题目内容
【题目】[选修3—物质结构与性质]Ⅰ某元素X核电荷数小于18,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2-1。下列有关X的说法中,不正确的是
A.X 能形成化学式为X(OH)3的碱
B.X 不能形成化学式为NaXO3的含氧酸钠盐
C.X 原子的最外层电子数和核电荷数不可能为偶数
D.X 能与某些金属元素或非金属元素形成化合物
Ⅱ已知 A、B、C、D、E 都是元素周期表中原子序数小于36的元素,且它们的核电荷数依次增大。B原子的p轨道半充满,形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的。D原子得到一个电子后 3p 轨道全充满。A+比D原子形成的离子少一个电子层。C与A形成A2C型离子化合物。E的原子序数为26,E原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。 请根据以上情况,回答下列问题:
(1)E元素原子的核外电子排布式是 。
(2)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 。 (用元素符号表示)
(3)B 元素的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的原因是 。
(4)化合物BD3的分子中,原子B的杂化轨道是 ,分子空间构型是 。
(5)E 的一种常见配合物E(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。 据此可判断E(CO)5的晶体类型为 。金属 E 单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的E原子个数之比为 。
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【答案】Ⅰ、AB
Ⅱ、(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;
(2)Na<S<P<Cl ;
(3)第VA族元素的氢化物中NH3分子间具有氢键,而AsH3分子的相对分子质量比PH3分子的大;(2 分);
(4)sp3杂化 ;三角锥 ;
(5)分子晶体 ;1:2
【解析】试题分析:Ⅰ、根据核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2-1.假设n=1时,最外层电子数为3,不符合题意;n=2时,最外层电子数为5,质子数为7,符合题意;n=3时,最外层电子数为7,质子数为17,符合题意;A、由于元素X可能为氮元素或氯元素,因此不可能形成X(OH)3的碱,故A不正确;B、元素X可能为氮元素或氯元素,可形成KNO3或KClO3,故B不正确;C、当n=1时,没有此元素存在;当n=2时,最外层电子数为5,核电荷数为7,该元素X为氮元素;当n=3时,最外层电子数为7,核电荷数为17,该元素X为氯元素,故C正确;D、N元素能与金属Mg元素形成化合物Mg3N2,Cl元素能与金属Na元素形成化合物NaCl,故D正确;故选AB。
Ⅱ、由于B原子的p轨道半充满,所以B元素的核外最外层电子排布式为ns2np3,为第ⅤA族元素,再由B形成的简单氢化物的沸点是同主族元素的简单氢化物中最低的,确定B元素为磷元素;由“D原子得到一个电子后3p轨道全充满、A+比D原子形成的离子少一个电子层”及“A、B、C、D、E的核电荷数依次增大”,可推出A元素为Na,C元素为S,D元素为Cl;E的原子序数为26,则E元素为Fe。
(1)Fe元素原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。
(2)Na、P、S、Cl的第一电离能由小到大的顺序为Na<S<P<Cl。
(3) 因第VA族元素的氢化物中NH3分子间具有氢键,而AsH3分子的相对分子质量比 PH3分子的大;故P元素的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的原因是。
(4)化合物PCl3的分子中,原子P原子的价层电子对互斥理论为4对,则其杂化轨道是sp3杂化,分子呈三角锥空间构型。
(5)因Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。 据此可判断其晶体类型为分子晶体。根据均摊法,体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数为2,面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数为4,则其比值为1:2 。