Question

常見元素A、B、C、D，其原子結構的相關信息如下表：

元素	相關信息
A	核外電子總數等于該基態原子電子層數
B	最外層電子數是次外層電子數的2倍
C	基態原子L電子層中有3個未成對電子
D	生活中大量使用的合金制品，工業上可用電解其氧化物的方法制取其單質
E	外圍電子排布為（n+1）d3n（n+2）sn

請回答下列問題：
（1）按電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區，E元素屬

 

區；B原子基態原子的價電子排布圖為

 

（2）ABC分子的空間構型

 

；   C₂A₄分子中，C原子雜化方式

 

．
（3）如圖所示，為B單質晶體的一種晶胞，密度為d g?cm^-3，阿伏伽德羅常數的值為N_A，則該晶胞的邊長為

 

cm．（用含d和N_A式子表示）
（4）已知C₂A₄和過氧化氫混合可作火箭推進劑．液態C₂A₄與足量液態過氧化氫反應生成C的單質和氣態水，轉移1.6mol電子時放出256.0kJ的熱量．已知：H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ﹒mol^-1    寫出液態C₂A₄和足量液態過氧化氫反應生成C的單質和液態水的熱化學方程式：

 

（5）標準狀況下，C的某種氧化物（原子個數比為1：1）40L與15L氧氣混合通入一定濃度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同時生成兩種鹽，請寫出該反應的離子方程式

 

（6）D的單質與E的紅色氧化物在高溫條件下反應的方程式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：A原子的核外電子總數等于其基態電子層數，則A為H元素；B原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍，則B原子核外有2個電子層，最外層電子數為4，則B為碳元素；C的基態原子L電子層中有3個未成對電子，則C原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，則C為N元素；D是生活中大量使用的合金制品，工業上可用電解其氧化物的方法制取其單質，所以D為Al元素；E的外圍電子層排布為（n+1）d³ⁿ（n+2）sⁿ，含有d能級，則電子層最少為3，s能級最多容納2個電子，則n=2，故E外圍電子層排布為3d⁶4s²，則E為Fe，據此解答．

解答： 解：A原子的核外電子總數等于其基態電子層數，則A為H元素；B原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍，則B原子核外有2個電子層，最外層電子數為4，則B為碳元素；C的基態原子L電子層中有3個未成對電子，則C原子核外電子排布式為1s²2s²2p³，則C為N元素；D是生活中大量使用的合金制品，工業上可用電解其氧化物的方法制取其單質，所以D為Al元素；E的外圍電子層排布為（n+1）d³ⁿ（n+2）sⁿ，含有d能級，則電子層最少為3，s能級最多容納2個電子，則n=2，故E外圍電子層排布為3d⁶4s²，則E為Fe，
（1）E為Fe元素，在周期表中位于ds區，B為碳元素，其原子基態原子的價電子排布圖為，故答案為：ds；；
（2）ABC分子是HCN，由于其中有碳氮三鍵和碳氫單鍵，所以其空間構型為直線型，C₂A₄分子為N₂H₄，其中有一個氮氮單鍵，四個氮氫鍵，每個氮原子有一對孤電子對，所以氮原子的雜化方式為sp³，
故答案為：直線型；sp³；
（3）B為碳元素，在晶胞中含有碳原子數為4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，則晶胞的體積V=

m

ρ

=

8×12 NA

d

cm³=

96

dNA

cm³，所以晶胞的邊長為

3	96 dNA

cm，故答案為：

3	96 dNA

；
（4）C₂A₄為肼，足量液態過氧化氫反應生成C的單質和氣態水，肼中的氮由-2價到0，所以1mol肼完全反應轉移電子數4N_A，轉移1.6mol電子時放出256.0kJ的熱量，則1mol肼完全反應放出641.63KJ，熱化學方程式為①N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63KJ/mol；結合②H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ﹒mol^-1，依據蓋斯定律①+②×4可以寫出生成液態水的熱化學方程式為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.63KJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（l）△H=-817.63KJ/mol；
（5）C的某種氧化物（原子個數比為1：1）為NO，與氧氣反應按40：15=8：3反應，根據氧化還原反應中的電子守恒以及電荷守恒可以寫出離子反應方程式：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O，
故答案為：8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O；
（6）D的單質為鋁與E的紅色氧化物三氧化二鐵在高溫條件下發生鋁熱反應的方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；

點評：本題與元素推斷為載體，考查核外電子排布規律、常用化學用語、雜化理論、晶胞結構、熱化學方程式、氧化還原反應等，題目綜合性較大，綜合考查知識遷移運用能力，難度中等．