Question

【題目】A、B、C、D、E為原子序數依次增大的五種元素，A的一種同位素可用于考古中測定生物的死亡年代； B與A同周期，其s能級電子數比p能級電子數多；C原子的最外層電子數是次外層的3倍；D與B同主族；E的原子序數為29。回答下列問題：

（1）五種元素中第一電離能最大的是_____，其中D原子價電子排布圖為______。

（2）元素B的簡單氣態氫化物的沸點______元素A的簡單氣態氫化物的沸點（填大于或小于），其主要原因是____； A的簡單氣態氫化物中心原子的雜化軌道類型為________。

（3）BC3-的立體構型為__________，與其互為等電子體的分子是__________（寫化學式）。

（4）EC在加熱條件下容易轉化為E2C，從原子結構的角度解釋原因____________；E原子的外圍電子排布式為_____________。

（5）硼與D可形成一種耐磨材料F，其結構與金剛石相似（如圖）。F的晶胞邊長為a cm，則該晶體密度的表達式為___________g·cm-3。(用含a、NA的式子表示， 不必化簡）。

Answer 1

【答案】 N 高于 NH3分子之間存在氫鍵 sp3 平面三角形 SO3 Cu2+外圍電子排布為3d9，而Cu+外圍電子排布為3d10，為全充滿穩定狀態，Cu2O 更穩定 3d104s1

【解析】A的一種同位素可用于考古中測定生物的死亡年代，A為C元素；C原子的最外層電子數是次外層的3倍，C為O元素；A為第二周期元素，B與A同周期，B的s能級電子數比p能級電子數多，B的原子序數介于A與C之間，B為N元素；E的原子序數為29，E為Cu元素；D與B同主族，D的原子序數介于C與E之間，D為P元素。

（1）五種元素中第一電離能最大的是N。D的價電子排布圖為。

（2）沸點NH3CH4，主要原因是NH3分子間存在氫鍵。CH4中碳原子為sp3雜化。

（3）BC3-為NO3-，NO3-的立體構型為平面三角形。用“替代法”，與其互為等電子體的分子是SO3等。

（4）EC為CuO，E2C為Cu2O，CuO在加熱條件下容易轉化為Cu2O的原因是：Cu2+外圍電子排布為3d9，而Cu+外圍電子排布為3d10，為全充滿穩定狀態，Cu2O 更穩定。Cu原子的外圍電子排布式為3d104s1。

（5）用“均攤法”確定晶胞中含有的原子的個數，由晶胞的邊長計算晶胞的體積，進一步計算1mol晶體的體積，1mol晶體的質量除以1mol晶體的體積計算晶體的密度。

A的一種同位素可用于考古中測定生物的死亡年代，A為C元素；C原子的最外層電子數是次外層的3倍，C為O元素；A為第二周期元素，B與A同周期，B的s能級電子數比p能級電子數多，B的原子序數介于A與C之間，B為N元素；E的原子序數為29，E為Cu元素；D與B同主族，D的原子序數介于C與E之間，D為P元素。

（1）根據同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，第VA族大于第VIA族，第一電離能NOC，同主族從上到下第一電離能逐漸減小，第一電離能NP，Cu是金屬元素，Cu的第一電離能最小，五種元素中第一電離能最大的是N。D為P元素，P原子核外有15個電子，根據構造原理，基態P原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，P原子的價電子排布式為3s23p3，D的價電子排布圖為。

（2）B的簡單氫化物為NH3，A的簡單氫化物為CH4，沸點NH3CH4，主要原因是NH3分子間存在氫鍵，CH4分子間不存在氫鍵。CH4中中心原子C上的孤電子對數為（4-41）=0，成鍵電子對數為4，價層電子對數為0+4=4，CH4中碳原子為sp3雜化。

（3）BC3-為NO3-，NO3-中中心原子N上的孤電子對數為（5+1-32）=0，成鍵電子對數為3，價層電子對數為0+3=3，VSEPR模型為平面三角形，N上沒有孤電子對，NO3-的立體構型為平面三角形。用“替代法”，與其互為等電子體的分子是SO3等。

（4）EC為CuO，E2C為Cu2O，CuO在加熱條件下容易轉化為Cu2O的原因是：Cu2+外圍電子排布為3d9，而Cu+外圍電子排布為3d10，為全充滿穩定狀態，Cu2O 更穩定。Cu原子核外有29個電子，基態Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子的外圍電子排布式為3d104s1。

（5）B原子最外層有3個電子，P原子最外層有5個電子，B與P形成的化合物的化學式為BP，F的化學式為BP；用“均攤法”金剛石的晶胞中含C原子：8+6+4=8個；F的晶胞中含4個B原子和4個P原子，F的晶胞邊長為acm，F的晶胞體積為a3cm3；1mol晶體的體積為cm3；1mol晶體的質量為42g，該晶體的密度為42g（cm3）=g/cm3。