Question

【题目】有A、B、C、D、E、F、G、H八种原子序数依次增大的元素（原子序数均小于30）．A原子的核外电子数与电子层数相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，A、E同主族，F的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，B、G同族，H的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍．请回答下列问题：

（1）H元素在周期表中属于 ______ 区．G的基态原子电子排布式为 ______ CD2+中C的杂化类型是 ______

（2）下列说法不正确的是 ______ ．

a．B2A2分子中含有σ键和π键 b．B2A2分子的沸点明显低于A2D2分子

c．A2D2分子的空间构型为直线形 d．B、C、D的电负性由大到小的顺序为D＞C＞B

e．B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为D＞C＞B

f．H2+能与BD分子形成[H（BD）]2+，其原因是BD分子中含有空轨道

g．B和G的单质能形成相同类型的晶体，其熔点B＞G

（3）由B、F、H三种元素形成的一种具有超导性的晶体，B位于F和H原子紧密堆积所形成的空隙当中．晶胞如图1所示，该晶体的化学式为 ______

（4）CD2、D2和熔融ECD3可制作燃料电池，其原理如图2所示．该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，石墨Ⅰ电极反应式为 ______

Answer 1

【答案】d 1s22s22p63s23p2 sp杂化 cef MgNi3C NO2+NO3--e-=N2O5

【解析】

A、B、C、D、E、F、G、H八种元素的原子序数依次增大，B的基态原子有3个不同的能级，且各能级中的电子数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p2，故B为C元素；B、G同族，则G为Si元素；H的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，4s电子只能有2个电子，故原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2， H为Ni； F的基态原子的s能级的电子总数与p能级的电子数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2；D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，D的原子序数小于E，原子核外电子排布只能为1s22s22p4，则D为O元素、故F为Mg； C的原子序数介于碳、氧之间，则C为N元素； A原子的核外电子数与电子层数相等，其原子序数在8种元素中最小，则A为H，又A、E同主族， E为Na元素，据此进行解答。

（1）H为Ni元素，Ni的基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d84s2，在周期表中属于d区；G为Si元素，其原子核外电子总数为14，其基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p2；CD2+为NO2+，NO2+中价层电子对个数分别是2，所以中心原子N原子采取sp杂化；

（2）a．B2A2分子为C2H2，乙炔分子中含有3个σ键和2个π键，故a正确；
b．B2A2分子为乙炔，A2D2为双氧水，双氧水分子间存在氢键，则乙炔的沸点明显低于双氧水，故b正确；
c．A2D2分子为H2O2，双氧水分子是每个氧原子含有2个共用电子对且含有2个孤电子对，所以其价层电子对数是4，氧原子采用sp3杂化，所以其空间构型为V型，故c错误；
d．B、C、D分别为C、N、O，非金属性越强，电负性越强，则电负性大小为：O＞N＞C，故d正确；
e． C、N、O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，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N，故e错误；
f．H2+为Ni2+，BD为CO，由于Ni2+含有空轨道，所以二者能够形成配离子[Ni（CO）]2+，故f错误；
g．B和G的单质分别为金刚石、晶体Si，二者形成的晶体为原子晶体，晶体类型相同，由于共价键碳碳键较短，则沸点：C＞Si，故g正确；
故答案为：cef；
（3）B为C、F为Mg、H为Ni元素，根据均摊原则，晶胞中C原子数目=1、Ni元素数目=6×=3、Mg原子数目=8×=1，故该晶体的化学式为MgNi3C；

（4）根据图示可知，通O2一极为正极，石墨Ⅱ电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO3-；通NO2一极为负极，石墨Ⅰ电极反应为：NO2+NO3--e-=N2O5；