Question

2．现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子．请回答下列问题：
（1）用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序C＜O＜N
（2）下列说法错误的是ACD．
A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO₂＞CO₂
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．N₂与CO为等电子体，化学性质相似
D．由于水分子间存在氢键，所以稳定性：H₂O＞H₂S
（3）E元素的+2价氧化物的熔点比+3价氧化物低（高或低），原因是Fe²⁺离子半径比Fe³⁺离子半径大，所带电荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低．
（4）B单质的一种同素异形体的晶胞如图所示，若晶体的密度为ρg/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，则晶体中最近的两个原子之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则B是C元素；
D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D是O元素，C原子序数大于B而小于D，则C是N元素；
E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子，E原子序数大于D，则E为Fe元素，F为Cu元素，
（1）B、C、D分别是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（2）A．沸点：原子晶体＞分子晶体；
B．同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大；
C．等电子体结构相似但性质不同；
D．氢化物的稳定性与非金属元素的非金属性强弱有关，与氢键无关；
（3）离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；
（4）晶体中最近的两个原子之间的距离为该晶体晶胞体长的$\frac{1}{4}$，该晶胞中原子个数=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，该晶胞体积=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，该晶胞体长=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm．

解答 解：A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期；B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则B是C元素；
D的原子核外有8个运动状态不同的电子，则D是O元素，C原子序数大于B而小于D，则C是N元素；
E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子，E原子序数大于D，则E为Fe元素，F为Cu元素，
（1）B、C、D分别是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以B、C、D第一电离能由低到高顺序是C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（2）A．沸点：原子晶体＞分子晶体，二氧化硅是原子晶体、二氧化碳是分子晶体，所以沸点SiO₂＞CO₂
，故A错误；
B．同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，所以电负性顺序：C＜N＜O＜F
，故B正确；
C．等电子体结构相似但性质不同，二者原子个数相等、价电子数相等，所以是等电子体，但二者不是同一物质，化学性质不同，故C错误；
D．氢化物的稳定性与非金属元素的非金属性强弱有关，与氢键无关，非金属性O＞S，所以稳定性：H₂O＞H₂S
，故D错误；
故选ACD；
（3）Fe²⁺离子半径比Fe³⁺离子半径大，所带电荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃小，FeO的熔点比Fe₂O₃低，
故答案为：低；Fe²⁺离子半径比Fe³⁺离子半径大，所带电荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低；
（4）该晶胞中原子个数=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，该晶胞体积=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，该晶胞体长=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶体中最近的两个原子之间的距离为该晶体晶胞体长的$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、电负性大小比较、第一电离能大小比较、等电子体等知识点，为高频考点，注意等电子体物理性质相似但化学性质不同，难点是晶胞计算，注意该晶体中两个距离最近原子之间距离与晶胞体长关系，为易错点．