Question

10．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，其中A、E原子的最外層電子數均等于其周期序數，E原子的電子層數是A的3倍；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層上有2對成對電子．請回答下列問題：
（1）E元素基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹．
（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）．
（3）D元素與氟元素相比，電負性：D＜F（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）元素A、B、C可以形成原子個數比為1：1：1的化合物，請寫出該化合物的電子式：
（5）B、C、D與A所形成的簡單的化合物中，熔點從高到低的順序是：H₂O＞NH₃＞CH₄
（用化學式表示），原因是：水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強于氨分子氫鍵，故水熔點高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力
（6）BD₂在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖所示．該晶體的類型屬于分子（選填“分子”、“原子”、“離子”或“金屬”）晶體，該晶體中B原子軌道的雜化類型為sp³．l molB₂A₂分子中含鍵的數目是3N_A（或1.806×10²⁴）．
（7）光譜證實單質E與強堿溶液反應有[E（OH）₄]^-生成，則[E（OH）₄]^-中存在abc．
a．共價鍵     b．配位鍵     c．σ鍵     d．π鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，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；原子序數A＜B，B為碳元素，A原子的最外層電子數等于其周期序數，則A為H元素；E原子的最外層電子數等于其周期序數，E原子的電子層數是A的3倍，E為Al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，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為碳元素；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為氧元素；C原子序數介于碳元素與氧元素之間，則C為氮元素；原子序數A＜B，B為碳元素，A原子的最外層電子數等于其周期序數，則A為氫元素；E原子的最外層電子數等于其周期序數，E原子的電子層數是A的3倍，E為鋁元素，根據分析可知：A為氫元素、B為碳元素、C為氮元素、D為氧元素、E為鋁元素，
（1）E為鋁元素，原子核外有13個電子，基態原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶ 3s²3p¹；
（2）B為碳元素；C為氮元素；D為氧元素，同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢，所以第一電離能O＞C，由于氮元素原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能大于相鄰元素，所以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，
故答案為：C、O、N；
（3）D為氧元素，同周期自左而右電負性增大，所以電負性：O＜F，
故答案為：＜；
（4）元素A、B、C可以形成原子個數比為1：1：1的化合物為HCN，HCN中含有碳氮三鍵，且N原子含有1對孤電子對，HCN的電子式為，
故答案為：；
（5）B、C、D與A所形成的簡單的化合物分別為：CH₄、NH₃、H₂O，由于水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強于氨分子氫鍵，故水熔點高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力，所以三者的沸點大小為：H₂O＞NH₃＞CH₄，
故答案為：H₂O＞NH₃＞CH₄；水分子與氨分子間存在氫鍵，且水分子氫鍵強于氨分子氫鍵，故水熔點高于氨分子；而甲烷只存在分子間的范德華力，分子間氫鍵大于范德華力；
（6）BD₂是CO₂，由晶體結構圖可知，大球為碳原子，小球為氧原子，每個碳原子周圍有4個氧原子，每個氧原子周圍有2個碳原子，晶體中不存在CO₂分子，故在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體，該晶體中C原子軌道的雜化數為4，碳原子采取sp³雜化；B₂A₂為C₂H₂，C₂H₂的結構式為H-C≡CH，單鍵為δ鍵，三鍵含有1個δ鍵、2個π鍵，1個C₂H₂分子中含有3個δ鍵，所以l molC₂H₂分子中含σ鍵的數目是3 N_A（或1.806×10²⁴）．
故答案為：原子；sp³；3N_A（或1.806×10²⁴）；
（7）E為鋁元素，光譜證實單質E與強堿溶液反應有[Al（OH）₄]^-生成，[Al（OH）₄]^-中氧原子與氫原子之間為共價鍵，是單鍵，屬于δ鍵，鋁離子與氫氧根離子之間形成配位鍵，配位鍵也屬于共價鍵．所以，[Al（OH）₄]^-中存在共價鍵、配位鍵、δ鍵．
故選：abc．

點評 本題考查位置、結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，涉及原子結構、電負性、電離能、化學鍵與晶體結構等知識，是對所學知識的綜合考查與運用，根據結構推斷元素是解題關鍵，注意熟練掌握原子結構與元素周期律、元素周期表的關系．