题目内容

20.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大.a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子.回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是N(填元素符号),
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2和N2H4(填化学式,写出两种).
(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3;酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3.(填化学式)

分析 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素;
c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,最外层电子数不超过8个,则c是O元素;
b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;
e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,则e原子核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素;
d与c同族,且原子序数小于e,所以d为S元素,据此进行解答.

解答 解:周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,最外层电子数不超过8个,则c是O元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,则e原子核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素;d与c同族,且原子序数小于e,所以d为S元素,
(1)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以b、c、d元素第一电离能最大的是N元素,
故答案为:N;
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物有H2O2和N2H4,
故答案为:H2O2和N2H4;
(3)这些元素能够形成含氧酸的为N、S元素,N、S元素形成的含氧酸有HNO2 HNO3、H2SO3、H2SO4,
NO2-中N原子价层电子对数是2+$\frac{5+1-2×2}{2}$=3,含1对孤电子对,所以为V形结构,
NO3-中N原子价层电子对数是3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3,不含孤电子对,所以为平面三角形,
SO32-中S原子价层电子对数是3+$\frac{6+2-2×3}{2}$=4,含1对孤电子对,所以为三角锥形,
SO42-中S原子价层电子对数是4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4,不含孤电子对,所以为正四面体,
则分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3;酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3,
故答案为:HNO2、HNO3;H2SO3.

点评 本题考查位置结构与性质关系的应用,题目难度中等,推断元素为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力.

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