Question

【题目】已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中A原子核外有三个未成对电子； B元素是地壳中含量最多的金属元素；C原子核外的M层中有两对成对电子；D是使用最广泛的合金的主要成分．E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满．请根据以上信息，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+离子的最外层电子排布式 ， A、B、C的第一电离能最小的是
（2）A的最高价含氧酸分子中心原子是杂化．
（3）A、B形成某种化合物的晶胞结构如下图一所示（“O”表示B原子），则其化学式为 ， 一个B原子周围距离最近且等距的B原子有个．B原子的堆积方式与下图中的相同．（填“图二”或“图三”）
（4）1183K以下D晶体的晶胞为钾型，而1183K以上则转变为铜型，在两种晶胞中最邻近的D原子间距离相同，则两种晶体中原子的空间利用率之比为（可用根号表示）．
（5）开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料．X一定不是（填标号）．
A.H2O
B.CH4
C.HF
D.CO（NH2）2 ．

Answer 1

【答案】
（1）3s23p63d10；Al
（2）sp2
（3）AlN；12；图三
（4）
（5）BC
【解析】解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，B元素是地壳中含量最多的金属元素，则B是Al元素；A原子核外有三个未成对电子，A为第VA族元素，A原子序数小于B，则A是N元素；C原子核外的M层中有两对成对电子，则C是Si元素；D是使用最广泛的合金的主要成分，则D是Fe元素；E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满，则E是Cu元素；（1）E是Cu元素，其原子核外有29个电子，失去一个电子生成亚铜离子，M层为最外层，3s、3p、3d能级分别有2、6、10个电子，亚铜离子最外层电子排布式为3s23p63d10；A、B、C分别是N、Al、Si元素，元素的金属性越强，其第一电离能越小，这三种元素中金属性最强的是Al，所以第一电离能最小的是Al；所以答案是：3s23p63d10；Al；（2）A的最高价含氧酸是HNO3 ， N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论值N原子杂化方式为sp2 ， 所以答案是：sp2；（3）该晶胞中，铝离子个数=8× +6× =4，氧离子个数=4，铝离子和氧离子个数之比=4：4=1：1，所以化学式为AlN；一个Al离子周围距离最近的Al离子个数=3×8× =12；B晶胞是面心立方最密堆积，所以为图三，所以答案是：AlN；12；图三；（4）钾型晶胞中Fe原子个数=1+8× =2，设Fe原子半径为x，晶胞棱长= ，晶胞体积=（ ）3 ， 铁原子总体积= ，空间利用率= ； Cu型晶胞中铁原子个数=8× +6× =4，铁原子总体积= ，晶胞棱长= ，晶胞体积=（ ）3 ， 空间利用率= ，则钾型与铜型原子利用率之比= ： = ，所以答案是： ；（5）CH4分子间没有氢键不能形成“笼状结构”，每个HF只能形成2个氢键，所以HF分子间只能形成链状结构，故选BC．