Question

已知A、B、C、D、E五种元素的性质或结构信息如下，请根据信息回答下列问题：
（1）已知短周期元素A、B原子的第一至第四电离能如下表所示：

电离能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了______。

②ACl₂分子中A的杂化类型为__________，ACl₂空间构型为__________。
（2）已知C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱。D是周期表中电负性最大的元素。E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物。请根据上述信息。
①写出E元素原子基态时的电子排布式____________________。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，则负极的电极反应式为__________。
③D与Ca²⁺可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中Ca²⁺离子的配位数为__________，若该晶体的密度为ag/cm³，则该晶胞的体积是__________cm³（写出表达式即可）。

Answer 1

（1）①能量最低原理（2分） ②sp（2分） 直线（2分）
（2）①1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹（2分）
②Al－3e^－＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O（2分） ③8； （3分）

解析试题分析：（1）A的第三电离能比第二电离能大很多，这说明A很难失去3个电子，因此A应该是第ⅡA族元素。同样B的第三电离能比第二电离能大很多，即B也很难失去3个电子，因此B是第ⅡA族元素。 同主族自上而下金属性逐渐增强，第一电离能逐渐减小，则A是Be，B是Mg。
①根据核外电子排布规律可知，只有排满了3s才能排3p，所以该示意图违背了能量最低原理。
②BeCl₂分子中Be含有的孤电子对数是 ＝0，即不含有孤对电子，因此Be的价层电子对数是2，属于sp杂化，空间构型为直线形。
（2）C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱，因此C是铝。D是周期表中电负性最大的元素，则D是F。E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物，则E是Cu。
①根据核外电子排布规律可知铜元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，由于铝能与氢氧化钠溶液反应，而镁不能，因此负极是铝，镁是正极，则负极的电极反应式为Al－3e^－＋4OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。
③根据晶胞结构可知，钙离子周围与钙离子最近的氟离子有8个（每个面被2个立方体共用），则Ca²⁺离子的配位数为8。晶胞中含有该离子的个数是8× ＋6× ＝4，氟离子是8个，因此 ×6.02×10²³＝4，解得V＝ cm³。
考点：考查元素推断、电离能、核外电子排布、杂化轨道、空间构型、原电池以及晶胞结构与计算