Question

【题目】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种元素，A的一种同位素可用于考古中测定生物的死亡年代； B与A同周期，其s能级电子数比p能级电子数多；C原子的最外层电子数是次外层的3倍；D与B同主族；E的原子序数为29。回答下列问题：

（1）五种元素中第一电离能最大的是_____，其中D原子价电子排布图为______。

（2）元素B的简单气态氢化物的沸点______元素A的简单气态氢化物的沸点（填大于或小于），其主要原因是____； A的简单气态氢化物中心原子的杂化轨道类型为________。

（3）BC3-的立体构型为__________，与其互为等电子体的分子是__________（写化学式）。

（4）EC在加热条件下容易转化为E2C，从原子结构的角度解释原因____________；E原子的外围电子排布式为_____________。

（5）硼与D可形成一种耐磨材料F，其结构与金刚石相似（如图）。F的晶胞边长为a cm，则该晶体密度的表达式为___________g·cm-3。(用含a、NA的式子表示， 不必化简）。

Answer 1

【答案】 N 高于 NH3分子之间存在氢键 sp3 平面三角形 SO3 Cu2+外围电子排布为3d9，而Cu+外围电子排布为3d10，为全充满稳定状态，Cu2O 更稳定 3d104s1

【解析】A的一种同位素可用于考古中测定生物的死亡年代，A为C元素；C原子的最外层电子数是次外层的3倍，C为O元素；A为第二周期元素，B与A同周期，B的s能级电子数比p能级电子数多，B的原子序数介于A与C之间，B为N元素；E的原子序数为29，E为Cu元素；D与B同主族，D的原子序数介于C与E之间，D为P元素。

（1）五种元素中第一电离能最大的是N。D的价电子排布图为。

（2）沸点NH3CH4，主要原因是NH3分子间存在氢键。CH4中碳原子为sp3杂化。

（3）BC3-为NO3-，NO3-的立体构型为平面三角形。用“替代法”，与其互为等电子体的分子是SO3等。

（4）EC为CuO，E2C为Cu2O，CuO在加热条件下容易转化为Cu2O的原因是：Cu2+外围电子排布为3d9，而Cu+外围电子排布为3d10，为全充满稳定状态，Cu2O 更稳定。Cu原子的外围电子排布式为3d104s1。

（5）用“均摊法”确定晶胞中含有的原子的个数，由晶胞的边长计算晶胞的体积，进一步计算1mol晶体的体积，1mol晶体的质量除以1mol晶体的体积计算晶体的密度。

A的一种同位素可用于考古中测定生物的死亡年代，A为C元素；C原子的最外层电子数是次外层的3倍，C为O元素；A为第二周期元素，B与A同周期，B的s能级电子数比p能级电子数多，B的原子序数介于A与C之间，B为N元素；E的原子序数为29，E为Cu元素；D与B同主族，D的原子序数介于C与E之间，D为P元素。

（1）根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，第VA族大于第VIA族，第一电离能NOC，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，第一电离能NP，Cu是金属元素，Cu的第一电离能最小，五种元素中第一电离能最大的是N。D为P元素，P原子核外有15个电子，根据构造原理，基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，P原子的价电子排布式为3s23p3，D的价电子排布图为。

（2）B的简单氢化物为NH3，A的简单氢化物为CH4，沸点NH3CH4，主要原因是NH3分子间存在氢键，CH4分子间不存在氢键。CH4中中心原子C上的孤电子对数为（4-41）=0，成键电子对数为4，价层电子对数为0+4=4，CH4中碳原子为sp3杂化。

（3）BC3-为NO3-，NO3-中中心原子N上的孤电子对数为（5+1-32）=0，成键电子对数为3，价层电子对数为0+3=3，VSEPR模型为平面三角形，N上没有孤电子对，NO3-的立体构型为平面三角形。用“替代法”，与其互为等电子体的分子是SO3等。

（4）EC为CuO，E2C为Cu2O，CuO在加热条件下容易转化为Cu2O的原因是：Cu2+外围电子排布为3d9，而Cu+外围电子排布为3d10，为全充满稳定状态，Cu2O 更稳定。Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子的外围电子排布式为3d104s1。

（5）B原子最外层有3个电子，P原子最外层有5个电子，B与P形成的化合物的化学式为BP，F的化学式为BP；用“均摊法”金刚石的晶胞中含C原子：8+6+4=8个；F的晶胞中含4个B原子和4个P原子，F的晶胞边长为acm，F的晶胞体积为a3cm3；1mol晶体的体积为cm3；1mol晶体的质量为42g，该晶体的密度为42g（cm3）=g/cm3。