Question

(10分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E的＋1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为___________________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)。其原因是       。
（3）B₂A₄是石油炼制的重要产物之一 。B₂A₄分子中B原子轨道的杂化类型为________；1 mol B₂A₂分子中含________mol σ键。
（4）已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：甲为______，乙为______；高温时，甲易转化为乙的原因为______________________________。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹（1分）
（2）C<O<N（1分），同一周期从左向右，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型，故其第一电离能大于氧元素的（2分）  （3）sp²（1分），　3（1分）
（4）CuO（1分）　Cu₂O（1分）   Cu₂O中Cu的各轨道均为全充满状态，较稳定（2分）

试题分析：A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，则A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，S轨道电子数是P轨道电子数的两倍，则B原子核外有6个电子，则B为碳元素；D原子L层上有2对成对电子，则D原子电子排布式为1s²2s²2p⁴，所以D为氧元素；C的原子序数介于碳、氧元素之间，则C为氮元素；E⁺原子核外有3层电子且各层均处于全满状态，则E原子核外电子数为2+8+18+1=29，则E为Cu元素，则
（1）E为Cu元素，基态原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期，随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但氮元素2p能级为半满稳定状态，能量较低，失去第一个电子需要的能量较多，其第一电离能高于同周期相邻元素，故C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N；
（3）C₂H₄分子中C原子有3个σ键，无孤电子对，轨道的杂化类型为sp²杂化，1个C₂H₂分子中含有3个σ键，2个π键，则lmolC₂H₂分子中σ键3mol；
（4）已知O、Cu能形成晶胞如图所示的两种化合物，甲中黑色球数目=4，白色球数目=6×+8×=4，Cu、O原子数目之比为1：1，则甲的化学式为CuO，乙中黑色球数目=4，白色球数目=1+8×=2，黑色球与白色球个数之比为2：1，氧元素为-2价，则乙的化学式为Cu₂O，Cu₂O中Cu原子d轨道为全满状态，比较稳定，故高温时甲易转化为乙。