Question

13．A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大，A的最高正价和最低负价的绝对值相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的5倍，G的3d轨道有3个未成对电子，请回答下列问题：
（1）F的基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G在周期表的位置第四周期第Ⅷ族．
（2）B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N（用元素符号回答），A、C、D形成的离子化合物中的化学键类型离子键、共价键．
（3）下列关于B₂A₂（B原子最外层满足8电子稳定结构）分子和A₂D₂分子的说法正确的是b．
a．分子中都含有σ键和π键            b．B₂A₂分子的沸点明显低于A₂D₂分子
c．都是含极性键和非极性键的非极性分子d．互为等电子体，分子的空间构型都为直线形
e．中心原子都是sp杂化
（4）用电子式表示E的氯化物的形成过程．
（5）F的最高正价为+6价，而氧原子最多只能形成2个共价键，试推测CrO₅的结构式．
（6）C的最低价的氢化物为CH₃，通常情况下，G²⁺的溶液很稳定，它与CH₃形成的配位数为6的配离子却不稳定，在空气中易被氧化为[G（CH₃）₆]³⁺，该反应的离子方程式是4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-，1mol[G（CH₃）₆]³⁺配离子含有σ键数目为24 N_A．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大．其中B的基态原子有3个不同的能级，且各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A的最高正价和最低负价的绝对值相等，原子序数小于碳，故A为H元素；E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，D的原子序数小于E，D原子核外电子排布只能为1s²2s²2p⁴，则D为O元素，故E为Mg，而C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的5倍，G的3d轨道有3个未成对电子，且F的原子序数小于G的，则F原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，故F为Cr，G为Co，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大．其中B的基态原子有3个不同的能级，且各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A的最高正价和最低负价的绝对值相等，原子序数小于碳，故A为H元素；E的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，D的原子序数小于E，D原子核外电子排布只能为1s²2s²2p⁴，则D为O元素，故E为Mg，而C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的5倍，G的3d轨道有3个未成对电子，且F的原子序数小于G的，则F原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，故F为Cr，G为Co．
（1）由上述分析可知，F基态原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，G原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；第四周期第Ⅷ族；
（2）C、N、O同周期，随原子序数增大的第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，
H、N、O形成的离子化合物为NH₄NO₃，含有的化学键有离子键、共价键，
故答案为：C＜O＜N；离子键、共价键；
（3）a．C₂H₂分子中含有C≡C三键、C-H键，含有σ键和π键，而H₂O₂分子为H-O-O-H，只含有σ键，故a错误；
b．C₂H₂常温下为气态，而H₂O₂常温下为液态，故b正确；
c．C₂H₂、H₂O₂均含有极性键、非极性键，C₂H₂是直线型对称结构，是非极性分子，而H₂O₂分子是展开书页形结构，属于极性分子，故c错误；
d．C₂H₂分子、H₂O₂分子含有电子总数或价电子总数不相等，不是等电子体，故d错误；
e．C₂H₂分子中C原子成2个σ键、没有孤对电子，杂化轨道数目为2，采取sp杂化，H₂O₂分子中O原子成2个σ键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，故e错误，
故答案为：b；
（4）用电子式表示MgCl₂的形成过程：，
故答案为：；
（5）Co的最高正价为+6价，而氧原子最多只能形成2个共价键，CrO₅的结构式为，
故答案为：；
（6）C的最低价的氢化物为NH₃，通常情况下，Co²⁺的溶液很稳定，它与NH₃形成的配位数为6的配离子却不稳定，在空气中易被氧化为[Co（NH₃）₆]³⁺，该反应的离子方程式是：4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-，1mol[Co（NH₃）₆]³⁺配离子含有6mol配位键、18molN-H键，则含有σ键数目为 24 N_A，
故答案为：4[Co（NH₃）₆]²⁺+O₂+2H₂O═4[Co（NH₃）₆]³⁺+4OH^-；24 N_A．

点评 本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、电离能、分子结构与性质等，学生要熟练掌握基础知识，并能迁移运用，难度中等．