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11.A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素,原子序數依次增大,其相關信息如下:
相關信息
A所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等
B原子核外電子有4種不同的運動狀態(tài)
C元素原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍且有3個能級
D元素原子的核外p電子數比s電子數少1
EE原子的第一至第四電離能如下:
I1=738kJ•mol-1  I2=1451kJ•mol-1 I3=7733kJ•mol-1  I4=10540kJ•mol-1
F第四周期元素,其原子核外最外層電子數與A原子相同,其余各層電子均充滿
請回答下列問題:
(1)F位于元素周期表第ⅠB族,其簡化電子排布式為[Ar]3d104s1
(2)D元素基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有3個方向,原子軌道呈啞鈴形.
(3)某同學根據上述信息,推斷E基態(tài)原子的核外電子排布圖為:,該同學所畫的電子排布圖違背了泡利原理.
(4)A與D形成的D2A4分子中D原子的雜化類型為sp3雜化,A與D形成的最簡單分子易溶于水的原因氨氣分子能與水分子形成氫鍵.
(5)C的一種單質相對分子質量為720,分子構型為一個32面體,其中有12個五元環(huán),20個六元環(huán)(如圖1).則1個這種單質分子中所含π鍵的數目為30.
(6)已知在元素周期表中存在“對角線規(guī)則”,即周期表中左上方與右下方元素它們的單質及其化合物性質相似,如Li和Mg,試寫出DCl2溶液中加入過量的NaOH溶液反應的化學方程式:BeCl2+4NaOH═Na2BeO2+2NaCl+2H2O.
(7)圖2是金屬Ca和F所形成的某種合金的晶胞結構示意圖,已知銅鎳合金與上述合金具有相同類型的晶胞結構XYa,它們有很強的儲氫能力.已知銅鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10-33cm3,儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙,體積不變),則LaNin中n=5(填數值);氫在合金中的密度為0.083g•cm-3

分析 A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素,原子序數依次增大,
A所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等,故A為H元素;
B原子核外電子有4種不同的運動狀態(tài),故B為Be元素;
C原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍且有3個能級,故原子核外電子排布為1s22s22p2,故C為C元素;
D元素原子的核外p軌道電子數比s軌道電子數少1,D原子核外電子排布為1s22s22p3,故D為N元素;
E的I3電離能突然增大,說明最外層有2個電子,故E為Mg元素;
F是第四周期元素,其原子核外最外層電子數與A原子相同,其余各層電子均充滿,則F是Cu元素,據此解答.

解答 解:A、B、C、D、E、F為前四周期的六種元素,原子序數依次增大,
A所處的周期數、族序數分別與其原子序數相等,故A為H元素;
B原子核外電子有4種不同的運動狀態(tài),故B為Be元素;
C原子的核外成對電子數是未成對電子數的2倍且有3個能級,故原子核外電子排布為1s22s22p2,故C為C元素;
D元素原子的核外p軌道電子數比s軌道電子數少1,D原子核外電子排布為1s22s22p3,故D為N元素;
E的I3電離能突然增大,說明最外層有2個電子,故E為Mg元素;
F是第四周期元素,其原子核外最外層電子數與A原子相同,其余各層電子均充滿,則E是銅元素,
(1)F是Cu元素,位于元素周期表第ⅠB族,其簡化電子排布式為[Ar]3d104s1,故答案為:ⅠB;[Ar]3d104s1;
(2)D為N元素,基態(tài)原子中能量最高的電子為2p軌道中電子,其電子云在空間有3個方向,原子軌道呈啞鈴形,故答案為:3;啞鈴;
(3)E為Mg元素,核外電子排布圖3s電子的自旋方向一樣,違背了泡利原理,故答案為:泡利原理;
(4)H與N形成的N2H4分子中N原子電子對數為12(5+1×3)=4,無孤對電子,雜化類型為sp3.H與N形成的最簡單分子NH3易溶于水的原因是氨氣分子能與水分子形成氫鍵,故答案為:sp3;氨氣分子能與水分子形成氫鍵;
(5)碳元素的一種單質相對分子質量為720,則該分子為C60,分子構型為一個32面體,其中有12個五元環(huán),20個六元環(huán),每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵,均為兩個碳共用,所以每個碳實際占有的碳碳雙鍵數為0.5,而每個雙鍵中有一個π鍵,所以一個C60中π鍵的數目為60×0.5=30,故答案為:30;
(6)BeCl2與AlCl3的性質相似,向BeCl2溶液中加入過量的NaOH溶液反應的化學方程式:BeCl2+4NaOH═Na2BeO2+2NaCl+2H2O,
故答案為:BeCl2+4NaOH═Na2BeO2+2NaCl+2H2O;
(7)由晶胞結構可知,Ca原子處于頂點,晶胞中含有Ca原子數目為8×18=1,Cu原子處于晶胞內部與面上、面心,晶胞中Cu數目為1+4×12+4×12=5,故該合金中Ca和Cu的原子個數比為1:5,故a=5,晶胞中擁有4.5個H原子,氫在合金中的密度為4.5g6.02×10239.0×1023cm3=0.083g/cm3,
故答案為:5;0.083 g•cm-3

點評 本題是對物質結構與性質的考查,涉及原子核外電子排布、雜化方式與雜化類型判斷、晶胞結構與計算,是對物質結構知識的綜合考查,側重對知識遷移的運用、分析解決問題的能力考查,需要學生具備一定空間想象與計算能力,難度中等.

練習冊系列答案
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B7381 4517 73310 540
(1)某同學根據上述信息,推斷B的核外電子排布如圖所示,該同學所畫的電子排布圖違背了能量最低原理.

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