Question

11．A、B、C、D是元素周期表中前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，B原子的最外層p軌道的電子為半充滿結(jié)構(gòu)，C是地殼中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿．請(qǐng)回答下列問題：
（1）A、B、C第一電離能最大的元素其基態(tài)原子有3種不同能量的電子．基態(tài)D原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分子中，其中心原子采取sp²雜化；BC₃^-的空間構(gòu)型為平面三角形（用文字描述）．
（3）1mol AB^-中含有的π鍵數(shù)目為2N_A．
（4）如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該合金中Ca和D的原子個(gè)數(shù)比是1：5．
（5）最新科技發(fā)現(xiàn)用高能射線照射液態(tài)氫化物H₂C時(shí)，一個(gè)H₂C分子能釋放出一個(gè)電子，同時(shí)產(chǎn)生一種陽離子．該陽離子具有較強(qiáng)的氧化性，試寫出該陽離子與S0₂的水溶液反應(yīng)的離子方程式2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，故原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，是29號(hào)Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D都是前36號(hào)元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，第二周期元素A原子的核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍且有3個(gè)能級(jí)，故原子核外電子排布為1s²2s²2p²，故A為碳元素；C是地殼中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外層p軌道的電子為半滿結(jié)構(gòu)，最外層電子排布為2s²2p³，故B為N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外層電子數(shù)與氫原子相同，其余各層電子均充滿，故D元素原子各層電子數(shù)分別為2、8、18、1，是29號(hào)Cu元素．
（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)是半滿穩(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，N原子核外電子排布式1s²2s²2p³，有3種能量不同的單子，D為Cu元素，原子核外電子數(shù)為29，其原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：3；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）H₂CO₃中C原子最外層電子數(shù)全部成鍵，沒有孤電子對(duì)，成1個(gè)C=O雙鍵，2個(gè)C-O單鍵，雜化軌道數(shù)目為3，采取sp²雜化，NO₃^-中N原子形成3個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，則應(yīng)為平面三角形，
故答案為：sp²；平面三角形；
（3）將CN^-中C原子及1個(gè)負(fù)電荷換成1個(gè)N原子，可得的等電子體N₂，CN^-中形成C≡N三鍵，1個(gè)CN^-含有2個(gè)π鍵，故1mol CN^-中含有的π鍵個(gè)數(shù)為2N_A，
故答案為：2N_A；
（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ca原子處于頂點(diǎn)，晶胞中含有Ca原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子處于晶胞內(nèi)部與面上、面心，晶胞中Cu數(shù)目為1+4×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{2}$=5，故該合金中Ca和Cu的原子個(gè)數(shù)比為1：5，
故答案為：1：5；
（5）由H₂O分子釋放出電子時(shí)產(chǎn)生的一種陽離子具有較強(qiáng)的氧化性，該陽離子與SO₂水溶液反應(yīng)離子方程式為：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-，
故答案為：2H₂O⁺+SO₂=4H⁺+SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題以元素的推斷為載體，考查了電離能、雜化理論、分子結(jié)構(gòu)、核外電子排布規(guī)律、晶胞計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的綜合考查，側(cè)重對(duì)知識(shí)遷移的運(yùn)用、分析解決問題的能力考查，注意同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但ⅢA族、VA族高于同周期相鄰元素的．