题目内容
A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素．已知A原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大．B 的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区．C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1． D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，E为第四周期未成对电子数最多的元素．请回答下列问题：（1）写出E基态原子的电子排布式
（2）某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了
（3）已知A和C形成的化合物X中每个原子的最外层均为8电子稳定结构，则X的化学式为
（4）B的单质与A的最高价含氧酸的稀溶液反应，能将A还原至最低价态，写出该反应的化学方程式
（5）已知D晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，若该晶体中一个晶胞的边长为a cm，则D晶体的密度为
考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用
专题：元素周期律与元素周期表专题
分析：A原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，这说明A是N元素；
B的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区，所以B是Mg元素；
C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，s能级最多排列2个电子，所以n=3，则C是Si元素；
D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，则D是Cu元素；
E为第四周期未成对电子数最多的元素，则E是Cr元素．
（1）E是Cr元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理书写Cr基态原子的电子排布式；
Cr在周期表中的位置是第四周期第VIB族，其基态原子有几种能级就有几种能量的原子；
（2）该排布图违反了能量最低原理；
（3）A是N元素、C是Si元素，A和C形成的化合物SiC中每个原子的最外层均为8电子稳定结构，则X的化学式为Si3N4，原子晶体熔沸点较高、硬度大，耐磨损、腐蚀；
（4）Mg的单质与N的最高价含氧酸的稀溶液硝酸反应，能将A还原至最低价态，为铵盐，根据反应物和生成物书写方程式；
（5）Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数=6×
+8×
=4，其晶胞体积V=a3cm3，其密度ρ=
；
若Cu的原子半径为r，则Cu的体积为r3，由原子空间利用率进行计算．
B的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区，所以B是Mg元素；
C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，s能级最多排列2个电子，所以n=3，则C是Si元素；
D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，则D是Cu元素；
E为第四周期未成对电子数最多的元素，则E是Cr元素．
（1）E是Cr元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理书写Cr基态原子的电子排布式；
Cr在周期表中的位置是第四周期第VIB族，其基态原子有几种能级就有几种能量的原子；
（2）该排布图违反了能量最低原理；
（3）A是N元素、C是Si元素，A和C形成的化合物SiC中每个原子的最外层均为8电子稳定结构，则X的化学式为Si3N4，原子晶体熔沸点较高、硬度大，耐磨损、腐蚀；
（4）Mg的单质与N的最高价含氧酸的稀溶液硝酸反应，能将A还原至最低价态，为铵盐，根据反应物和生成物书写方程式；
（5）Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数=6×
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 8 |
| m |
| V |
若Cu的原子半径为r，则Cu的体积为r3，由原子空间利用率进行计算．
解答：
解：A原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，这说明A是N元素；
B的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区，所以B是Mg元素；
C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，s能级最多排列2个电子，所以n=3，则C是Si元素；
D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，则D是Cu元素；
E为第四周期未成对电子数最多的元素，则E是Cr元素；
（1）E是Cr元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理知Cr基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；
Cr在周期表中的位置是第四周期第VIB族，其基态原子有几种能级就有几种能量的原子，其原子核外有7种能级，所以有7种能量不同的电子，
故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1；第4周期第ⅥB族；7；
（2）该排布图违反了能量最低原理，故答案为：能量最低原理；
（3）A和C形成的化合物X中每个原子的最外层均为8电子稳定结构，由于Si位于第ⅣA族，氮元素位于第ⅤA族，则X的化学式Si3N4；根据X的物理性质可知形成的晶体是原子晶体，
故答案为：Si3N4；原子晶体；
（4）氮元素的最低价是-3价，所以其还原产物是硝酸铵，则反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O，
故答案为：4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O；
（5）Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数=6×
+8×
=4，其晶胞体积V=a3cm3，其密度ρ=
=
g/cm3=
g/cm3；
根据晶胞结构可知，4r=
a，解得a=2
r，
则晶胞立方体的体积为a3=（2
r）3，
晶胞中4个金属原子的体积为4×
r3，
所以此晶胞中原子空间占有率是
，
故答案为：
；
．
B的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区，所以B是Mg元素；
C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1，s能级最多排列2个电子，所以n=3，则C是Si元素；
D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，则D是Cu元素；
E为第四周期未成对电子数最多的元素，则E是Cr元素；
（1）E是Cr元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理知Cr基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；
Cr在周期表中的位置是第四周期第VIB族，其基态原子有几种能级就有几种能量的原子，其原子核外有7种能级，所以有7种能量不同的电子，
故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1；第4周期第ⅥB族；7；
（2）该排布图违反了能量最低原理，故答案为：能量最低原理；
（3）A和C形成的化合物X中每个原子的最外层均为8电子稳定结构，由于Si位于第ⅣA族，氮元素位于第ⅤA族，则X的化学式Si3N4；根据X的物理性质可知形成的晶体是原子晶体，
故答案为：Si3N4；原子晶体；
（4）氮元素的最低价是-3价，所以其还原产物是硝酸铵，则反应的化学方程式是4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O，
故答案为：4Mg+10HNO3=4Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O；
（5）Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数=6×
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 8 |
| m |
| V |
| ||
| V |
| 256 |
| a3NA |
根据晶胞结构可知，4r=
| 2 |
| 2 |
则晶胞立方体的体积为a3=（2
| 2 |
晶胞中4个金属原子的体积为4×
| 4 |
| 3 |
所以此晶胞中原子空间占有率是
4×
| ||
(2
|
故答案为：
| 256 |
| a3NA |
4×
| ||
(2
|
点评：本题考查位置结构性质的相互关系及应用，涉及晶胞计算、构造原理、晶体类型判断等知识点，侧重考查分析、计算能力，难点是晶胞计算，特别是空间利用率的计算，题目难度中等．
练习册系列答案
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