Question

7．某原料經測定主要含有A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大．元素A、B、C、D、E的原子結構等信息如下：

元素	元素性質或原子結構
A	周期表中原子半徑最小
B	原子核外有三種不同的能量的原子軌道且各個軌道所填充的電子數相同
C	最外層p軌道半充滿
D	位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍
E	位于ds區(qū)且原子的最外層電子數與A的相同

請回答下列問題（用A、B、C、D、E所對應的元素符號作答）：
（1）B、C、D第一電離能由小到大為N＞O＞C．
（2）E的二價離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹．
（3）A₂B₂D₄是一種有機羧酸，常用作除銹劑，該分子中B的雜化方式為sp²；1mol A₂B₂D₄分子中含有σ鍵數目為7×6.02×10²³．
（4）與化合物BD互為等電子體的陰離子化學式為CN^-等（任寫一種）．
（5）B₂A₆、C₂A₄分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是N₂H₄分子之間存在氫鍵．
（6）BD₂在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如右圖所示．一個該晶胞中含16個D原子．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大．周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級最多有3個，故其成對電子總數只能為6，單電子數為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為N元素；E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種前四周期元素，且原子序數依次增大．周期表中A元素原子半徑最小，故A為H元素；B元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；D位于短周期，其原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍，而短周期中原子單電子處于p能級最多有3個，故其成對電子總數只能為6，單電子數為2，核外電子排布為1s²2s²2p⁴，則D為O元素；C元素原子最外層P軌道半充滿，原子序數小于氧，故其核外電子排布為1s²2s²2p³，則B為N元素；E位于ds區(qū)且原子的最外層電子數與A的相同，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，則E為Cu，
（1）同周期隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）E為Cu元素，Cu²⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（3）H₂C₂O₄常用作除銹劑，結構簡式為HOOC-COOH，分子中C原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，該分子中碳原子的雜化方式為sp²，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，故HOOC-COOH分子中含有7個σ鍵，1molA₂B₂D₄分子中含有σ鍵數目為7×6.02×10²³，
故答案為：sp²；7×6.02×10²³；
（4）原子總數相同、價電子總數相同的微�；�為等電子體，與化合物CO互為等電子體的陰離子化學式為 CN^-等，
故答案為：CN^-等；
（5）C₂H₆、N₂H₄分子中均含有18個電子，它們的沸點相差較大，主要原因是：N₂H₄分子之間存在氫鍵，
故答案為：N₂H₄分子之間存在氫鍵；
（6）CO₂在高溫高壓下所形成晶體的晶胞中黑色球為O原子，均為晶胞內部，一個該晶胞中含O原子數目為16，
故答案為：16．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及電離能、核外電子排布、化學鍵、雜化軌道、氫鍵、晶胞結構等，注意理解掌握同周期第一電離能異常原因，難度中等．