Question

1．A、B、C、D、M为原子序数依次增大的五种元素，A是元素周期表中原子半径最小的元素；B的一种单质在自然界中硬度最大；C、D的单质都是空气的主要成分；M位于元素周期表的第四周期第6纵行．
回答下列问题：
（1）元素M的基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹．
（2）B的10电子氢化物中，中心原子的杂化轨道类型为sp³，C的10电子氢化物分子的立体构型为三角锥形该氢化物易溶于水的原因是氨气分子与水分子之间形成氢键，氨气分子、水分子均为极性分子，相似相溶．
（3）C、D的第一电离能的大小为N＞O（用元素符号表示）．
（4）由A、B、C形成的ABC分子中，含有2个σ键和2个π键．
（5）化合物MO₂Cl₂在有机合成中可作氧化剂，能写许多有机物反应．
①与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有2种，其中一种金属的晶胞结构如图所示，该晶胞结构中金属原子的配位数为12．
②常温下，MO₂Cl₂为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，据此可判断MO₂Cl₂是非极性（填“极性”或“非极性”）分子．

Answer 1

分析 A、B、C、D、M为原子序数依次增大的五种元素，A是元素周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B的一种单质在自然界中硬度最大，则B为碳元素；C、D的单质都是空气的主要成分，则C为N元素、D为O元素；
M位于元素周期表的第四周期第6纵行，则M为Cr元素．
（1）M位于元素周期表的第四周期第6纵行，即处于第四周期VIB族，根据能量最低原理书写；
（2）B的10电子氢化物为CH₄，C原子形成4个C-H价，杂化轨道数目为4；
C的10电子氢化物分子为NH₃，为三角锥形结构，氨气分子与水分子之间形成氢键，氨气分子、水分子均为极性分子，相似相溶；
（3）N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素；
（4）由A、B、C形成的ABC分子为HCN，结构式为H-C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键；
（5）①与Cr同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与Cr原子相同的元素有K、Cu，其中一种金属的晶胞结构为面心立方最密堆积，以顶点原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用；
②常温下，CrO₂Cl₂为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，根据相似相溶原理可知，CrO₂Cl₂是非极性分子．

解答 解：A、B、C、D、M为原子序数依次增大的五种元素，A是元素周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B的一种单质在自然界中硬度最大，则B为碳元素；C、D的单质都是空气的主要成分，则C为N元素、D为O元素；
M位于元素周期表的第四周期第6纵行，则M为Cr元素．
（1）M位于元素周期表的第四周期第6纵行，即处于第四周期VIB族，根据能量最低原理，元素M的基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；
（2）B的10电子氢化物为CH₄，C原子形成4个C-H价，杂化轨道数目为4，C原子杂化方式为sp³杂化；
C的10电子氢化物分子为NH₃，为三角锥形结构，氨气分子与水分子之间形成氢键，氨气分子、水分子均为极性分子，相似相溶，故氨气易溶于水，
故答案为：sp³；三角锥形；氨气分子与水分子之间形成氢键，氨气分子、水分子均为极性分子，相似相溶；
（3）N元素原子2p能级为半满稳定状态，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，
故答案为：N；O；
（4）由A、B、C形成的ABC分子为HCN，结构式为H-C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，HCN分子含有2个σ键、2个π键，
故答案为：2；2；
（5）①与Cr同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与Cr原子相同的元素有K、Cu，其中一种金属的晶胞结构为面心立方最密堆积，以顶点原子研究，与之最近的原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，金属原子配位数为$\frac{3×8}{2}$=12，
故答案为：2；12；
②常温下，CrO₂Cl₂为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，根据相似相溶原理可知，CrO₂Cl₂是非极性分子，故答案为：非极性．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、化学键、氢键、杂化方式判断、分子结构与性质、晶胞结构等，注意对基础知识的理解掌握．