Question

14．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，其中A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍；D原子L電子層上有2對成對電子；E⁺原子核外有3層電子且各層均處于全滿狀態．
請填寫下列空白．
（1）E元素基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）B、C、D三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為C＜O＜N（填元素符號），其原因為同周期隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，但氮元素2p能級為半滿穩定狀態，其第一電離能大于氧元素．
（3）B₂A₄是重要的基本石油化工原料．B₂A₄分子中B原子軌道的雜化類型為sp²；1mol B₂A₄分子中含5molσ鍵．
（4）已知D、E能形成晶胞如圖所示的兩種化合物，化合物的化學式，甲為CuO，乙為Cu₂O；高溫時，甲易轉化為乙的原因為Cu₂O中Cu原子d軌道為全滿狀態，比較穩定．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，則B原子核外有6個電子，則B為C元素；D原子L層上有2對成對電子，則D原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，所以D為O元素；C的原子序數介于碳、氧元素之間，則C為N元素；E⁺原子核外有3層電子且各層均處于全滿狀態，則E原子核外電子數為2+8+18+1=29，則E為Cu元素，據此進行解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍，則B原子核外有6個電子，則B為C元素；D原子L層上有2對成對電子，則D原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，所以D為O元素；C的原子序數介于碳、氧元素之間，則C為N元素；E⁺原子核外有3層電子且各層均處于全滿狀態，則E原子核外電子數為2+8+18+1=29，則E為Cu元素，
（1）E為Cu元素，基態原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期，隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，但氮元素2p能級為半滿穩定狀態，能量較低，失去第一個電子需要的能量較多，其第一電離能高于同周期相鄰元素，故C、N、O三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；同周期隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，但氮元素2p能級為半滿穩定狀態，其第一電離能大于氧元素；
（3）C₂H₄分子中C原子有3個σ鍵，無孤電子對，軌道的雜化類型為sp²雜化，1個C₂H₄分子中含有5個σ鍵，1個1個π鍵，lmolC₂H₄分子中σ鍵5mol，
故答案為：sp²；5；
（4）已知O、Cu能形成晶胞如圖所示的兩種化合物，甲中黑色球數目=4，白色球數目=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，Cu、O原子數目之比為1：1，則甲的化學式為CuO，乙中黑色球數目=4，白色球數目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，黑色球與白色球個數之比為2：1，氧元素為-2價，則乙的化學式為Cu₂O，Cu₂O中Cu原子d軌道為全滿狀態，比較穩定，故高溫時甲易轉化為乙，
故答案為：CuO；Cu₂O；Cu₂O中Cu原子d軌道為全滿狀態，比較穩定．

點評 本題綜合考查物質結構與性質，涉及元素推斷、核外電子排布、電離能、雜化軌道、化學鍵、晶胞計算等，推斷元素是解題關鍵，（4）中從結構分析氧化銅高溫轉化為氧化亞銅為易錯點、難點，難度中等．