Question

18．a、b、c、d是四种原子序数依次增大的短周期元素．a原子的电子层数为n，核内质子数是2n²-1，最外层电子数为2n+l；b、d同主族，能形成两种中学常见的化合物；c与b组成的化合物是一种两性氧化物，工业上通过电解该化合物可冶炼c单质；e原子有四个能层，其未成对电子数在同周期是最多的．回答下列问题：
（l）a在周期表中的位置第二周期VA族；e的基态原子价电子排布式为3d⁵4s¹．
（2）b、c、d原子的第一电离能由大到小的顺序是O＞S＞Al（用元素符号回答）．
（3）a和b形成的离子W呈平面正三角形，其中心原子的杂化类型为sp²杂化；a、b、d气态氢化物最稳定的是H₂O（写化学式）．
（4）元素c与Fe构成合金的晶胞如图，该合金的化学式为AlFe₂．
（5）将b、d组成的极性分子通入含少量W离子的BaCl₂水溶液中，有NO气体生成．发生反应的离子方程式为3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．．

Answer 1

分析 a、b、c、d是四种原子序数依次增大的短周期元素．a原子的电子层数为n，核内质子数是2n²-1，最外层电子数为2n+l，若n=3，则a为Cl，b、c、d不能都处于短周期，不符合题意，则n=2，a为N元素；b、d同主族，能形成两种中学常见的化合物，则b为O元素、d为S元素；c与b组成的化合物是一种两性氧化物，工业上通过电解该化合物可冶炼c单质，则c为Al；e原子有四个能层，其未成对电子数在同周期是最多的，外围电子排布为3d⁵4s¹，则e为Cr．

解答 解：a、b、c、d是四种原子序数依次增大的短周期元素．a原子的电子层数为n，核内质子数是2n²-1，最外层电子数为2n+l，若n=3，则a为Cl，b、c、d不能都处于短周期，不符合题意，则n=2，a为N元素；b、d同主族，能形成两种中学常见的化合物，则b为O元素、d为S元素；c与b组成的化合物是一种两性氧化物，工业上通过电解该化合物可冶炼c单质，则c为Al；e原子有四个能层，其未成对电子数在同周期是最多的，外围电子排布为3d⁵4s¹，则e为Cr．
（l）a为N元素，在周期表中的位置：第二周期VA族；原子有四个能层，其未成对电子数在同周期是最多的，价电子电子排布式为3d⁵4s¹，
故答案为：第二周期VA族；3d⁵4s¹；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能减小，故原子的第一电离能由大到小的顺序是：O＞S＞Al，
故答案为：O＞S＞Al；
 （3）a和b形成的离子W呈平面正三角形，中心原子杂化轨道数目为3，其中心原子的杂化类型为 sp²杂化，由于非金属性O＞N、O＞S，故氢化物中H₂O最稳定，
故答案为：sp²杂化；H₂O；
（4）晶胞中Al原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中Fe原子数目为8，则该合金的化学式为AlFe₂，
故答案为：AlFe₂；
（5）a和b形成的离子W呈平面正三角形，则W为NO₃^-，b、d组成的极性分子为SO₂，SO₂通入含少量NO₃^-离子的BaCl₂水溶液中，有NO气体生成．发生反应的离子方程式为：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案为：3SO₂+2NO₃^-+3Ba^2-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式与空间构型、晶胞计算、氧化还原反应等，熟练掌握元素化合物性质，掌握杂化方式与微粒空间构型关系．