题目内容

20．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，A的一种同位素可用于考古测定生物的死亡年代，C原子的最外层电子数是次外层的3倍，D与B同主族；E的原子序数是A、B之和的2倍；F的原子序数为29．回答下列问题：
（1）六种元素中第一电离能最大的是N（填元素符号），其中D原子价电子排布图为．
（2）基态E原子核外未成对电子数为4．
（3）BC2-的立体构型为V形，与其互为等电子体的分子是SO2（O3）（写化学式）．
（4）FC在加热条件下容易转化为F2C，从原子结构的角度解释原因Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定；F晶体的堆积方式为④（填序号）．
①简单立方堆积  ②体心立方堆枳  ③六方最密堆积  ④面心立方最密堆积
（5）硼与D可形成一种耐磨材料G，其结构与金刚石相似（如图），可由硼的三溴化物和D的三溴化物高温下在氢气的氛围中合成．G的晶胞边长为a Pm，则该晶体密度的表达式为$\frac{4×42}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm-3（含a、NA的式子表示，不必化简）．

分析 A的一种同位素可用于考古测定生物的死亡年代，应为C元素，C原子的最外层电子数是次外层的3倍，应为O元素，A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，则B为N元素，D与B同主族，可知D为P元素；E的原子序数是A、B之和的2倍，则原子序数为26，应为Fe；F的原子序数为29，应为Cu元素，
（1）六种元素中第一电离能最大的是N元素，D为P元素，最外层有5的电子，；
（2）基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，原子核外未成对电子数为4；
（3）NO2-中N原子孤电子对数=$\frac{5+1-2×2}{\;}$=1，价层电子对数=2+1=3，；
（4）Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定，CuO在加热条件下容易转化为Cu2O，Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积；
（5）计算金刚石晶胞中C原子数目，可以确定晶胞中B、P原子数目，表示出BP晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：A的一种同位素可用于考古测定生物的死亡年代，应为C元素，C原子的最外层电子数是次外层的3倍，应为O元素，A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，则B为N元素，D与B同主族，可知D为P元素；E的原子序数是A、B之和的2倍，则原子序数为26，应为Fe；F的原子序数为29，应为Cu元素，
（1）六种元素中第一电离能最大的是N元素，最外层为半饱和结构，较为稳定，D为P元素，最外层有5的电子，原子价电子排布图为为，
故答案为：N；；
（2）基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，原子核外未成对电子数为4，故答案为：4；
（3）NO2-中N原子孤电子对数=$\frac{5+1-2×2}{\;}$=1，价层电子对数=2+1=3，立体构型为V形，与其互为等电子体的分子是SO2（O3），
故答案为：V形；SO2（O3）；
（4）Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定，CuO在加热条件下容易转化为Cu2O，
Cu原子的外围电子排布式为：3d104s1，Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积，
故答案为：Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定；④；
（5）金刚石晶胞中C原子数目为4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，则晶胞中B、P原子数目均为4，晶胞质量为4×$\frac{11+31}{{N}_{A}}$g，晶胞边长为a pm，则该晶体密度为4×$\frac{11+31}{{N}_{A}}$g÷（a×10-10 cm）3=$\frac{4×42}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm-3．
故答案为：$\frac{4×42}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，为高频考点，涉及核外电子排布、电离能、空间构型与杂化方式、晶胞计算等，是对物质结构主干知识综合考查，需要学生具备扎实的基础．

练习册系列答案
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[将B中反应后的固体溶于水]$\stackrel{BaCl_{2}溶于}{→}$[白色固体]$\stackrel{稀硝酸}{→}$[仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4]上述方案是否合理？不合理（填“合理”或“不合理”）．
请简要说明两点理由：①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；   ②如果反应后的固体中还残留Na2O2，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根．
1．设NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是（　　）
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B．常温下，500mL 2mol•L-1的Na2CO3溶液中含Na+数目为2NA
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2．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
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D．含NA个Na+的Na2O溶解于1 L水中，Na+的物质的量浓度为1 mol•L-1

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