Question

能源材料已成為當今科學研究的熱點．請回答下列問題：
（1）單質A的燃燒熱大，可作燃料．已知A為短周期元素，其氣態原子逐個失去1～4個電子所需能量（電離能）如表所示，某同學推斷A的核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s¹3p¹，該電子排布式違背了

 

；若該原子核外電子確有三層，則該元素位于周期表

 

族，寫出A燃燒后形成的氧化物的電子式：

 

．

	I1	I2	I3	I4	…
電離能（kJ/mol）	738	1451	7733	10540	…

（2）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C₆₀可用作儲氫材料．繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀，下列有關說法正確的是

 

（填序號）．
a．C₆₀、Si₆₀、N₆₀都屬于新型化合物       
b．C₆₀、Si₆₀、N₆₀互為同分異構體
c．已知N₆₀結構與C₆₀相似，由于N-N鍵能小于N≡N，故N₆₀的穩定性弱于N₂
d．已知金剛石中C-C鍵長154pm，C₆₀中C-C鍵長145～140pm，故C₆₀熔點高于金剛石
（3）超導材料在節能、儲能方面的應用．如圖是超導材料元素在周期表中的分布，其中短周期元素中原子半徑最大的是

 

（填元素符號），其原子最外層有

 

種運動狀態不同的電子，寫出其最高價氧化物對應水化物的電離方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）A的核外電子排布違背能量最低原理；
該原子核外電子確有三層，A的核外電子排布應為：1s²2s²2p⁶3s²，最外層電子數等于族序數；
其氧化物為MgO，屬于離子化合物，由鎂離子與氧離子構成；
（2）a．由兩種或兩種以上元素組成的純凈物為化合物；
b．同分異構體研究對象為化合物；
c．鍵能越小，化學鍵越不穩定；
d．金剛石屬于原子晶體，C₆₀屬于分子晶體，原子晶體的熔點更高；
（3）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大，故超導材料元素中短周期內原子半徑最大為Al元素；
原子中沒有運動狀態相同的電子，核外有幾個電子，就有幾種運動狀態不同的電子；
氫氧化鋁是兩性氫氧化物，存在酸式電離，電離出偏鋁酸根與氫離子，存在堿式電離，電離出鋁離子與氫氧根離子．

解答：解：（1）A的核外電子排布違背能量最低原理；
該原子核外電子確有三層，A的核外電子排布應為：1s²2s²2p⁶3s²，處于ⅡA族；
其氧化物為MgO，屬于離子化合物，由鎂離子與氧離子構成，電子式為，
故答案為：能量最低原理；ⅡA；；
（2）a．C₆₀、Si₆₀、N₆₀都屬于單質，故a錯誤；      
b．同分異構體研究對象為化合物，C₆₀、Si₆₀、N₆₀都屬于單質，且分子式不相同，故b錯誤；
c．N-N鍵能小于N≡N，鍵能越小，化學鍵越不穩定，故N₆₀的穩定性弱于N₂，故c正確；
d．金剛石屬于原子晶體，C₆₀屬于分子晶體，故金剛石的熔點高于C₆₀，故d錯誤；
故答案為：c；
（3）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大，故超導材料元素中短周期內原子半徑最大為Al元素；
原子中沒有運動狀態相同的電子，Al原子最外層有3個電子，故最外層有3種運動狀態不同的電子；
氫氧化鋁是兩性氫氧化物，存在酸式電離，電離出偏鋁酸根與氫離子，存在堿式電離，電離出鋁離子與氫氧根離子，電離方程式為：H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-，
故答案為：Al；3；H⁺+AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃?Al³⁺+3OH^-．

點評：本題考查結構性質位置關系、常用化學用語、化學基本概念、核外電子排布規律、物質結構與性質等，難度中等，注意對基礎知識的理解掌握．