Question

15．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于短周期．A是原子半径最小的元素；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；E有“生物金属”之称，E⁴⁺和氩原子的核外电子排布相同．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两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂．
请回答下列问题（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）：
（1）E的基态原子的价电子排布式为3d²4s²；C的基态原子轨道表示式是．
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N．
（3）A、B、C、D、E几种元素中电负性最大的是O（填元素符号），D元素的原子核外有8种不同运动状态的电子．
（4）B₂A₂分子中σ键和π键的个数之比为3：2．
（5）下列叙述正确的是bd（填序号）．
a． M分子中含有4个σ键             b． N分子中含有极性键和非极性键
c． B的氢化物比C的氢化物更稳定     d． BD₂的键角为180°，分子呈直线形．
（6）由A C两元素组成的化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键．
①该化合物的结构式为．
②若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的化学方程式N₂H₄+2H₂O₂═N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 A是原子半径最小的元素，应为H元素；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，电子排布为1s²2s²2p²，为C元素，D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，为O元素，轨道表达式为，则C为N元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti，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，为HCHO，A、B两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，为苯，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题．

解答 解：A是原子半径最小的元素，应为H元素；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，电子排布为1s²2s²2p²，为C元素，D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，为O元素，轨道表达式为，则C为N元素；E有“生物金属”之称，E⁴⁺离子和氩原子的核外电子排布相同，E原子核外电子数为18+4=22，故E为Ti，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，为HCHO，A、B两种元素组成的原子个数之比为1：1的化合物N是常见的有机溶剂，为苯，
（1）E为Ti元素，原子核外电子数为22，基态原子的外围电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，价电子排布式为3d²4s²，C为O元素，轨道表达式为，
故答案为：3d²4s²；；
（2）N原子最外层p电子半满，为稳定结构，非金属性强的第一电离能大，则第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，故答案为：C＜O＜N；
（3）周期表中同周期元素从左到右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性最大的为O，O原子核外有8个电子，运动状态各不相同，
故答案为：O；8；
（4）H-C≡CC-H中含有3个σ键，2个π键，则比值为3：2，故答案为：3：2；
（5）a． M为HCHO，分子中含有3个σ键，故a错误；            
b． N为苯，分子中含有极性键和非极性键，C-H键为极性键，C-C键为非极性，故b正确；
c．非金属性N＞C，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故c错误；    
d． CO₂为直线形分子，键角为180°，故正确．
故答案为：bd；
（6）①该氮氢化合物中N（H）=$\frac{32×12.5%}{1}$=4，故分子中N（N）=$\frac{32-4}{14}$=2，该氮氢化合物为N₂H₄，分子中氢原子之间形成1对共用电子对，氢原子与氮原子之间形成1对共用电子对，其电子式为，结构式为，
故答案为：；
 ②N₂H₄与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，则生成氮气与水，该反应化学方程式为：N₂H₄+2 H₂O₂═N₂↑+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+2 H₂O₂═N₂↑+4H₂O．

点评 本题考查位置、结构与性质的关系及应用，为高频考点，把握元素的位置、性质推断元素为解答的关键，侧重分析、推断及应用能力的综合考查，（5）为解答的难点，题目难度中等．