Question

13．A、B、C是短周期非金屬元素，核電荷數依次增大．A原子外圍電子排布為ns²np²，C是地殼中含量最多的元素．D、E是第四周期元素，其中E元素的核電荷數為29．D原子核外未成對電子數在同周期中最多．請用對應的元素符號或化學式填空：
（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N．
（2）分子（AB）₂中鍵與鍵之間的夾角為180°，并有對稱性，每個原子最外層電子數均滿足8電子，其結構式為N≡C-C≡N，1mol該分子中含有π鍵的數目為4N_A．
（3）基態D原子的外圍電子排布式為3d⁵4s¹．DO₂Cl₂熔點：-96，.5℃，沸點：117℃，則固態DO₂Cl₂屬于分子晶體．
（4）E的氫化物的晶胞結構如圖所示，其化學式是CuH．若該晶胞的邊長為acm，N_A代表阿伏伽德羅常數的數值，則該晶體的密度表達式為$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C是短周期非金屬元素，核電荷數依次增大，C是地殼中含量最多的元素，則C是O元素；A原子的外圍電子排布式為ns²np²，則A處于ⅣA族，A的原子序數小于C，所以A是C元素，B原子序數介于碳、氧之間，則B是N元素；元素D、E都位于第四周期，其中E的核電荷數為29，則E是Cu元素，D原子的核外未成對電子數在同周期中是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D是Cr元素，據此解答．

解答 解：A、B、C是短周期非金屬元素，核電荷數依次增大，C是地殼中含量最多的元素，則C是O元素；A原子的外圍電子排布式為ns²np²，則A處于ⅣA族，A的原子序數小于C，所以A是C元素，B原子序數介于碳、氧之間，則B是N元素；元素D、E都位于第四周期，其中E的核電荷數為29，則E是Cu元素，D原子的核外未成對電子數在同周期中是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則D是Cr元素．
（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，為半滿穩定狀態，能量較低，其第一電離能高于O氧元素，故第一電離能C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（2）（CN）₂每個原子最外層電子數均滿足八電子，其結構式為：N≡C-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，1mol該分子中含有π鍵的數目為4N_A，故答案為：N≡C-C≡N；4N_A；
（3）D處于第四周期，D原子核外未成對電子數在同周期中最多，則其外圍電子排布為3d⁵4s¹，CrO₂Cl₂熔點：-96，.5℃，沸點：117℃，熔沸點較低，則固態CrO₂Cl₂屬于分子晶體，
故答案為：3d⁵4s¹；分子；
（4）由晶胞結構可知，晶胞中白色球數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球數目為4，故該晶體化學式為CuH；晶胞質量為4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g，該晶胞的邊長為acm，晶胞體積為（a cm）³，則該晶體的密度表達式為 4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案為：CuH；$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

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、晶體類型與性質、晶胞計算等，注意理解同周期第一電離能發生異常情況，難度不大．