Question

A、B、C、D、E、F六种元素位于周期表前四周期且原子序数依次增大．①A元素的一种核素中子数是质子数的2倍；②基态B原子核外有两个未成对电子；③大气中C的游离态含量最高；④D原子基态核外电子运动状态共8种；⑤E、F原子序数相差3，基态E原子中有4个未成对屯子且全在同一能级内．
回答下列问题：
（1）阳离子E²⁺的M层电子排布式

 

，A、B、D三种原子半径由大到小的排列次序

 

．（用实际的元素符号）
（2）B、C与A可形成多种分子：BA₄、B₂A₄、B₆H₆、CA₃、C₂A₄等．
①下列有关C₂A₄分子的分析说法正确的是

 

．
a．所有原子肯定在同一平面上    b．含有4个σ键和一个π键
c．其中c原子为sp³杂化         d．可以做配体与金属离子形成配位键
e．易溶于水且沸点高于B₂A₄      f．因其强氧化性用于火箭燃料
②甲：从结构的角度简要分析：BA₄、CA₃分子中共价键的键角：

 

．
乙：最高价氧化物对应水化物的酸性C

 

B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样，欲比较ED与NaCl的晶格能大小，还需考虑的数据是

 

．
（4）B的一种单质晶体结构如图甲，E单质的一种的晶体结构如图乙．则晶体中B原子和E原子的配位数之比为

 

．
（5）据最新资料显示，F单质的晶胞可能有多种，若其晶胞分别以六方最密堆积和面心立方堆枳存在时，其单质的密度之比为

 

，理由为

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A、B、C、D、E、F六种元素位于周期表前四周期且原子序数依次增大．由③大气中C的游离态含量最高，则C为N元素；根据④D原子基态核外电子运动状态共8种，则D为O元素；再根据②基态B原子核外有两个未成对电子，且原子序数小于N，故B原子核外电子数排布为1s²2s²2p²，则B为碳元素；由①A元素的一种核素中子数是质子数的2倍，且A的原子序数小于碳，可推知A为H元素；由⑤基态E原子中有4个未成对电子且全在同一能级内，则E核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故E为Fe，E、F原子序数相差3，则F为Cu，以此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F六种元素位于周期表前四周期且原子序数依次增大．由③大气中C的游离态含量最高，则C为N元素；根据④D原子基态核外电子运动状态共8种，则D为O元素；再根据②基态B原子核外有两个未成对电子，且原子序数小于N，故B原子核外电子数排布为1s²2s²2p²，则B为碳元素；由①A元素的一种核素中子数是质子数的2倍，且A的原子序数小于碳，可推知A为H元素；由⑤基态E原子中有4个未成对电子且全在同一能级内，则E核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故E为Fe，E、F原子序数相差3，则F为Cu，
（1）阳离子Fe²⁺的M层电子排布式为3s²3p⁶3d⁶，同周期随原子序数增大原子半径减小，H原子半径在所有元素中最小，故原子半径为C＞O＞H，
故答案为：3s²3p⁶3d⁶；C＞O＞H；
（2）①a．N₂H₄分子中N原子成3个σ键、含有1对孤对电子，存在三角锥形结构，所有原子不可能在同一平面上，故a错误；
b．N₂H₄分子结构式为，含有5个σ键、没有π键，故b错误；
c．N₂H₄分子中N原子成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子为sp³杂化，故c正确；
d．N₂H₄分子中N原子含有1对孤对电子，可以做配体与金属离子形成配位键，故d正确；
e．N₂H₄分子与水分子之间存在氢键，易溶于水，N₂H₄分子之间也存在氢键，沸点高于C₂H₄，故e正确；
f．N₂H₄用于火箭燃料，反应中N₂H₄表现还原性，不是氧化剂，故f错误，
故答案为：cde；
②CH₄、NH₃中心原子都为sp³杂化，但NH₃分子中N原子含有孤对电子，孤电子对与成键电子对之间的排斥大于成键电子对之间的排斥，故NH₃分子中键角小于CH₄分子中键角；
非金属性C（N元素）＞B（C元素），故最高价氧化物对应水化物的酸性C＞B，
故答案为：CH₄、NH₃中心原子都为sp³杂化，但NH₃分子中N原子含有孤对电子，孤电子对与成键电子对之间的排斥大于成键电子对之间的排斥，故NH₃分子中键角小于CH₄分子中键角；＞；
（3）Fe元素与O元素形成的FeO晶体与NaCl晶体一样，晶格能与离子电荷及离子半径有关，阴阳离子电荷容易确定，但离子半径无法确定，欲比较FeO与NaCl的晶格能大小，还需考虑的数据是离子半径大小，
故答案为：离子半径大小；
（4）B的一种单质晶体结构如图甲，晶胞中B原子的配位数为4，E单质的一种的晶体结构如图乙，晶胞中E原子配位数为8，则晶体中B原子和E原子的配位数之比=4：8=1：2，
故答案为：1：2；
（5）据最新资料显示，F单质的晶胞可能有多种，若其晶胞分别以六方最密堆积和面心立方堆枳存在时，由于两种晶体的原子空间利用率相同，对同一原子构成的物质而言，其密度相等，即其单质的密度之比为1：1，
故答案为：1：1；由于两种晶体的原子空间利用率相同，对同一原子构成的物质而言，其密度相等．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、半径比较、分子结构与性质、晶格能、晶胞结构与计算等，推断元素是解题关键，注意根据价层电子对数互斥理论判断键角大小，难度中等．