Question

18．a、b、c、d是四種原子序數依次增大的短周期元素．a原子的電子層數為n，核內質子數是2n²-1，最外層電子數為2n+l；b、d同主族，能形成兩種中學常見的化合物；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業上通過電解該化合物可冶煉c單質；e原子有四個能層，其未成對電子數在同周期是最多的．回答下列問題：
（l）a在周期表中的位置第二周期VA族；e的基態原子價電子排布式為3d⁵4s¹．
（2）b、c、d原子的第一電離能由大到小的順序是O＞S＞Al（用元素符號回答）．
（3）a和b形成的離子W呈平面正三角形，其中心原子的雜化類型為sp²雜化；a、b、d氣態氫化物最穩定的是H₂O（寫化學式）．
（4）元素c與Fe構成合金的晶胞如圖，該合金的化學式為AlFe₂．
（5）將b、d組成的極性分子通入含少量W離子的BaCl₂水溶液中，有NO氣體生成．發生反應的離子方程式為3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．．

Answer 1

分析 a、b、c、d是四種原子序數依次增大的短周期元素．a原子的電子層數為n，核內質子數是2n²-1，最外層電子數為2n+l，若n=3，則a為Cl，b、c、d不能都處于短周期，不符合題意，則n=2，a為N元素；b、d同主族，能形成兩種中學常見的化合物，則b為O元素、d為S元素；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業上通過電解該化合物可冶煉c單質，則c為Al；e原子有四個能層，其未成對電子數在同周期是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則e為Cr．

解答 解：a、b、c、d是四種原子序數依次增大的短周期元素．a原子的電子層數為n，核內質子數是2n²-1，最外層電子數為2n+l，若n=3，則a為Cl，b、c、d不能都處于短周期，不符合題意，則n=2，a為N元素；b、d同主族，能形成兩種中學常見的化合物，則b為O元素、d為S元素；c與b組成的化合物是一種兩性氧化物，工業上通過電解該化合物可冶煉c單質，則c為Al；e原子有四個能層，其未成對電子數在同周期是最多的，外圍電子排布為3d⁵4s¹，則e為Cr．
（l）a為N元素，在周期表中的位置：第二周期VA族；原子有四個能層，其未成對電子數在同周期是最多的，價電子電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：第二周期VA族；3d⁵4s¹；
（2）同周期隨原子序數增大，元素第一電離能呈增大趨勢，同主族自上而下元素第一電離能減小，故原子的第一電離能由大到小的順序是：O＞S＞Al，
故答案為：O＞S＞Al；
 （3）a和b形成的離子W呈平面正三角形，中心原子雜化軌道數目為3，其中心原子的雜化類型為 sp²雜化，由于非金屬性O＞N、O＞S，故氫化物中H₂O最穩定，
故答案為：sp²雜化；H₂O；
（4）晶胞中Al原子數目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Fe原子數目為8，則該合金的化學式為AlFe₂，
故答案為：AlFe₂；
（5）a和b形成的離子W呈平面正三角形，則W為NO₃^-，b、d組成的極性分子為SO₂，SO₂通入含少量NO₃^-離子的BaCl₂水溶液中，有NO氣體生成．發生反應的離子方程式為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案為：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及核外電子排布、電離能、雜化方式與空間構型、晶胞計算、氧化還原反應等，熟練掌握元素化合物性質，掌握雜化方式與微粒空間構型關系．