Question

［化学—选修3：物质结构与性质］(15分)

已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E＋原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。

请填写下列空白。

（1）E元素基态原子的核外电子排布式为_________________。

（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_____________（填元素符号），其原因为_____________________。

（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为__________；

1 mol B2A4分子中含__________molσ键。

（4）已知D、E能形成晶胞如图所示的两种化合物，

化合物的化学式，甲为__________，乙为_____________；高温时，甲易转化为乙的原因为__________________。

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d104s1（2分）；

（2）C＜O＜N（2分）；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素最外层电子达到半满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素（2分）；

（3）sp2杂化（2分）； 5（2分）

（4）CuO（2分）；Cu2O（2分）；

Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态，较稳定，所以高温时，CuO易转化为Cu2O（1分）。

【解析】试题分析：：A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H；B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B电子排布式为1s22s22p2，则B为C；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s22s22p4，所以D为O；C的原子序数介于C、O两元素之间，则C为N；E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子29号元素Cu。则：（1）E为Cu元素，基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，（2）C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N，原因是同周期，随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素2p为半满状态，能量较低，失去第一个电子需要的能量较多，所以第一电离能高于同周期相邻C和O。（3）由C2H4结构式可知C原子有3个σ键，故为sp2杂化，1个C2H4分子中含有5个σ键，1个1个π键，故lmolC2H4分子中σ键5mol；（4）由均摊法：甲中黑球数=4，白球数=6×1/2+8×1/8=4，Cu、O原子数之比为1：1，则甲的化学式为CuO；乙中黑球数=4，白球数=1+8×1/8=2，黑球与白球个数之比为2：1，氧元素为-2价，则乙的化学式为Cu2O，Cu2O中Cu原子d轨道为全满状态，比较稳定，故高温时CuO易转化为Cu2O。

考点： ⑴了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子、价电子的排布。了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）