Question

8．原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素．其中A的基態(tài)原子有3個(gè)不同能級(jí)，各能級(jí)中的電子數(shù)相等；C的基態(tài)原子2p能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)與A原子的相同；D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素；E，F(xiàn)和C位于同一主族，F(xiàn)處于第一個(gè)長(zhǎng)周期．
（1）F原子基態(tài)的外圍核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）由A、B、C形成的離子CAB^-與AC₂互為等電子體，則CAB^-的結(jié)構(gòu)式為[N=C=O]^-；
（3）在元素A與E所形成的常見(jiàn)化合物中，A原子軌道的雜化類(lèi)型為sp；
（4）PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì)，易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染，光化學(xué)煙霧中含有NO_x、CH₂═CHCHO、HCOOH．CH₃COONO₂（PAN）等二次污染物．
①下列說(shuō)法正確的是AC
A．N₂O為直線型分子
B．C、N、O的第一電離能依次增大
C．CH₂═CHCHO分子中碳原子均采用sp₂雜化
D．相同壓強(qiáng)下，HCOOH沸點(diǎn)比CH₃OCH₃高，說(shuō)明前者是極性分子，后者是非極性分子
（5）白磷（P₄）的晶體屬于分子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖（小圓圈表示白磷分子）．己知晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，阿伏加德羅常數(shù)為N_A mol^-l，則該晶胞中含有的P原子的個(gè)數(shù)為16，該晶體的密度為$\frac{496}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$ g•cm^-3（用含N_A、a的式子表示）

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素，A的基態(tài)原子有3個(gè)不同能級(jí)，各能級(jí)中的電子數(shù)相等，則A是C元素；
C的基態(tài)原子2p能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)與A原子的相同，C原子序數(shù)大于A，則C為O元素；
B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
E，F(xiàn)和C位于同一主族，F(xiàn)處于第一個(gè)長(zhǎng)周期，則E為S元素、F為Se元素；
D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素，原子序數(shù)小于S，則D是Na元素；
（1）F是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)F基態(tài)原子的核外電子排布式；
（2）由C、N、O形成的離子OCN^-與CO₂互為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似；
（3）在元素C與S所形成的常見(jiàn)化合物CS₂中，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)理論確定A原子軌道的雜化類(lèi)型；
（4）①A．N₂O與CO₂是等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似；
B．同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
C．CH₂=CHCHO分子中碳原子均形成3個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3；
D．含有氫鍵的氫化物熔點(diǎn)較高；
（5）根據(jù)均攤法可知，晶胞中P₄分子數(shù)目為4，則晶胞中含有16個(gè)P原子，計(jì)算晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞密度．

解答 解：原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素，A的基態(tài)原于有3個(gè)不同的能級(jí)，各能級(jí)中的電子數(shù)相等，則A是C元素；C的基態(tài)原子2p能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)與A原子的相同，C原子序數(shù)大于A，則C為O元素；
B原子序數(shù)大于A而小于C，則B是N元素；
E和C位于同一主族，且E原子序數(shù)小于25，則C是S元素；
D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素，原子序數(shù)小于S，則D是Na元素；
F的原子序數(shù)為29，為Cu元素；
（1）F是Cu元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Cu元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）由C、N、O形成的離子OCN^-與CO₂互為等電子體，根據(jù)二氧化碳結(jié)構(gòu)式知OCN^-的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為[N=C=O]^-；
故答案為：[N=C=O]^-；
（3）在元素C與S所形成的常見(jiàn)化合物CS₂中，二硫化碳分子中中心原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是2且不含孤電子對(duì)，所以C原子采用sp雜化；
故答案為：sp；
（4）①A．N₂O與CO₂是等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，則N₂O為直線型分子，故A正確；
B．同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，由于氮原子2p軌道是半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，所以其第一電離能大小順序是：N＞O＞C，故B錯(cuò)誤；
C．CH₂=CH-CHO分子中每個(gè)碳原子均形成三個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，均采用sp²雜化，故C正確；
D．HCOOH分子間能形成氫鍵，CH₃OCH₃不能形成分子間氫鍵，所以相同壓強(qiáng)下，HCOOH沸點(diǎn)比CH₃OCH₃高，故D錯(cuò)誤．
故選：AC；
（5）根據(jù)均攤法可知，晶胞中P₄分子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞中P原子數(shù)目為4×4=16，晶胞質(zhì)量為16×$\frac{31}{N{\;}_{A}}$g，晶胞體積為（a cm）³，則晶胞密度為$\frac{\frac{16×31}{N{\;}_{A}}g}{（acm）^{3}}$=$\frac{496}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$g•cm^-3；
故答案為：16；$\frac{496}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，推斷元素是解題關(guān)鍵，涉及核外電子排布、等電子體、電離能、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、氫鍵、配合物、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意理解同周期第一電離能異常情況，注意氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響．