Question

【题目】已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素，B元素形成的化合物种类最多；D的最外层电子数与电子层数之比为3∶1；E是第四周期元素，最外层只有一个电子，其余各层电子均充满。请回答下列问题（用元素符号或化学式表示）：

（1）E在周期表中位于__________区，E+的电子排布式为__________________________。

（2）D元素原子的价层电子排布图为___________________，A2D2的电子式为____________，分子中D原子杂化类型为______________。

（3）元素B、C、D的基态原子的电负性由大到小的顺序为___________________________，A分别与B、C、D能形成电子10的化合物，它们的沸点由高到低的顺序是__________（写分子式）。

（4）C2A4在碱性溶液中能够将ED还原为E2D，已知当1mol C2A4完全参加反应时转移了4 mol电子，则该反应的化学方程式可表示为：___________________。

（5）已知EA晶体结构单元如图所示（A原子在体对角线的1/4处），该化合物的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中E原子与A原子之间的最短距离为_______cm（用含ρ和NA的式子表示）。

Answer 1

【答案】 ds ［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10 sp3（杂化） O＞N＞C H2O＞NH3＞CH4 N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O

【解析】A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素，则A为氢（H）元素；B元素形成的化合物种类最多，则B为碳（C）元素；D的最外层电子数与电子层数之比为3∶1，则D为氧（O）元素；A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，而B、D之间只有氮元素，所以C为氮（N）元素；E是第四周期元素，最外层只有一个电子，其余各层电子均充满，则E的核外电子数等于2+8+18+1=29，则E为铜（Cu）。

（1）Cu的外围电子排布式为3d104s1，Cu属于第IB族元素，在周期表中位于ds区，Cu+的电子排布式为：［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10；

故答案为:ds；［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10；

（2）D为氧（O）元素，氧元素的价层电子排布式为：2s22p4，则氧元素的价层电子排布图为：； A2D2为H2O2,其电子式为：，其中O原子成2个σ键，有2对孤对电子，则O为sp3杂化；

故答案为：；；sp3；

（3）非金属性越强，电负性越强，氢化物的稳定性越强，元素B、C、D即碳、氮、氧三种元素的非金属性强弱顺序为：碳＜氮＜氧，所以基态原子的电负性由大到小的顺序为：O＞N＞C；氢元素分别与三种形成的10电子氢化物分别为： CH4、NH3、H2O，这三种氢化物的稳定性由高到低排序依次为：H2O＞NH3＞CH4；

故答案为：O＞N＞C；H2O＞NH3＞CH4；

（4）C2A4为N2H4，ED为CuO，E2D为Cu2O。1mol N2H4转移4mol电子，则N2H4被氧化成N2，故反应方程式为：N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O；

故答案为：N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O；

（5）根据晶胞的结构可知，每个晶胞中含有H原子数为4，Cu原子数为，所以该晶胞中含有4个Cu、4个H。设该晶胞的边长为a，则a= 。再根据晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为体对角线的，而体对角线为，所以Cu原子与H原子之间的最短距离为。

故答案为： 。