Question

【題目】已知A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，A是短周期中族序數(shù)等于周期數(shù)的非金屬元素，B元素形成的化合物種類最多；D的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之比為3∶1；E是第四周期元素，最外層只有一個電子，其余各層電子均充滿。請回答下列問題（用元素符號或化學(xué)式表示）：

（1）E在周期表中位于__________區(qū)，E+的電子排布式為__________________________。

（2）D元素原子的價層電子排布圖為___________________，A2D2的電子式為____________，分子中D原子雜化類型為______________。

（3）元素B、C、D的基態(tài)原子的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>___________________________，A分別與B、C、D能形成電子10的化合物，它們的沸點(diǎn)由高到低的順序是__________（寫分子式）。

（4）C2A4在堿性溶液中能夠?qū)?/span>ED還原為E2D，已知當(dāng)1mol C2A4完全參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移了4 mol電子，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：___________________。

（5）已知EA晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示（A原子在體對角線的1/4處），該化合物的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶胞中E原子與A原子之間的最短距離為_______cm（用含ρ和NA的式子表示）。

Answer 1

【答案】 ds ［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10 sp3（雜化） O＞N＞C H2O＞NH3＞CH4 N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O

【解析】A是短周期中族序數(shù)等于周期數(shù)的非金屬元素，則A為氫（H）元素；B元素形成的化合物種類最多，則B為碳（C）元素；D的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)之比為3∶1，則D為氧（O）元素；A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，而B、D之間只有氮元素，所以C為氮（N）元素；E是第四周期元素，最外層只有一個電子，其余各層電子均充滿，則E的核外電子數(shù)等于2+8+18+1=29，則E為銅（Cu）。

（1）Cu的外圍電子排布式為3d104s1，Cu屬于第IB族元素，在周期表中位于ds區(qū)，Cu+的電子排布式為：［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10；

故答案為:ds；［Ar］3d10 或1s22s22p63s23p63d10；

（2）D為氧（O）元素，氧元素的價層電子排布式為：2s22p4，則氧元素的價層電子排布圖為：； A2D2為H2O2,其電子式為：，其中O原子成2個σ鍵，有2對孤對電子，則O為sp3雜化；

故答案為：；；sp3；

（3）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，元素B、C、D即碳、氮、氧三種元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋禾迹嫉�＜氧，所以基態(tài)原子的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篛＞N＞C；氫元素分別與三種形成的10電子氫化物分別為： CH4、NH3、H2O，這三種氫化物的穩(wěn)定性由高到低排序依次為：H2O＞NH3＞CH4；

故答案為：O＞N＞C；H2O＞NH3＞CH4；

（4）C2A4為N2H4，ED為CuO，E2D為Cu2O。1mol N2H4轉(zhuǎn)移4mol電子，則N2H4被氧化成N2，故反應(yīng)方程式為：N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O；

故答案為：N2H4 +4CuO＝N2↑+2Cu2O+2H2O；

（5）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個晶胞中含有H原子數(shù)為4，Cu原子數(shù)為，所以該晶胞中含有4個Cu、4個H。設(shè)該晶胞的邊長為a，則a= 。再根據(jù)晶胞中Cu原子與H原子之間的最短距離為體對角線的，而體對角線為，所以Cu原子與H原子之間的最短距離為。

故答案為： 。