Question

19．A、B、C、D、E为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素．
已知：①A原子核是一个质子；
②B的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同；
③D的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；
④A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78；
⑤E原子有4个未成对电子
请回答下列问题（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）化合物M的中心原子采取sp²杂化，化合物N在固态时的晶体类型为分子晶体．
（2）由上述一种或多种元素组成的与BD₂互为等电子体的分子为N₂O（写分子式），写出BC^-的电子式，
（3）写出基态E原子的核外价电子排布图
（4）E能与BD分子形成配位化合物E（BD）₅，其中BD分子提供孤对电子1mol E （BD）₅中含有10molσ键．
（5）化合物CD₂中C原子的价层电子对互斥模型为平面三角形其在实验室中可被Na₂CO₃溶液吸收形成两种C的不同价态的含氧酸盐，其离子方程式为CO₃^2-+2NO₂═NO₂^-+NO₃^-+CO₂
（6）E晶体的晶胞（如图），实验测得E的密度为ρ（g•cm^-3）．  已知E的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为N_A（mol^-1），假定E原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切．则E原子的半径 r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{2a}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰pm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素，①A原子核是一个质子，则A为H，②B的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同，则B为C，③D的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，则D的电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为O，则C为N，④A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，所以M为甲醛，A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78，则N为C₆H₆，⑤E原子有4个未成对电子，则E为Fe，据此答题．

解答 解：A、B、C、D、E为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素，①A原子核是一个质子，则A为H，②B的基态原子中电子占据三种能量不同的能级，且每种能级中的电子总数相同，则B为C，③D的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，则D的电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为O，则C为N，④A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，所以M为甲醛，A、B两种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N的质荷比最大值为78，则N为C₆H₆，⑤E原子有4个未成对电子，则E为Fe，
（1）M为甲醛，M的中心原子碳原子的价层电子对数为$\frac{4+2}{2}$=3，所以碳原子的杂化方式为sp²杂化，化合物N为C₆H₆，N在固态时的晶体类型为分子晶体，
故答案为：sp²；分子晶体；
（2）BD₂为CO₂，根据等电子体的概念可知，由上述一种或多种元素组成的与BD₂互为等电子体的分子为 N₂O，CN^-的电子式 为，
故答案为：N₂O；；
（3）E为Fe，基态E原子的核外价电子排布图为，
故答案为：；
（4）Fe能与CO分子形成配位化合物Fe（CO）₅，其中CO分子作配体，提供孤对电子，每个CO中含有一个σ键，所以1mol Fe（CO）₅中含有10molσ键，
故答案为：孤对电子；10；
（5）化合物NO₂中N原子的价层电子对数为$\frac{5+1}{2}$=3，所以其互斥模型为平面三角形，NO₂被Na₂CO₃溶液吸收生成硝酸盐和亚硝酸盐，其离子方程式为 CO₃^2-+2NO₂═NO₂^-+NO₃^-+CO₂，
故答案为：平面三角形；CO₃^2-+2NO₂═NO₂^-+NO₃^-+CO₂；
（6）根据铁晶体的晶胞图，可知，每个晶胞中含有铁原子数为$8×\frac{1}{8}+1$=2，所以晶胞的体积V为$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{2a}{{N}_{A}}}{ρ}$=$\frac{2a}{{N}_{A}ρ}$cm³，晶胞的边长为$\root{3}{\frac{2a}{{N}_{A}ρ}}$cm，假定铁原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切，所以铁原子的半径为晶胞体对角线的$\frac{1}{4}$，则铁原子的半径 r=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2a}{{N}_{A}ρ}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{2a}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰pm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{2a}{{N}_{A}ρ}}$×10¹⁰．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电负性、核外电子排布、微粒结构、杂化轨道、晶胞计算等，要学会用均摊法进行晶胞的计算，题目难度中等．