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    15．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大．a是宇宙中最丰富的元素，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子．回答下列问题：
    （1）b、c、d中第一电离能的大小顺序是N＞O＞S（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为．
    （2）c的氢化物与d的氢化物的沸点大小顺序是H2O＞H2S；（填化学式）原因是水分子之间能形成氢键
    （3）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为sp3；以上元素形成的分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4（填化学式，写出两种）．
    （4）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸HNO2、HNO3；（填化学式）酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3．（填化学式）
    （5）e和c形成的一种离子化合物的晶体晶胞结构如图1，则e离子的电荷为+1；其中c离子的配位数是4；若已知该晶胞的边长为a pm，阿伏伽德罗常数为NA，则该晶胞的密度为$\frac{288×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3．

    分析 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大．a是宇宙中最丰富的元素，则a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故c为O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，原子序数小于氧，核外电子排布为1s22s22p3，故b为N元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，处于第四周期，故核外电子数为2+8+18+1=29，则e为Cu；d与c（氧）同族，d的原子序数小于Cu，故d为S元素，据此解答．

    解答 解：周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大．a是宇宙中最丰富的元素，则a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故c为O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，原子序数小于氧，核外电子排布为1s22s22p3，故b为N元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，处于第四周期，故核外电子数为2+8+18+1=29，则e为Cu；d与c（氧）同族，d的原子序数小于Cu，故d为S元素．
    （1）N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能：N＞O＞S，
    e为Cu元素，基态E原子的价电子排布为3d104s1，价电子轨道示意图为，
    故答案为：N＞O＞S；；
    （2）c的氢化物为H2O、d的氢化物为H2S，由于水分子之间能形成氢键，故沸点：H2O＞H2S，
    故答案为：H2O＞H2S；水分子之间能形成氢键；
    （3）a是H元素，a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为氨气，氨气分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以该分子的中心原子的杂化方式为sp3；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4等，
    故答案为：sp3；H2O2、N2H4；
    （4）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3，
    故答案为：HNO2、HNO3；H2SO3；
    （5）根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有氧原子数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为Cu2O，铜离子化合价为+1，氧离子周围有4个+1价铜离子，配位数为4；
    晶胞质量为（4×$\frac{64}{{N}_{A}}$+2×$\frac{16}{{N}_{A}}$）g，晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为（a×10-10cm）3，则晶胞密度为：（4×$\frac{64}{{N}_{A}}$+2×$\frac{16}{{N}_{A}}$）g÷（a×10-10cm）3=$\frac{288×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3，
    故答案为：+1；4；$\frac{288×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

    点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化轨道、空间构型、晶胞的计算等，中等难度，需要学生具备扎实的基础，（4）为易错点，采取逆向思维方式考查构型判断，增大题目难度．

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    C．若将一定量的上述两溶液混合后pH=7，则混合液中：c（A-）＞c（B+）
    D．若将上述两溶液按体积比1：1混合，则混合液中：c（A-）＞c（B+）＞c（H+）＞c（OH-）

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    （1）写出制氯气的化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过分液漏斗 （填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸．实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有B （填写下列编号字母）的净化装置．
    A．碱石灰   B．饱和食盐水   C．浓硫酸    D．饱和碳酸氢钠溶液
    （2）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是：碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同．
    反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出．右图中符合该晶体溶解度曲线的是M （填写编号字母）；从②的试管中分离出该晶体的方法是过滤 （填写实验操作名称）．
    （3）本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是：C12+2OH-=C1O-+C1-+H2O．
    （4）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：
    实验现象原因
    溶液最初从紫色逐渐变为红 色氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
    随后溶液逐渐变为无色
    然后溶液从无色逐渐变为黄绿 色

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    10．材料在生产、生活中应用广泛．下列属于金属材料的是（　　）
    A．水泥B．钢铁C．陶瓷D．橡胶

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    A．③①④②⑤B．①③⑤④②C．③②①⑤④D．⑤②④①③

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    ②CH4（g）+4NO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2
    ③CH4（g）+2NO2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H3
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    ③将Fe高温下与水蒸气反应后的得到固体混合物溶于盐酸中．
    A．只有②B．只有②③C．只有①②D．全部

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