Question

20．A、B、C、D、E是前四周期原子序数依次增大的五种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1．E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和．请回答下列各题（涉及元素请用相应化学符号表示）：
（1）B、C、D三种元素中电负性由大到小的排序为O＞N＞C（用元素符号回答），其中D元素基态原子的电子排布图为1s²2s²2p⁴．
（2）在B的基态原子中，核外存在2对自旋相反的电子．
（3）由E和D形成的晶胞如图1所示，晶体中E²⁺周围等距且最近的E²⁺有12个；E和B可形成的晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图2所示），但该晶体中含有B₂^2-的存在，晶体中E²⁺的配位数为6，该化合物的电子式为．

（4）用高能射线照射液态H时，一个H分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子．
①释放出来的电子可以被若干H分子形成的“网”捕获，你认为H分子间能形成“网”的原因是水分子间存在氢键．
②由H分子释放出一个电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO₂的水溶液反应的离子方程式2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E是前四周期原子序数依次增大的五种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，则A为H元素；B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1，则D为O元素、G为H₂O₂、H为H₂O；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和，原子核外电子数为（2+8）×2=20，则E为Ca，据此进行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是前四周期原子序数依次增大的六种元素．A元素原子的核外电子数等于其电子层数，则A为H元素；B元素基态原子有三个能级且各能级电子数相同，核外电子排布式为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A与D可形成两种常见液态化合物G、H，其原子数之比分别为1：1和2：1，则D为O元素、G为H₂O₂、H为H₂O；C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素；E元素原子的K、L层电子数之和等于其M、N层电子数之和，原子核外电子数为（2+8）×2=20，则E为Ca．
（1）同周期自左而右电负性增大，则电负性：O＞N＞C；
同周期自左而右电负性增大，C、N、O中电负性最大的元素为O元素，其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁴，
故答案为：O＞N＞C；1s²2s²2p⁴；
（2）B为碳元素，基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，核外存在2对自旋相反的电子，
故答案为：2；
（3）某化合物晶胞结构如图所示，以顶点的E²⁺研究，与之等距且最近的E²⁺位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故晶体中E²⁺周围等距且最近的E²⁺有$2\frac{3×8}{\;}$=12个，
E和B可形成的晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似，但该晶体中含有的哑铃形C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，晶体中E²⁺的配位数为6，该化合物为CaC₂，电子式为，
故答案为：12；6；；
（4）用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子为H₂O⁺．
①水分子间能形成“网”的原因是：水分子间存在氢键，
故答案为：水分子间存在氢键；
②由H分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，该阳离子与SO₂水溶液反应离子方程式为：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-，
故答案为：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-．

点评 本题较为综合，涉及晶胞计算、元素推断、电负性、核外电子排布、氢键与信息给予题，题目难度中等，推断元素是解题关键，是对学生综合能力的考查，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力．