Question

原子序數依次增大的X、Y、Z、Q、E五種元素中，X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數相同，Z是地殼內含量（質量分數）最高的元素，Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，E元素原子序數為29。請用元素符號或化學式回答下列問題：
（1）X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序為           ；
（2）已知YZ₂⁺與XQ₂互為等電子體，則1 mol YZ₂⁺中含有π鍵數目為_______；
（3）Z的氣態氫化物沸點比Q的氣態氫化物高的多，其原因是              ；
（4）X、Z與氫元素可形成化合物H₂X₂Z₄，常用作工業除銹劑。H₂X₂Z₄分子中X的雜化方式為      ；
（5）E原子的核外電子排布式為          ；E有可變價態，它的某價態的離子與Z的陰離子形成晶體的晶胞如圖所示，該晶體的化學式為          。

Answer 1

（1）C＜O＜N（2分）
（2）1.204×10²⁴（或2mol）（2分）
（3）H₂O分子間存在氫鍵（2分） 
（4）sp²（2分）
（5）[Ar]3d¹⁰4s¹（2分）Cu₂O（2分）

試題分析：根據題意推斷X、Y、Z、Q、E為C、N、O、S、Cu。（1）N原子最外層電子為半滿相對穩定結構，第一電離能較大，大于兩邊相鄰元素原子，故有C＜O＜N；（2）CO₂結構式為O=C=O，含有2個π鍵，故1molNO₂⁺含有2molπ鍵；（3）水中含有氫鍵，溶沸點較高；
（4）H₂C₂O₄的結構式為HOOCCOOH，該式中碳原子為sp²雜化；
（5）晶胞中Cu      4
O      8×1/8＋1=2
化學式為Cu₂O