Question

有A、B、C、D、E五種短周期元素，其中A元素和B元素的原子都有一個未成對電子，A⁺比B^-少一個電子層，B原子得一個電子后3p軌道全充滿；C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價與最低化合價代數和為4；E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子。請回答下列問題：
（1）A元素的簡單離子基態時的電子排布式為                     R是由C元素與氫元素兩種元素形成的18電子分子，R的電子式為                     
（2）CB₃分子的空間構型是                    ，其中心原子的雜化類型是                    
（3）由D、E、C三元素可形成共價化合物（DEC）₂（分子中各原子均達8電子穩定結構），每個分子中含        個δ鍵。
（4）E的一種低價氧化物與充入二氧化碳的空氣和熔融碳酸鉀可構成燃料電池。則該燃料電池的負極反應為                      正極反應為                       
（5）1.2gE的單質在標準狀況下的1.68L氧氣中燃燒，至反應物耗盡，放出X KJ熱量。則1molE與O₂反應生成E的低價氧化物時的熱化學方程式為                      （已知：E的燃燒熱為Y KJ/mol)

Answer 1

（16分）（每空2分）（1）1s²2s²2p⁶    （2）三角錐型         sp³
（3）5（4）CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂              O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-
（5）C（s）+O₂（g）=CO（g）△H=-（20X-Y）kJ/mol

解析試題分析：有A、B、C、D、E五種短周期元素，B原子得一個電子填入3p軌道后，3p軌道已充滿，B為Cl元素；B^-離子為Cl^-離子，A⁺比B^-少一個電子層，A⁺為Na⁺離子，A為Na元素；C原子的p軌道中有3個未成對電子，C原子的外圍電子排布為ns²np³，是第ⅤA族元素，其氣態氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，所以為N元素；D的最高化合價和最低化合價的代數和為4，為第ⅥA族元素，故D為S元素，E元素的基態原子核外有六種運動狀態的電子，即核外電子數為6，故E為C元素.（1）A元素的簡單離子為Na⁺，基態時的電子排布式為1s²2s²2p⁶，R是由N元素與氫元素兩種元素形成的18電子分子，R為N₂H₄，電子式為;（2）CB₃分子為NCl₃，分子中N原子成3個N-Cl鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，為三角錐型，N原子采取sp³雜化;（3）D、E、C三元素形成共價化合物為（SCN）₂，分子中各原子均達8電子穩定結構，結構簡式為N≡C-S-S-C≡N，故每個分子中含5個δ鍵；（4）E的一種低價氧化物CO與充入二氧化碳的空氣和熔融碳酸鉀可構成燃料電池，原電池負極發生氧化反應，CO在負極通入，CO被氧化，在熔融碳酸鉀中生成CO₂，電極反應式為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，正極發生還原反應，氧氣再正極通入，二氧化碳參與的反應生成CO₃^2-，電極反應式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，（5）1.2g碳的物質的量為0.1mol，標準狀況下的1.68L氧氣的物質的量為0.075mol，所以n（C）：n（O）=0.1mol：0.075mol×2=1：1.5，故燃燒生成物為CO、CO₂，令CO、CO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據C原子守恒有x+y=0.1，根據O原子守恒有x+2y=0.075×2，聯立方程，解得x=0.05，y=0.05，碳的燃燒熱為Y KJ/mol，故生成0.05molCO₂放出的熱量為0.05mol×Y kJ/mol=0.05YkJ，故生成0.05molCO放出的熱量為X kJ-0.05YkJ=（X-0.05Y）kJ，故1mol碳燃燒生成CO放出的熱量為（X-0.05Y）kJ×=（20X-Y）kJ，故1mol碳與O₂反應生成CO時的熱化學方程式為：C（s）+O₂（g）=CO（g）△H=-（20X-Y）kJ/mol
考點： 原子結構與元素周期率的關系；原子核外電子排布；共價鍵的形成及共價鍵的主要類型；判斷簡單分子或離子的構型；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷．