Question

2．現有A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同；D的原子核外有8個運動狀態不同的電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子．請回答下列問題：
（1）用元素符號表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的順序C＜O＜N
（2）下列說法錯誤的是ACD．
A．二氧化硅的相對分子質量比二氧化碳大，所以沸點：SiO₂＞CO₂
B．電負性順序：C＜N＜O＜F
C．N₂與CO為等電子體，化學性質相似
D．由于水分子間存在氫鍵，所以穩定性：H₂O＞H₂S
（3）E元素的+2價氧化物的熔點比+3價氧化物低（高或低），原因是Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低．
（4）B單質的一種同素異形體的晶胞如圖所示，若晶體的密度為ρg/cm³，阿伏加德羅常數的值為N_A，則晶體中最近的兩個原子之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$ cm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則B是C元素；
D的原子核外有8個運動狀態不同的電子，則D是O元素，C原子序數大于B而小于D，則C是N元素；
E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子，E原子序數大于D，則E為Fe元素，F為Cu元素，
（1）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（2）A．沸點：原子晶體＞分子晶體；
B．同一周期元素，元素電負性隨著原子序數增大而增大；
C．等電子體結構相似但性質不同；
D．氫化物的穩定性與非金屬元素的非金屬性強弱有關，與氫鍵無關；
（3）離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比；
（4）晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$，該晶胞中原子個數=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞體積=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，該晶胞體長=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm．

解答 解：A、B、C、D、E、F原子序數依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期；B元素含有3個能級，且每個能級所含的電子數相同，則B是C元素；
D的原子核外有8個運動狀態不同的電子，則D是O元素，C原子序數大于B而小于D，則C是N元素；
E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且E元素的基態原子有4個未成對電子，E原子序數大于D，則E為Fe元素，F為Cu元素，
（1）B、C、D分別是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以B、C、D第一電離能由低到高順序是C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）A．沸點：原子晶體＞分子晶體，二氧化硅是原子晶體、二氧化碳是分子晶體，所以沸點SiO₂＞CO₂
，故A錯誤；
B．同一周期元素，元素電負性隨著原子序數增大而增大，所以電負性順序：C＜N＜O＜F
，故B正確；
C．等電子體結構相似但性質不同，二者原子個數相等、價電子數相等，所以是等電子體，但二者不是同一物質，化學性質不同，故C錯誤；
D．氫化物的穩定性與非金屬元素的非金屬性強弱有關，與氫鍵無關，非金屬性O＞S，所以穩定性：H₂O＞H₂S
，故D錯誤；
故選ACD；
（3）Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃小，FeO的熔點比Fe₂O₃低，
故答案為：低；Fe²⁺離子半徑比Fe³⁺離子半徑大，所帶電荷少，故FeO晶格能比Fe₂O₃低；
（4）該晶胞中原子個數=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，該晶胞體積=$\frac{\frac{12}{{N}_{A}}×8}{ρ}$cm³，該晶胞體長=$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，晶體中最近的兩個原子之間的距離為該晶體晶胞體長的$\frac{1}{4}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}×\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、電負性大小比較、第一電離能大小比較、等電子體等知識點，為高頻考點，注意等電子體物理性質相似但化學性質不同，難點是晶胞計算，注意該晶體中兩個距離最近原子之間距離與晶胞體長關系，為易錯點．