Question

已知A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數依次增大，A在所有元素中原子半徑最小，B原子核外電子有6種不同運動狀態；D與C、E均相鄰；A、D、E三種元素的原子序數之和為25；E^2-和F⁺有相同的核外電子排布；G的質子數是25．請回答下列問題：
（1）寫出元素C的基態原子外圍電子排布式

 

；B，C，D三種元素分別形成的最簡單氫化物的沸點最高的是

 

（用化學式表示）．
（2）由上述元素中的兩種元素組成的一種陰離子與D的一種同素異形體分子互為等電子體．該陰離子化學式

 

．
（3）由上述元素組成的屬于非極性分子且VSEPR為直線形的微粒的電子式

 

（任寫一種）．
（4）M是由4個C元素的原子組成的一種不穩定的多原子單質分子．M分子中C原子雜化方式為sp³，M分子的空間構型為

 

．
（5）某一次性電池的比能量和可儲存時間均比普通干電池優良，通用于大電流和連續放電，是民用電池的升級換代產品之一．它的負極材料是Zn．正極材料是G的一種常見氧化物，電解質是KOH．該電池的正極反應式為

 

．
（6）由上述元素中電負性最大的元素和第一電離能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如圖所示．化合物N與氧化鈣相比．晶格能較小的是

 

（填化學式）．已知該化合物的晶胞邊長為a pm，則該化合物的密度為

 

g?cm^-3（只要求列出算式．不必汁算出數值．阿伏加德羅常數的數值為N_A，1pm=10^-10cm）．

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

分析：A、B、C、D、E、F、G七種元素．它們的原子序數依次增大，A在所有元素中原子半徑最小，則A是H元素；
B原子核外電子有6種不同運動狀態，則B為C元素；
D與C、E均相鄰，A、D、E三種元素的原子序數之和為25，A的原子序數是1，所以D和E的原子序數之和為24，其平均原子序數為12，所以D原子序數小于12、E原子序數大于12，E能形成負二價陰離子，所以E為S元素，則D原子序數為8，為O元素；
C原子序數大于B而小于D，所以C是N元素；
E^2-和F⁺有相同的核外電子排布，則F是K元素；
G的質子數是25，則G為Mn元素，
（1）C為N元素，其外圍電子為其最外層電子，根據構造原理書寫元素N的基態原子外圍電子排布式；甲烷、氨氣和水，水的沸點最高；
（2）原子個數相等且價電子數相等的微粒互為等電子體；
（3）正負電荷重心重合的分子為非極性分子，價層電子對個數為2的分子為直線型分子；
（4）M是由4個N元素組成的一種不穩定的多原子單質分子，M分子中N原子雜化方式為sp³，則該分子為正四面體結構；
（5）該原電池中，負極上鋅失電子發生氧化反應，正極上二氧化錳得電子發生還原反應；
（6）電負性最大的元素是O元素，第一電離能最小的元素是K元素，二者生成化合物N，離子晶體中晶格能與電荷成正比、與離子半徑成正比；
 該晶胞中白色球個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑色球個數=8，所以黑色和白色球個數之比為2：1，其化學式為K₂O，所以白色球表示氧離子、黑色球表示鉀離子，根據密度公式ρ=

m

V

計算．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素．它們的原子序數依次增大，A在所有元素中原子半徑最小，則A是H元素；
B原子核外電子有6種不同運動狀態，則B為C元素；
D與C、E均相鄰，A、D、E三種元素的原子序數之和為25，A的原子序數是1，所以D和E的原子序數之和為24，其平均原子序數為12，所以D原子序數小于12、E原子序數大于12，E能形成負二價陰離子，所以E為S元素，則D原子序數為8，為O元素；
C原子序數大于B而小于D，所以C是N元素；
E^2-和F⁺有相同的核外電子排布，則F是K元素；
G的質子數是25，則G為Mn元素，
（1）C為N元素，其外圍電子為其最外層電子，根據構造原理知元素N的基態原子外圍電子排布式為3d⁵4s²；甲烷、氨氣和水，水的沸點最高，故答案為：3d⁵4s²；H₂O；
（2）D為氧元素，由氧元素組成的單質有氧氣和臭氧，與臭氧分子互為等電子體且屬于上述元素的陰離子有NO₂^-，故答案為：NO₂^-；
（3）乙炔和二氧化碳都是直線型非極性分子，其電子式為、，故答案為：、；
（4）M是由4個N元素組成的一種不穩定的多原子單質分子，M分子中N原子雜化方式為sp³，則該分子為正四面體結構，其結構和白磷分子相似，故答案為：正四面體；
（5）該原電池中，負極上鋅失電子發生氧化反應，正極上二氧化錳得電子發生還原反應，正極反應式為MnO₂+e^-+H₂O=MnOOH+OH^-，故答案為：MnO₂+e^-+H₂O=MnOOH+OH^-；
（6）電負性最大的元素是O元素，第一電離能最小的元素是K元素，二者生成化合物K₂O，離子晶體中晶格能與電荷成正比、與離子半徑成正比，鈣離子電荷數大于鉀離子、半徑小于鉀離子，所以晶格能較小的是K₂O；
 該晶胞中白色球個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑色球個數=8，所以黑色和白色球個數之比為2：1，其化學式為K₂O，所以白色球表示氧離子、黑色球表示鉀離子，晶胞的邊長為a×10^-10cm，晶胞體積=（a×10^-10cm）³，密度ρ=

m

V

=

M NA ×4

V

=

94×4 NA

(a×10-10)3

g?cm^-3=

376

a3×10-30×NA

g?cm^-3，故答案為：K₂O； 

376

a3×10-30×NA

．

點評：本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、晶格能、原電池原理等電子體等知識點，同時考查學生分析問題、解決問題能力，利用基本概念、基本理論解答即可，注意（4）中分子結構特點，知道4個N原子位置關系，為易錯點．