Question

【題目】已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大．其中A原子核外有三個未成對電子； B元素是地殼中含量最多的金屬元素；C原子核外的M層中有兩對成對電子；D是使用最廣泛的合金的主要成分．E原子核外最外層只有1個電子，其余各層電子均充滿．請根據以上信息，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）
（1）E+離子的最外層電子排布式 ， A、B、C的第一電離能最小的是
（2）A的最高價含氧酸分子中心原子是雜化．
（3）A、B形成某種化合物的晶胞結構如下圖一所示（“O”表示B原子），則其化學式為 ， 一個B原子周圍距離最近且等距的B原子有個．B原子的堆積方式與下圖中的相同．（填“圖二”或“圖三”）
（4）1183K以下D晶體的晶胞為鉀型，而1183K以上則轉變為銅型，在兩種晶胞中最鄰近的D原子間距離相同，則兩種晶體中原子的空間利用率之比為（可用根號表示）．
（5）開發新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向．分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結構”而成為潛在的儲氫材料．X一定不是（填標號）．
A.H2O
B.CH4
C.HF
D.CO（NH2）2 ．

Answer 1

【答案】
（1）3s23p63d10；Al
（2）sp2
（3）AlN；12；圖三
（4）
（5）BC
【解析】解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數依次增大，B元素是地殼中含量最多的金屬元素，則B是Al元素；A原子核外有三個未成對電子，A為第VA族元素，A原子序數小于B，則A是N元素；C原子核外的M層中有兩對成對電子，則C是Si元素；D是使用最廣泛的合金的主要成分，則D是Fe元素；E原子核外最外層只有1個電子，其余各層電子均充滿，則E是Cu元素；（1）E是Cu元素，其原子核外有29個電子，失去一個電子生成亞銅離子，M層為最外層，3s、3p、3d能級分別有2、6、10個電子，亞銅離子最外層電子排布式為3s23p63d10；A、B、C分別是N、Al、Si元素，元素的金屬性越強，其第一電離能越小，這三種元素中金屬性最強的是Al，所以第一電離能最小的是Al；所以答案是：3s23p63d10；Al；（2）A的最高價含氧酸是HNO3 ， N原子價層電子對個數是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論值N原子雜化方式為sp2 ， 所以答案是：sp2；（3）該晶胞中，鋁離子個數=8× +6× =4，氧離子個數=4，鋁離子和氧離子個數之比=4：4=1：1，所以化學式為AlN；一個Al離子周圍距離最近的Al離子個數=3×8× =12；B晶胞是面心立方最密堆積，所以為圖三，所以答案是：AlN；12；圖三；（4）鉀型晶胞中Fe原子個數=1+8× =2，設Fe原子半徑為x，晶胞棱長= ，晶胞體積=（ ）3 ， 鐵原子總體積= ，空間利用率= ； Cu型晶胞中鐵原子個數=8× +6× =4，鐵原子總體積= ，晶胞棱長= ，晶胞體積=（ ）3 ， 空間利用率= ，則鉀型與銅型原子利用率之比= ： = ，所以答案是： ；（5）CH4分子間沒有氫鍵不能形成“籠狀結構”，每個HF只能形成2個氫鍵，所以HF分子間只能形成鏈狀結構，故選BC．