Question

已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E．B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍．A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．E的原子序数为26．请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）下列叙述正确的是    ．（填字母）
a．M分子空间构型为平面三角形，而BD₂为直线形，BA₄为正四面体形
b．M和BD₂分子中的中心原子均采取sp²杂化，而CA₃分子中采取sp³杂化
c．N 是非极性分子，且分子中σ键 和π键的个数比为3：1
d．BD₂晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为    ；C的第一电离能大于D的第一电离能原因是    ．
（3）化合物CA₃的沸点比化合物BA₄的高，其主要原因是    ．
（4）B、D、E三元素能形成化合物E（BD）₅，常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃．据此可判断E（BD）₅晶体为    ．基态E²⁺离子的电子排布式为    ．
（5）化合物BD与元素B、C形成的阴离子互为等电子体，阴离子的化学式是    ．

Answer 1

【答案】分析：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E．B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，B原子具有1s、2s、2p三个轨道，每种轨道中的电子总数相同，则B原子电子总数为6，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，应为O元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，M为甲醛HCHO，所以A为氢元素，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，N为苯；C的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素；E的原子序数为26，E为铁．
解答：解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E．B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，B原子具有1s、2s、2p三个轨道，每种轨道中的电子总数相同，则B原子电子总数为6，故B为碳元素；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，D应为O元素；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，M为甲醛HCHO，所以A为氢元素，A、B二种元素组成的原子个数比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，N为苯；C的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素；E的原子序数为26，E为铁元素．
故A为氢元素，B为碳元素，C为氮元素，D应为O元素，E为铁元素；M为甲醛HCHO，N为苯．
（1）a．甲醛HCHO，分子中有1C=O双键，2个C-H单键，中心原子碳原子杂化轨道数为3，采取sp²杂化，分子空间构型为平面三角形，BD₂为CO₂是直线形，BA₄为CH₄是正四面体形，故a正确；
b．甲醛HCHO，分子中有1C=O双键，2个C-H单键，中心原子碳原子杂化轨道数为3，采取sp²杂化；CO₂分子中有2个C=O双键，中心原子碳原子杂化轨道数为2，采取sp杂化；NH₃分子中有3个N-H单键，氮原子有1对孤对电子对，氮原子杂化轨道数为4，氮原子采取sp³，故b错误；
c．N为苯是非极性分子，分子中含有6个碳氢σ键 含有一个大π键，所以σ键和大π键的个数比为6：1，故c错误．
d．CO₂是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，二氧化碳晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故d正确．
故选：ad．
（2）B为碳元素、C为氮元素、D应为O元素，同周期自左而右电负性增大，所以电负性C＜N＜O；N原子2p轨道处于半充满状态，能量低，第一电离能大于同周期相邻元素第一电离能．
故答案为：C＜N＜O；N原子2p轨道处于半充满状态，能量低．
（3）A为氢元素，B为碳元素，C为氮元素，化合物CA₃为NH₃，BA₄为CH₄，NH₃分子之间存在氢键，NH₃沸点比CH₄的高．
故答案为：NH₃分子之间存在氢键，．
（4）B为碳元素，D应为O元素，E为铁元素；三元素能形成化合物Fe（CO）₅，常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，据此可判断Fe（CO）₅晶体为分子晶体．基态Fe²⁺离子的电子排布式为 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
故答案为：分子晶体； 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
（5）B为碳元素、C为氮元素、D应为O元素，化合物CO与元素B、C形成的阴离子互为等电子体，该阴离子含有2个原子，带一个单位负电荷，阴离子的化学式是CN^-．
故答案为：CN^-．
点评：本题以元素推断为载体考查了物质结构与性质，难度不大，注意苯分子中不含简单的π键，而是含有一个大π键，注意同一周期中元素的第一电离能是随着原子序数的增大而增大的趋势，但第二ⅡA族和第ⅤA族元素出现反常现象，大于其相邻元素的第一电离能．