Question

13．A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大．A原子外围电子排布为ns²np²，C是地壳中含量最多的元素．D、E是第四周期元素，其中E元素的核电荷数为29．D原子核外未成对电子数在同周期中最多．请用对应的元素符号或化学式填空：
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N．
（2）分子（AB）₂中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足8电子，其结构式为N≡C-C≡N，1mol该分子中含有π键的数目为4N_A．
（3）基态D原子的外围电子排布式为3d⁵4s¹．DO₂Cl₂熔点：-96，.5℃，沸点：117℃，则固态DO₂Cl₂属于分子晶体．
（4）E的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是CuH．若该晶胞的边长为acm，N_A代表阿伏伽德罗常数的数值，则该晶体的密度表达式为$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大，C是地壳中含量最多的元素，则C是O元素；A原子的外围电子排布式为ns²np²，则A处于ⅣA族，A的原子序数小于C，所以A是C元素，B原子序数介于碳、氧之间，则B是N元素；元素D、E都位于第四周期，其中E的核电荷数为29，则E是Cu元素，D原子的核外未成对电子数在同周期中是最多的，外围电子排布为3d⁵4s¹，则D是Cr元素，据此解答．

解答 解：A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大，C是地壳中含量最多的元素，则C是O元素；A原子的外围电子排布式为ns²np²，则A处于ⅣA族，A的原子序数小于C，所以A是C元素，B原子序数介于碳、氧之间，则B是N元素；元素D、E都位于第四周期，其中E的核电荷数为29，则E是Cu元素，D原子的核外未成对电子数在同周期中是最多的，外围电子排布为3d⁵4s¹，则D是Cr元素．
（1）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，其第一电离能高于O氧元素，故第一电离能C＜O＜N，故答案为：C＜O＜N；
（2）（CN）₂每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为：N≡C-C≡N，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，1mol该分子中含有π键的数目为4N_A，故答案为：N≡C-C≡N；4N_A；
（3）D处于第四周期，D原子核外未成对电子数在同周期中最多，则其外围电子排布为3d⁵4s¹，CrO₂Cl₂熔点：-96，.5℃，沸点：117℃，熔沸点较低，则固态CrO₂Cl₂属于分子晶体，
故答案为：3d⁵4s¹；分子；
（4）由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球数目为4，故该晶体化学式为CuH；晶胞质量为4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g，该晶胞的边长为acm，晶胞体积为（a cm）³，则该晶体的密度表达式为 4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案为：CuH；$\frac{4×65}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及电离能、核外电子排布、化学键、晶体类型与性质、晶胞计算等，注意理解同周期第一电离能发生异常情况，难度不大．