Question

【題目】有A、B、C、D、E、F、G、H八種原子序數依次增大的元素（原子序數均小于30）．A原子的核外電子數與電子層數相等，B的基態原子有3個不同的能級且各能級中電子數相等，D的基態原子與B的基態原子的未成對電子數目相同，A、E同主族，F的基態原子s能級的電子總數與p能級的電子數相等，B、G同族，H的基態原子的3d軌道電子數是4s電子數的4倍．請回答下列問題：

（1）H元素在周期表中屬于 ______ 區．G的基態原子電子排布式為 ______ CD2+中C的雜化類型是 ______

（2）下列說法不正確的是 ______ ．

a．B2A2分子中含有σ鍵和π鍵 b．B2A2分子的沸點明顯低于A2D2分子

c．A2D2分子的空間構型為直線形 d．B、C、D的電負性由大到小的順序為D＞C＞B

e．B、C、D的第一電離能由大到小的順序為D＞C＞B

f．H2+能與BD分子形成[H（BD）]2+，其原因是BD分子中含有空軌道

g．B和G的單質能形成相同類型的晶體，其熔點B＞G

（3）由B、F、H三種元素形成的一種具有超導性的晶體，B位于F和H原子緊密堆積所形成的空隙當中．晶胞如圖1所示，該晶體的化學式為 ______

（4）CD2、D2和熔融ECD3可制作燃料電池，其原理如圖2所示．該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，石墨Ⅰ電極反應式為 ______

Answer 1

【答案】d 1s22s22p63s23p2 sp雜化 cef MgNi3C NO2+NO3--e-=N2O5

【解析】

A、B、C、D、E、F、G、H八種元素的原子序數依次增大，B的基態原子有3個不同的能級，且各能級中的電子數相等，原子核外電子排布式為1s22s22p2，故B為C元素；B、G同族，則G為Si元素；H的基態原子的3d軌道電子數是4s電子數的4倍，4s電子只能有2個電子，故原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2， H為Ni； F的基態原子的s能級的電子總數與p能級的電子數相等，原子核外電子排布式為1s22s22p4或1s22s22p63s2；D的基態原子與B的基態原子的未成對電子數目相同，D的原子序數小于E，原子核外電子排布只能為1s22s22p4，則D為O元素、故F為Mg； C的原子序數介于碳、氧之間，則C為N元素； A原子的核外電子數與電子層數相等，其原子序數在8種元素中最小，則A為H，又A、E同主族， E為Na元素，據此進行解答。

（1）H為Ni元素，Ni的基態原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d84s2，在周期表中屬于d區；G為Si元素，其原子核外電子總數為14，其基態原子電子排布式為：1s22s22p63s23p2；CD2+為NO2+，NO2+中價層電子對個數分別是2，所以中心原子N原子采取sp雜化；

（2）a．B2A2分子為C2H2，乙炔分子中含有3個σ鍵和2個π鍵，故a正確；
b．B2A2分子為乙炔，A2D2為雙氧水，雙氧水分子間存在氫鍵，則乙炔的沸點明顯低于雙氧水，故b正確；
c．A2D2分子為H2O2，雙氧水分子是每個氧原子含有2個共用電子對且含有2個孤電子對，所以其價層電子對數是4，氧原子采用sp3雜化，所以其空間構型為V型，故c錯誤；
d．B、C、D分別為C、N、O，非金屬性越強，電負性越強，則電負性大小為：O＞N＞C，故d正確；
e． C、N、O同周期，隨原子序數增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，故e錯誤；
f．H2+為Ni2+，BD為CO，由于Ni2+含有空軌道，所以二者能夠形成配離子[Ni（CO）]2+，故f錯誤；
g．B和G的單質分別為金剛石、晶體Si，二者形成的晶體為原子晶體，晶體類型相同，由于共價鍵碳碳鍵較短，則沸點：C＞Si，故g正確；
故答案為：cef；
（3）B為C、F為Mg、H為Ni元素，根據均攤原則，晶胞中C原子數目=1、Ni元素數目=6×=3、Mg原子數目=8×=1，故該晶體的化學式為MgNi3C；

（4）根據圖示可知，通O2一極為正極，石墨Ⅱ電極反應式為O2+2N2O5+4e-=4NO3-；通NO2一極為負極，石墨Ⅰ電極反應為：NO2+NO3--e-=N2O5；