Question

9．A、B、C、D都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．第2周期元素A原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，C是地殼中含量最多的元素，D原子的S電子與P電子數(shù)相等，E是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿．請用對應的元素符號或化學式回答下列問題：

（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N；D離子核外有10種運動狀態(tài)的電子
（2）A的最高價氧化物對應的水化物分子中其中心原子采取sp²雜化
（3）已知A、C形成的化合物分子甲與B的單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)相似，1mol甲中含有π鍵的數(shù)目為2N_A（或1.204×10²⁴）
（4）科學家發(fā)現(xiàn)硼化D在39K時呈超導性，在硼化D晶體的理想模型中，D原子和硼原子是分層排布的，一層D一層硼相間排列．圖1是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿Z軸方向的投影，白球是D原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和D原子投影在同一平面上．根據(jù)圖示確定硼化D的化學式為MgB₂
（5）E的外圍電子排布式是3d¹⁰4s¹；E的氫化物的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，此氫化物化學式是CuH；寫出此氫化物在氯氣中燃燒的化學方程式2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素，第2周期元素A原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，A的原子序數(shù)需要B，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，為C元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素；D原子的s電子與p電子數(shù)相等，其原子序數(shù)大于C，則其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²，故D為Mg元素；E是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故E元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，為29號Cu元素，據(jù)此進行解答．

解答 解：A、B、C、D都是元素周期表中的短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素，第2周期元素A原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，A的原子序數(shù)需要B，則A原子核外電子排布為1s²2s²2p²，為C元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素；D原子的s電子與p電子數(shù)相等，其原子序數(shù)大于C，則其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²，故D為Mg元素；E是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故E元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，為29號Cu元素，
（1）A、B、C為同一周期元素，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這三種元素的第一電離能從小到大順序是C＜O＜N；D為Mg元素，其穩(wěn)定離子為鎂離子，鎂離子核外的電子總數(shù)為10，則鎂離子核外含有10種運動狀態(tài)的電子，
故答案為：C＜O＜N；10；
（2）A為C元素，其最高價氧化物對應水化物為H₂CO₃，H₂CO₃中C原子最外層電子數(shù)全部成鍵，沒有孤電子對，成1個C=O雙鍵，2個C-O單鍵，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp²雜化，
故答案為：sp²；
（3）C、O形成的化合物分子甲與N的單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)相似，1mol氮氣分子中含有2molπ鍵，所以1mol甲中含有π鍵的數(shù)目為2N_A（或1.204×10²⁴），
故答案為：2N_A（或1.204×10²⁴）； 
（4）根據(jù)投影可知，1個B原子為3個Mg原子共用，故屬于一個Mg原子的B原子為$\frac{1}{3}$；1個Mg原子為6個B原子共用，故用于一個B原子的Mg原子為$\frac{1}{6}$，由此可知Mg、B原子數(shù)之比為：$\frac{1}{6}$：$\frac{1}{3}$=1：2，故硼化鎂的化學式為MgB₂，
故答案為：MgB₂；
（5）E為Cu元素，其原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則其外圍電子排布式為：3d¹⁰4s¹；
該晶胞中銅離子和氫離子個數(shù)比是1：1，所以其化學式為CuH，氯氣有強氧化性，氫化亞銅有強還原性，氯氣能把氫化亞銅氧化生成氯化銅和氯化氫，所以氫化亞銅在氯氣中燃燒的方程式為：2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl，
故答案為：3d¹⁰4s¹； CuH； 2CuH+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CuCl₂+2HCl．

點評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、晶胞的計算，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力，注意掌握晶胞計算的方法與技巧，明確元素周期表結(jié)合、元素周期律的內(nèi)容．