Question

元素A、B、C、D、E的原子序数逐渐增大，其中A原子的P能级上有1个空轨道，C原子的L层只有两对成对电子，元素C可与D组成离子化合物DC，且阴、阳离子的电子数相同，E原子的最外层电子数与其电子层数相同，并且原子的P能级上有2个空轨道．根据以上事实，完成下列问题：
（1）在上述五种元素中：
①可组成18电子且具有氧化性的微粒的电子式是：

 

；
②单质具有高熔点，高硬度的性质，则单质的名称是：

 

；
（2）其中A、B、C、D、E这五种元素的第一电离能由大到小的次序为：

 

（填元素符号）
（3）室温下，将由A、C组成的非极性分子通入水中，水的电离程度将

 

（填变大、变小或不变）．因为

 

（结合相关的离子方程式进行解释）．该非极性分子中A原子的杂化方式是

 

 杂化，晶体结构中每个分子周围距离最近的分子有

 

 个．
（4）用氢键表示式写出B的氢化物溶液中存在的所有氢键

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：元素A、B、C、D、E的原子序数逐渐增大，C原子的L层只有两对成对电子，原子外围电子排布为2s²2p⁴，则C为O元素；A原子的P能级上有1个空轨道，原子序数小于氧，则其原子外围电子排布为2s²2p²，故A为碳元素；B的原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；元素C可与D组成离子化合物DC，且阴、阳离子的电子数相同，可推知D为Mg；E原子的最外层电子数与其电子层数相同，并且原子的P能级上有2个空轨道，则其原子外围电子排布为3s²3p¹，则E为Al，据此解答．

解答： 解：元素A、B、C、D、E的原子序数逐渐增大，C原子的L层只有两对成对电子，原子外围电子排布为2s²2p⁴，则C为O元素；A原子的P能级上有1个空轨道，原子序数小于氧，则其原子外围电子排布为2s²2p²，故A为碳元素；B的原子序数介于碳、氧之间，故B为N元素；元素C可与D组成离子化合物DC，且阴、阳离子的电子数相同，可推知D为Mg；E原子的最外层电子数与其电子层数相同，并且原子的P能级上有2个空轨道，则其原子外围电子排布为3s²3p¹，则E为Al，
（1）在上述五种元素中：
①可组成18电子且具有氧化性的微粒为O₂^2-，其电子式是：，故答案为：；
②单质具有高熔点，高硬度的性质，则单质的名称是：金刚石，故答案为：金刚石；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，N元素2p能级容纳3个电子为半满稳定状态，大于电离能高于O元素，Mg元素3s能级容纳2个电子，为全满稳定状态，第一电离能高于Al，非金属性越强，第一电离能越大，故第一电离能N＞O＞C＞Mg＞Al，
故答案为：N＞O＞C＞Mg＞Al；
（3）室温下，将由C、O组成的非极性分子为CO₂，通入水中，由于CO₂溶于水生成碳酸，碳酸发生电离：H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺，抑制水的电离，水的电离程度变小，该CO₂分子为直线型结构，分子中C原子的杂化方式是sp杂化，属于分子晶体，分子之间只存在范德华力，为分子密堆积结构，晶体结构中每个分子周围距离最近的分子有12个，
故答案为：变小；由于CO₂溶于水生成碳酸，碳酸发生电离：H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺，抑制水的电离；．
（4）NH₃的水溶液中，NH₃与NH₃分子之间形成氢键，NH₃与水分子之间形成氢键，水分子之间形成氢键，故形成氢键有：N-H…N、N-H…O、O-H…N、O-H…O，
故答案为：N-H…N、N-H…O、O-H…N、O-H…O．

点评：本题考查结构性质位置关系综合应用，题目比较综合，涉及核外电子排布、电离能、电子式、分子结构与性质、晶胞结构、氢键等，推断元素的种类是关键，（2）中注意理解同周期元素中第一电离能发生的突跃．