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20.现有前四周期六种元素X、Y、Z、E、F、G,它们的原子序数依次增大,除G外,其它五种元素都是短周期元素.X、Y、E三种元素组成的化合物是实验室常用燃料.取F的化合物做焰色反应实验,其焰色呈黄色,G的单质是生活中常见的一种金属,GE是黑色固体.请回答下列问题:
(1)写出基态G原子电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;Y、Z、E、F、G的第一电离能最大的是N(用元素符号表示).
(2)X、Y、Z形成3原子分子M,每个原子价层电子均达到稳定结构.M分子的结构式为H-C≡N.1molM含π键数目为2×6.02×1023或2NA
(3)根据价层电子对互斥理论(VESPR)推测:ZE2-的立体构型为V形或角形,YE32-的中心原子杂化类型为sp2
(4)Z与X形成的简单化合物极易溶解在E与X形成的简单化合物的原因是H2O、NH3之间易形成氢键.
(5)G晶胞结构如图所示.已知立方体的棱长为apm,G 晶体密度为bg•cm-3,则阿伏加德罗常数NA=$\frac{256×1{0}^{30}}{{a}^{3}b}$mol-1(用含a、b的代数式表示).

分析 X、Y、E三种元素组成的化合物是实验室常用燃料,也是一种家庭常见饮品的主要成分,可知该燃料为酒精,所以X为氢元素、Y为碳元素、E为氧元素,X、Y、Z、E的原子序数依次增大,所以Z为氮元素,F的化合物做焰色反应实验,其焰色呈黄色,F为钠元素,G的单质是生活中常见的一种金属,E是氧元素,GE是黑色固体.G2E是红色固体,所以G是铜元素,据此答题.

解答 解:X、Y、E三种元素组成的化合物是实验室常用燃料,也是一种家庭常见饮品的主要成分,可知该燃料为酒精,所以X为氢元素、Y为碳元素、E为氧元素,X、Y、Z、E的原子序数依次增大,所以Z为氮元素,F的化合物做焰色反应实验,其焰色呈黄色,F为钠元素,G的单质是生活中常见的一种金属,E是氧元素,GE是黑色固体.G2E是红色固体,所以G是铜元素,
(1)G是铜元素,原子序数是29,所以基态铜原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1,在同一周期中从左向右,第一电离能逐渐增大,但第ⅡA族和第ⅤA族元素由于最外层处于全满和半满状态,所以第一电离能都高于相邻主族的元素,同一主族从上到下,第一电离能逐渐减小,所以C、N、O、Na、Cu的第一电离能由小到大的顺序为 Na<Cu<C<O<N,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1;N;
(2)X、Y、Z形成3原子分子M,每个原子价层电子均达到稳定结构,所以M的分子式为HCN,其结构式为H-C≡N,根据结构式可知,1mol HCN中含π键数目为2×6.02×1023或2NA
故答案为:H-C≡N;2×6.02×1023或2NA
(3)ZE2-为NO2-,YE32-为CO32-,NO2-中氮原子的价层电子对数为$\frac{5+1}{2}$=3,氮原子有一对孤电子对,所以NO2-的空间构型为V形或角形,CO32-中碳原子的价层电子对数为$\frac{4+2}{2}$=3,所以碳原子的杂化方式为sp2杂化,
故答案为:V形或角形; sp2
(4)E、Z分别与X形成的简单化合物为H2O、NH3,由于水分子与氨分子之间者存在氢键,所以极易溶解,
故答案为:H2O、NH3之间易形成氢键;
(5)根据晶胞结构图可知,每个铜晶胞中含有铜原子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,根据b=$\frac{\frac{4×64}{{N}_{A}}}{(a×1{0}^{-10})^{3}}$,可得NA=$\frac{256×1{0}^{30}}{{a}^{3}b}$mol-1
故答案为:$\frac{256×1{0}^{30}}{{a}^{3}b}$mol-1

点评 本题主要考查了核外电子排布、分子结构、微粒结构、晶胞计算等知识点,中等难度,解题关键在根据元素周期表及原子结构推断元素种类.

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