Question

【题目】【化学一选修3：物质结构与性质】

某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的前四周期元素，其相关信息如下：

元素	元素性质或原子结构
A	周期表中原子半径最小的元素
B	原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
C	最外层p轨道半充满
D	位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
E	位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同

请回答下列问题(用A、B、C、D、E所对应的元素符号作答)：

(1) B、C、D第一电离能由大到小的顺序为_____。

(2) E的二价离子的电子排布式为_____。

(3) A2B2D4常用作除锈剂，该分子中B的杂化方式为_____；1 mol A2B2D4分子中含有σ键与π键的数目之比为_____。

(4) 与化合物BD互为等电子体的阴离子的化学式为_____(任写一种)。

(5) B2A6、C2A4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是___。

(6) 一种E和金（Au）形成的合金晶体具有面心立方最密堆积结构，其晶胞中E原子处于面心，Au原子处于顶点，则该合金中E原子与Au原子的个数之比为___；若相临两个Au原子的最短距离为a厘米，则该合金的密度为_____g/cm3。又知上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由E原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将E原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(见图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_____。

Answer 1

【答案】 N>O>C 1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) sp2 7 ：2 CN-(或) N2H4分子间形成氢键 3∶1 389/(NA.a3） H8AuCu3

【解析】A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大；周期表中A元素原子半径最小，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，核外电子排布为1s22s22p2，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故成对电子总数只能为6，单电子数为2，核外电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；C元素原子最外层P轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s22s22p3，则C为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d104s1，则E为Cu。

（1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C；（2）E为Cu元素，Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9 (或[Ar]3d9) ；（3）H2C2O4为乙二酸，分子中C原子形成3个σ键，没有孤对电子，为sp2杂化；分子中共含有7个σ键和2个π键，故为7：2；（4）原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与化合物CO互为等电子体的阴离子为CN-、C22-等；（5）C2H6、N2H4分子中均含有18个电子，因为N2H4分子间存在氢键，所以它们的沸点相差较大；（6）项点：8× = 1，面心：6× = 3，所以Au：Cu = 1：3；总质量：3×M(Cu)/NA + M(Au)/NA，晶胞体积：a3 cm3，密度=总质量/ 晶胞体积=(197+64×3) / (NAa3)= 389/(NAa3）；由CaF2的结构知，Cu原子处于面心，所以晶胞中Cu原子个数为6×=3，Au原子处于顶点位置，所以晶胞中Au原子个数为8×=1，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则H原子应位于晶胞内部，则应含有8个H，则化学式为Cu3AuH8。