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【化學—選修5：物質結構與性質】（15分）

現有A、B、C、D、E原子序數依次增大的五種元素，它們位于元素周期表的前四周期。A元素原子的價層電子總數是內層電子總數的2倍；C元素原子的L電子層中只有兩對成對電子；D元素與E元素在同周期相鄰的族，它們的原子序數相差3，且D元素的基態原子有4個未成對電子。請回答下列問題：

⑴A、B、C三種元素的名稱分別為         、         、         。

⑵用元素符號表示A、B、C三種元素的第一電離能由低到高的排序為                。

⑶E元素基態原子的核外電子排布式為                           。

⑷A元素與氫元素能形成種類繁多的化合物，其中只含sp3雜化且相對分子質量最小的分子的VSEPR空間構型為          ；其中只含sp2雜化且相對分子質量最小的化合物的結構式為            ；其中同時含sp雜化、SP2雜化、sp3雜化且相對分子質量最小的化合物的化學式為           。

⑸A元素的一種單質的晶體結構如圖甲所示，D元素的一種單質的晶體結構如圖乙所示。

         

圖甲中A原子的配位數與圖乙中D原子的配位數之比為          。

 

【答案】

⑴碳（1分）、氮（1分）、氧（1分）⑵C、O、N（2分）⑶［Ar］3d104s1（2分）⑷正四面體（2分）、   （2分），C5H6（2分）⑸1/2（2分）

【解析】根據元素的結構即性質可知，A、B、C、D、E分別是C、N、O、Fe、Cu。

（1）A、B、C三種元素的名稱分別為碳、氮、氧。

（2）非金屬性越淺，第一電離能越大。氮氮原子的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，第一電離能大于氧原子的，即第一電離能由低到高的排序為C、O、N。

（3）根據構造原理可知，銅元素基態原子的核外電子排布式為［Ar］3d104s1。

（4）只含sp3雜化且相對分子質量最小的分子是甲烷，由于碳原子不存在孤對電子，所以構型是正四面體。只含sp2雜化且相對分子質量最小的化合物是乙烯，其結構簡式為。時含sp雜化、SP2雜化、sp3雜化且相對分子質量最小的化合物的化學式C5H6。

（5）金剛石中碳原子的配位數是4，鐵晶體中配位數是8，所以配位數之比為1︰2。

 

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（1）白磷單質的中P原子采用的軌道雜化方式是
sp3
sp3
；
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N＞P＞As
N＞P＞As
；
（3）As原子序數為
33
33
，其核外M層和N層電子的排布式為
3s23p63d104s24p3
3s23p63d104s24p3
；
（4）NH3的沸點比PH3
高
高
（填“高”或“低”），原因是
NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力
NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力
．
PO43-離子的立體構型為
正四面體
正四面體
；
（5）H3PO4的K1、K2、K3分別為7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13．硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10-4，請根據結構與性質的關系解釋：
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第一步電離出的氫離子抑制第二步的電離
第一步電離出的氫離子抑制第二步的電離
；
②硝酸比亞硝酸酸性強的原因
硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導致其越易電離出氫離子
硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導致其越易電離出氫離子
；
（6）NiO晶體結構與NaCl晶體類似，其晶胞的棱長為a cm，則該晶體中距離最近的兩個陽離子核間的距離為
2
2
a
2
2
a
cm（用含有a的代數式表示）．
在一定溫度下NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”（如圖），可以認為氧離子作密致單層排列，鎳離子填充其中，列式并計算每平方米面積上分散的該晶體的質量為
1.83×10-3
1.83×10-3
g （氧離子的半徑為1.40×10-10m）

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C原子的第一至第四電離能分別是：
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D原子核外所有p軌道全滿或半滿
E元素的主族序數與周期數的差為4
F是前四周期中電負性最小的元素
G在周期表的第七列
（1）G位于
 
族
 
區，價電子排布式為
 
．
（2）B基態原子中能量最高的電子，其電子云在空間有
 
個方向，原子軌道呈
 

形．
（3）畫出C原子的電子排布圖
 
．
（4）已知BA5為離子化合物，寫出其電子式
 
．
（5）DE3中心原子的雜化方式為
 
，用價層電子對互斥理論推測其空間構型為
 
．
（6）用電子式表示F元素與E元素形成化合物的形成過程
 
．

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．
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．
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．
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．
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．
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種（包含戊）．
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．

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⑴A、B、C三種元素的名稱分別為        、        、        。
⑵用元素符號表示A、B、C三種元素的第一電離能由低到高的排序為               。
⑶E元素基態原子的核外電子排布式為                          。
⑷A元素與氫元素能形成種類繁多的化合物，其中只含sp3雜化且相對分子質量最小的分子的VSEPR空間構型為         ；其中只含sp2雜化且相對分子質量最小的化合物的結構式為           ；其中同時含sp雜化、SP2雜化、sp3雜化且相對分子質量最小的化合物的化學式為          。
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圖甲中A原子的配位數與圖乙中D原子的配位數之比為         。

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