Question

（2011?锦州模拟）【化学--物质结构与性质】
已知X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，s能级电子数是p能级电子数的两倍；Z原子L层上有2对成对电子；Q是第三周期中电负性最大的元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属．请回答下列问题：
（1）X、Y、Z第一电离能由小到大的顺序为

C

＜

O

＜

N

（填元素符号）．
（2）E元素基态原子的电子排布式为

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

．
（3）XZ₂分子中含有

2

个π键．
（4）Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，理由是

氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高

．
（5）X元素可形成X₆₀单质，它与金属钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），该化合物中X₆₀与钾原子个数比为

1：3

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，则X原子核外电子数为6，故X为碳元素；Z原子L层上有2对成对电子，则Z原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故Z为氧元素；Y原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Y为氮元素；Q是第三周期中电负性最大的元素，Q为Cl元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属，E为Br元素，
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但氮原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量降低，失去电子需要能量较高；
（2）E为Br元素，原子核外电子数为35，根据核外电子排布规律书写；
（3）CO₂分子中C原子成2个C=O双键，双键中含有1个σ键、1个π键；
（4）氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高；
（5）根据均摊法计算晶胞中X₆₀与钾原子个数，据此计算．

解答：解：X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，则X原子核外电子数为6，故X为碳元素；Z原子L层上有2对成对电子，则Z原子核外电子排布为1s²2s²2p⁴，故Z为氧元素；Y原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Y为氮元素；Q是第三周期中电负性最大的元素，Q为Cl元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属，E为Br元素，
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但氮原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量降低，失去电子需要能量较高，故N元素的第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，故答案为：C；O；N；
（2）E为Br元素，原子核外电子数为35，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（3）CO₂分子中C原子成2个C=O双键，双键中含有1个σ键、1个π键，故CO₂分子中含有2个π键，故答案为：2；
（4）氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高，故Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，
故答案为：氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中X₆₀数目为1+8×

1

8

=2，K原子数目为2×6×

1

2

=6，故晶胞中X₆₀与钾原子个数之比为2：6=1：3，故答案为：1：3．

点评：本题考查核外电子排布规律、电离能、化学键与氢键、晶胞计算等，难度中等，注意利用均摊法进行晶胞的计算．