Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，B元素原子的價層電子總數(shù)是內層電子總數(shù)的2倍；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子．請回答下列問題：
（1）E²⁺離子的核外價層電子排布式為

 

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（2）用元素符號表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的排序：

 

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（3）A元素與B、C元素可形成化合物B₂A₄、C₂A₄，
①B₂A₄的結構式為

 

．
②下列有關C₂A₄的說法，正確的是

 

（填字母）．
a．一個該分子中含有4個σ鍵
b．該分子可作為配位體形成配位鍵
c．該分子是極性分子
d.1mol該分子最多可形成4mol氫鍵
e．該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關
f．該分子中C的雜化類型是sp³雜化
（4）B單質的一種晶體結構如圖甲所示，E單質的一種的晶體結構如圖乙所示．
①則圖中的單質B的名稱為

 

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②②圖甲中B原子的配位數(shù)與圖乙中E原子的配位數(shù)之比為

 

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③E元素與D元素形成的ED晶體與NaCl晶體一樣，欲比較ED與NaCl的晶格能大小，需考慮的數(shù)據是

 

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（5）據最新資料顯示，F(xiàn)單質的晶胞可能有多種，若其晶胞分別以六方緊密堆積和面心立方堆積存在，其單質的密度之比為

 

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Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，則A為H元素；B元素原子的價層電子總數(shù)是內層電子總數(shù)的2倍，B原子只能有2個電子層，其價電子總數(shù)為4，故B為碳元素；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則D為O元素；結合原子序數(shù)可知C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子，可推知E為Fe、F為Cu，據此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期．A元素一種原子沒有中子，則A為H元素；B元素原子的價層電子總數(shù)是內層電子總數(shù)的2倍，B原子只能有2個電子層，其價電子總數(shù)為4，故B為碳元素；D元素原子的L電子層中只有兩對成對電子，其原子核外電子排布為1s²2s²p⁴，則D為O元素；結合原子序數(shù)可知C為N元素；E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，二者處于第四周期，為Ⅷ族元素與ⅦB（或ⅠB）元素，E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子，可推知E為Fe、F為Cu，
（1）E為Fe元素，原子核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子的核外價層電子排布式為3d⁶4s²，則Fe²⁺離子的核外價層電子排布式為3d⁶，
故答案為：3d⁶；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（3）H元素與C、N元素可形成化合物C₂H₄、N₂H₄，
①C₂H₄中C原子之間形成2對共用電子對，C原子與H原子之間形成1對共用電子對，結構式為，故答案為：；
②N₂H₄中N原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，
a．單鍵為σ鍵，一個該分子中含有5個σ鍵，故a錯誤；
b．該分子中N原子含有孤對電子，可作為配位體形成配位鍵，故b正確；
c．該分子為對稱結構，分子中正負電荷重心重合，是非極性分子，故c錯誤；
d．該分子中4個H原子可以另外分子的N原子之間形成4個氫鍵，2個N原子與分別與其它分子中H原子之間形成2個氫鍵，故1mol該分子最多可形成6mol氫鍵，故d錯誤；
e．氫鍵不能影響化學性質，該分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關，故e正確；
f．該分子中N原子成3個σ鍵、含有1對孤對電子，N的原子軌道是sp³雜化，故f正確；
故答案為：bef；
（4）圖中甲為金剛石的晶胞，圖甲中C原子的配位數(shù)為4，圖乙中E原子的配位數(shù)為8，則甲、乙中配位數(shù)之比為4：8=1：2．晶體晶格能與離子半徑及離子所帶電荷數(shù)，
故答案為：金剛石；1：2；離子半徑及離子所帶電荷數(shù)；
（5）六方緊密堆積和面心立方堆積都是密置層的堆積，原子空間利用率相同，其單質的密度也相同，故密度之比為1：1，故答案為：1：1．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、電離能、分子結構與性質、化學鍵、雜化軌道、晶胞結構等，難度中等，（4）中金剛石晶胞沒有畫出晶胞結構，增大難度，對學生的空間想象有一定的要求，注意識記中學常見的晶胞結構，（5）中注意利用堆積形式進行解答．