Question

4．（一）五种元素的原子电子层结构如下：A．1s²2s¹；B．1s²2s²2p⁴；C．1s²2s²2p⁶； D．1s²2s²2p⁶3s²3p²；E．[Ar]3d¹⁰4s¹．[用元素符号作答]

（1）元素的第一电离能最大的是Ne；
（2）属于过渡元素的是Cu；
（3）元素的电负性最大的是O；
（4）上述元素之间能形成X₂Y型化合物的化学式是Li₂O和Cu₂O．
（二） A、B、C、D、E代表5种元素．请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为N；
（2）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为Fe，其基态原子的外围电子排布图为．
（3）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，由E元素形成的晶体采用面心立方最密堆积，其晶胞空间利用率为74%．
（三）如图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体．
（1）单质a、f对应的元素以原子个数比1：1形成的分子（相同条件下对H₂的相对密度为13）中含3个σ键，2个π键．
（2）a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为三角锥形；将X溶于水后的溶液滴入到AgNO₃溶液中至过量，得到配离子的化学式为[Ag（NH₃）₂]⁺，其中X与Ag⁺之间以配位键键结合．
（3）氢键的形成对物质的性质具有一定的影响．的沸点高．（填高或低）
（4）如图2是上述六种元素中的一种元素形成的最高价含氧酸的结构：请简要说明该物质易溶于水的两个原因：HNO₃是极性分子，易溶于极性溶剂水中，HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键．

Answer 1

分析 （一）由核外电子排布式可知，A为Li、B为O、C为Ne、D为Si、E为Cu；
（1）稀有气体的第一电离能最大；
（2）Cu属于过渡元素；
（3）非金属性越强，电负性越大；
（4）元素之间能形成X₂Y型化合物为Li₂O、Cu₂O；
（二）（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该元素为N元素；
（2）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，基态原子外围电子排布为3d⁶4s²；
（3）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，基态原子外围电子排布为3d⁶⁰4s¹，则E为Cu，为面心立方密堆积；
（三）在给出的元素中，c、d均是热和电的良导体，二者为金属，再结合图一，d的熔点比c的高，可知d为Cu，c为Na，由单质的熔点高低的顺序可知a为氢气，b为氮气，e为Si，f为碳单质．
（1）a、f对应的元素以原子个数比1：1形成的分子为乙炔；
（2）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，将NH₃溶于水后的溶液滴入到AgNO₃溶液中至过量，得到配离子[Ag（NH₃）₂]⁺；
（3）分子间氢键增大物质熔沸点，而分子内氢键降低物质熔沸点；
（4）根据图二可知该酸为HNO₃，与水分子之间形成氢键，结合相似相溶分析解答．

解答 解：（一）由核外电子排布式可知，A为Li、B为O、C为Ne、D为Si、E为Cu；
（1）稀有气体Ne的第一电离能最大，故答案为：Ne；
（2）Cu属于过渡元素，故答案为：Cu；
（3）上述元素中O元素非金属性最强，故O元素电负性最大，故答案为：O；
（4）元素之间能形成X₂Y型化合物为Li₂O、Cu₂O，故答案为：Li₂O、Cu₂O；
（二）（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该元素为N元素，故答案为：N；
（2）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，基态原子外围电子排布为3d⁶4s²，D为Fe，价电子排布图为，
故答案为：Fe；；
（3）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，基态原子外围电子排布为3d⁶⁰4s¹，则E为Cu，为面心立方最密堆积，空间利用率为74%，
故答案为：面心立方最密；74%；
（三）在给出的元素中，c、d均是热和电的良导体，二者为金属，再结合图一，d的熔点比c的高，可知d为Cu，c为Na，由单质的熔点高低的顺序可知a为氢气，b为氮气，e为Si，f为碳单质．
（1）a、f对应的元素以原子个数比1：1形成的分子为乙炔，乙炔分子中含有2个C-H键和1个-C≡C-，C-H键为δ键，-C≡C-中有1个δ键，2个π键，所以乙炔分子含有3个δ键，2个π键，
故答案为：3； 2；
（2）a与b的元素形成的10电子中性分子X为NH₃，空间构型为三角锥型．氨气与AgNO₃溶液生成[Ag（NH₃）₂]⁺．Ag⁺提供空轨道，氨气分子提供孤对对子，通过配位键形成[Ag（NH₃）₂]⁺，
故答案为：三角锥形；[Ag（NH₃）₂]⁺，配位；
（3）前者形成分子间氢键，增大物质熔沸点，而后者分子内氢键，降低物质熔沸点，故前者熔沸点更高，故答案为：高；
（4）根据图二可知该酸为HNO₃，HNO₃是极性分子，易溶于极性溶剂水中，HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键，
故答案为：HNO₃是极性分子，易溶于极性溶剂水中，HNO₃分子中的-OH易与水分子之间形成氢键．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，需要学生熟练掌握基础知识并灵活应用，难度中等．