Question

A、B、C、D、E为前四周期中原子序数依次增大的元素，相关的信息如下：

元素	相关信息
A	A元素原子核外只有三个能级，且每个能级上含有相等的电子数
B	B在短周期元素中外围电子具有最多的未成对电子
C	短周期中，C的最高价氧化物对应水化物M碱性最强
D	基态原子第三能层上有7种运动状态不同的电子
E	一种核素的质量数为63，中子数为34

请用对应的元素符号回答下列问题：
（1）A与氢可形成分子式为A₂H₄化合物，该分子中存在σ键与π键数目比为

 

，BD₃的分子构型

 

（2）A₃B₄是一种新型材料，它的熔点比金刚石还高，原因是

 

（3）E位于周期表中的位置是

 

，E⁺的核外电子排布式为

 

，如图为E的某种氧化物的晶胞结构示意图（O为氧），氧的配位数为

 

，若该晶胞的边长为acm，则该氧化物的密度为

 

g/cm³（设阿伏伽德罗常数的值为N_A）
（4）C的最高价氧化物对应的水化物为M，将一定量的D₂通入一定浓度M的水溶液中，两者恰好完全反应时，生成物中有三种含D元素的离子，其中DO^-和DO₃离子的物质的量之比为2：1，请写出该反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：

分析：A、B、C、D、E为前四周期中原子序数依次增大的元素，A元素原子核外只有三个能级，且每个能级上含有相等的电子数，则核外电子排布为1s²2s²2p²，故A为碳元素；短周期中，C的最高价氧化物对应水化物M碱性最强，C的金属性最强，则C为Na，M为NaOH；B在短周期元素中外围电子具有最多的未成对电子，外围电子排布为ns²np³，原子序数小于Na，故B为N元素；D基态原子第三能层上有7种运动状态不同的电子，则核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，则D为Cl元素；E的一种核素的质量数为63，中子数为34，则E的质子数为63-34=29，则E为Cu元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E为前四周期中原子序数依次增大的元素，A元素原子核外只有三个能级，且每个能级上含有相等的电子数，则核外电子排布为1s²2s²2p²，故A为碳元素；短周期中，C的最高价氧化物对应水化物M碱性最强，C的金属性最强，则C为Na，M为NaOH；B在短周期元素中外围电子具有最多的未成对电子，外围电子排布为ns²np³，原子序数小于Na，故B为N元素；D基态原子第三能层上有7种运动状态不同的电子，则核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，则D为Cl元素；E的一种核素的质量数为63，中子数为34，则E的质子数为63-34=29，则E为Cu元素．
（1）A与氢可形成一种分子为C₂H₄，分子中存在1个C=C、4个C-H，单键为σ键，双键含有1σ键、π键数，故乙烯分子中含有5个σ键、1个π键，分子中σ键和π键数目比为5：1，NCl₃分子中N原子价层电子对数为3+

5-1×3

2

=4，含有1对孤对电子，其空间构型为三角锥形，
故答案为：5：1；三角锥形；
（2）C₃N₄是一种新型材料，与金刚石均为原子晶体，由于N原子半径小于C原子半径，所以C-N键的键长短于C-C键，所以C-N键的键能更大，C₃N₄的沸点高于金刚石，
故答案为：由于N原子半径小于C原子半径，所以C-N键的键长短于C-C键，所以C-N键的键能更大；
（3）E的质子数为63-34=29，为Cu元素，位于周期表中第四周期第IB族；Cu⁺的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
由E的某种氧化物的晶胞结构可知，O原子与周围的4个Cu原子形成正四面体，氧的配位数为4，若该晶胞的边长为acm，晶胞体积为（acm）³，晶胞中有4个Cu原子、O原子数目为1+8×

1

8

=2，故晶胞质量为

4×64+2×16

NA

g，故该氧化物的密度为

4×64+2×16

NA

g÷（acm）³=

288

a3NA

g/cm³，
故答案为：第四周期第IB族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；4；

288

a3NA

．
（4）C的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，将一定量的Cl₂通入一定浓度NaOH的水溶液中，两者恰好完全反应时，生成物中有三种含Cl元素的离子，ClO^-、ClO₃^-的物质的量之比为2：1，根据电子转移守恒可知还生成Cl^-，反应离子方程式为：5Cl₂+10OH^-=7Cl^-+2ClO^-+ClO₃^-+5H₂O，
故答案为：5Cl₂+10OH^-=7Cl^-+2ClO^-+ClO₃^-+5H₂O．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、化学键、分子结构、晶胞结构与计算、晶体类型与性质等，需要学生晶胞扎实的基础，理解掌握物质熔点高低比较，难度中等．