Question

【題目】已知A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數依次增大。A在所有元素中原子半徑最小；B原子核外電子有6種不同運動狀態；D與C、E均相鄰；A、D、E三種元素的原子序數之和為25；E2－和F＋有相同的核外電子排布；G的質子數是25。請回答下列問題：

(1)寫出元素G的基態原子外圍電子排布式________；B、C、D三種元素分別形成的最簡單氫化物的沸點最高的是________(用化學式表示)。

(2)由上述元素中的兩種元素組成的一種陰離子與D的一種同素異形體分子互為等電子體，該陰離子化學式為________。

(3)由上述元素組成的屬于非極性分子且VSEPR為直線形的微粒的電子式________(任寫一種)。

(4)M是由4個C原子組成的一種不穩定的多原子單質分子，M分子中C原子雜化方式為sp3雜化，M分子的立體構型為________。

(5)某一次性電池的比能量和可儲存時間均比普通干電池優良，適用于大電流和連續放電，是民用電池的升級換代產品之一，它的負極材料是Zn，正極材料是G的一種常見氧化物，電解質是KOH。該電池的正極反應式為______________。

(6)由上述元素中電負性最大的元素和第一電離能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右圖所示。化合物N與氧化鈣相比，晶格能較小的是______(填化學式)。已知該化合物的晶胞邊長為a pm，則該化合物的密度為________g·cm－3(只要求列出算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的數值為NA，1 pm＝10－10cm)。

Answer 1

【答案】(1)3d54s2 H2O

(2)NO (3) (或H∶CC∶H)

(4)正四面體

(5)MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－

(6)K2O

【解析】A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數依次增大。A在所有元素中原子半徑最小，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同運動狀態，則B為C元素；E2－可能為O2－或S2－元素，A、D、E三種元素的原子序數之和為25，D和E的原子序數為24，根據原子序數的大小關系，則E為S元素，D為O元素，則C為N元素，E2－和F＋有相同的核外電子排布，則F為K元素，G的質子數是25，G為Mn元素。

(1)根據構造原理，Mn的基態原子外圍電子排布式為3d54s2；B、C、D三種元素分別形成的最簡單的氫化物為：CH4、NH3、H2O，水在常溫下為液態，CH4和NH3為氣態，則H2O的沸點最高。

(2)O2與O3互為同素異形體，根據微粒中原子個數相同，價電子總數相同互為等電子體，可知O3與NO互為等電子體。

(3)在上述元素的原子中能形成非極性分子且為直線形的有CO2和HC≡CH，它們的電子式分別為 和H∶CC∶H。

(4)由4個N原子組成的不穩定單質分子為N4，由于N原子的雜化方式為sp3雜化，則M分子的立體構型是正四面體結構。

(5)該一次性電池負極材料是Zn，正極材料是MnO2，電解質為KOH，該電極的正極電極反應式為：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。

(6)上述元素中電負性最大的是O元素和第一電離能最小的K元素形成化合物N為K2O，由于r(K＋)＞r(Ca2＋)，故其晶格能小于CaO。由晶胞結構和均攤法知，每個晶胞中相當于含有4個K2O，則有：4×Mr(K2O)＝NA·(a×10－10)3·ρ，該化合物的密度為：ρ＝ g·cm－3。