序数大于碳，故D核外电子排布为1s²2s²2p⁴，则D为O元素；C的原子序数介于碳、氧之间，故C为N元素；E的原子序数为29，则E为Cu元素．
（1）C₂H₂分子结构式为H-C≡C-H，C原子形成2个σ键，没有孤对电子，故碳原子轨道的杂化类型为sp杂化，
故答案为：sp；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素原子2p轨道容纳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；
E的原子序数为29，则E为Cu元素，基态原子简化电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：N＞O＞C；[Ar]3d¹⁰4s¹；
（3）在天津爆炸事件中可能造成含B、C元素组成的钠盐的泄漏，该盐为NaCN，对应酸的结构式为H-C≡N，
故答案为：H-C≡N；
（4）元素C、O形成的一种化合物与元素N、O形成的一种化合物互为等电子体，应是CO₂与N₂O，
故答案为：N₂O；
（5）元素E的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，晶胞中白色球为数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球数目为4，原子数目之比为1：1，故该氯化物的化学式是CuCl，晶胞质量为$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g×4，测得其晶胞边长为acm，
则该晶体密度为$\frac{99.5}{{N}_{A}}$g×4÷（acm）³=$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm³，
故答案为：CuCl；$\frac{398}{{N}_{A}×{a}^{3}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化轨道、等电子体、晶胞计算等，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．