Question

（8分）Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增。已知：①Z的原子序數為29，其余的均為短周期主族元素；②Y原子價電子（外圍電子）排布msⁿmpⁿ   ③R原子核外L層電子數為奇數；④Q、X原子p軌道的電子數分別為2和4。請回答下列問題：
（1）Z²⁺ 的核外電子排布式是                           ，Z原子基態時簡化電子排布式為                      。
（2）Q與Y形成的最簡單氣態氫化物分別為甲、乙，下列判斷正確的是       。

A．穩定性：甲>乙，沸點：甲>乙

B．穩定性：甲>乙，沸點：甲＜乙

C．穩定性：甲<乙，沸點：甲<乙

D．穩定性：甲<乙，沸點：甲>乙

（3）Q、R、Y三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為                 （用元素符號作答）。
（4）五種元素中，電負性最大與最小的兩種非金屬元素形成的化合物的化學式為        。
（5）Q的一種氫化物相對分子質量為28，其中分子中的σ鍵與π鍵的鍵數之比為          ，該氫化物與氧氣形成的燃料電池在堿性電解質中負極反應為                             。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹    [Ar]3d¹⁰4s¹ （2）B  （3）Si<C<N
（4）SiO₂      （5）5:1，C₂H₄ - 12e^- +16OH^- =2CO₃^2-+ 10H₂O

Z的原子序數為29，則Z是銅元素。Y原子價電子（外圍電子）排布msⁿmpⁿ，則Y是第ⅣA元素；Q、X原子p軌道的電子數分別為2和4，又因為Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數依次遞增，所以Q是C、X是O。由于R原子核外L層電子數為奇數，所以L是N，則Y是Si。
（1）根據構造原理可知，銅離子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；而銅原子基態時簡化電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹。
（2）非金屬性越強，氫化物的穩定性越強。碳元素的非金屬性強于硅元素的，所以碳的氫化物穩定性強于硅元素的氫化物；又因為二者的氫化物形成的晶體都是分子晶體，沸點高低與分子間作用力大小有關系，因此甲烷的沸點低于SiH₄的沸點，答案選B。
（3）非金屬性越強，第一電離能越大，非金屬性是Si<C<N，所以第一電離能是Si<C<N。
（4）非金屬性越強電負性越大，所以電負性最大的是氧元素，最小的非金屬元素是硅元素，二者形成的化合物是二氧化硅，化學式是SiO₂。
（5）碳元素的氫化物中相對分子質量是28的化合物是乙烯。由于乙烯分子中含有碳碳雙鍵，而雙鍵是由1個σ鍵與1個π鍵構成的，單鍵都是σ鍵，所以乙烯分子中的σ鍵與π鍵的鍵數之比為5:1；原電池中負極失去電子，正極得到電子，所以乙烯在負極通入，氧氣在正極通入。又因為電解質溶液顯堿性，所以負極電極反應式是C₂H₄ - 12e^- +16OH^- =2CO₃^2-+ 10H₂O。