Question

18．a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示．

a	原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同
b	基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1
c	在周期表所列元素中电负性最大
d	位于周期表中第4纵行
e	基态原子M层全充满，N层只有一个电子

请回答：
（l）d属于d区的元素，其基态原子的价电子排布图为．
（2）b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示）．
（3）c的氢化物水溶液中存在的氢键有4种，任意画出一种、、、任意一种．
（4）a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为SiO₂＞CO₂（用化学式表示）．若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为平面三角形；A的中心原子的轨道杂化类型为sp³杂化；与A互为等电子体的一种分子为SO₃（填化学式）．
（5）e与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中e原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由e原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的 晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，该晶体储氢后的化学式为H₄Cu₃Au，若该晶体的相对分子质量为M，密度为ag/cm³，则晶胞的体积为$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³（N_A用表示阿
伏加德罗常数的值）．

Answer 1

分析 a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s²2s²2p³，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d位于周期表中第4纵行，且处于第四周期，故d为Ti；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu，据此解答．

解答 解：a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为1s²2s²2p²，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s²2s²2p³，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d位于周期表中第4纵行，且处于第四周期，故d为Ti；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu．
（l）d为Ti元素，属于d区的元素，基态原子的价电子排布3d²4s²，故其基态原子的价电子排布图为，
故答案为：d；；
（2）与b同周期相邻元素分别为C、O，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子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，故第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（3）c的氢化物为HF，水溶液中存在的氢键有、、、，共4种，
故答案为：4；、、、任意一种；
（4）a与其相邻同主族元素的最高价氧化物分别为CO₂、SiO₂，前者属于分子晶体，后者属于原子晶体，故熔点高低顺序为SiO₂＞CO₂．a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子为CO₃^2-，离子中C原子价层电子对数=3+$\frac{4+2-2×3}{2}$=3，没有孤电子对，故碳酸根离子为平面三角形结构，中心C原子的轨道杂化类型为 sp³杂化；与CO₃^2-互为等电子体的一种分子为SO₃等，
故答案为：SiO₂＞CO₂；平面三角形；sp³杂化；SO₃；
（5）Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的 晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，金刚石晶胞结构为，则形成的晶体中晶胞中原子为H原子，共有有4个，Cu原子数目为6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，该晶体储氢后的化学式为H₄Cu₃Au，若该晶体的相对分子质量为M，晶胞质量为$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶体密度为ag/cm³，则晶胞的体积为为$\frac{M}{{N}_{A}}$g÷ag/cm³=$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³，
故答案为：H₄Cu₃Au；$\frac{M}{a{N}_{A}}$ cm³．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、氢键、晶体类型与性质、分子结构与性质、晶胞计算等，明确元素种类是解题关键，注意同周期元素第一电离能异常情况，注意利用均摊法进行晶胞的有关计算，难度中等．