问题 填空题

现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期,B元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍;D元素原子的L电子层中只有两对成对电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:

(1) E元素基态原子的核外价层电子排布式为_________。

(2)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的排序_________。

(3) A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4

①B2A4的结构式为_________。

②下列有关C2A4的说法正确的是_________。

a.一个该分子中含有4个σ键

b.该分子可作为配位体形成配位键

c.该分子是非极性分子    d.1mol该分子最多可形成4mol氢键

e.该分子的稳定性与氢键无关

f.该分子中C的原子轨道是sp3杂化

(4)B单质的一种的晶体结构如图甲所示,E单质的一种的晶体结构如图乙所示。

则图中的单质B的名称_________,图甲中B原子的配位数与图乙中E原子的配位数之_________。

E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样,欲比较ED与NaCl的晶格能大小,需考虑的数据是_______________________________________________________________________________。

(5)据最新资料显示,F单质的晶胞可能有多种,若其晶胞分别以六方紧密堆积和面心立方堆积存在时,其单质的密度之比为_________。

答案

(每空2分,第(4)第1空1分,共计15分)(1)3d64s2(2)B<D<C

(3)   ② b、e、f(全对2分,选对1~2个得1分,选错一个均不得分)

(4)金刚石;1:2 ;离子的半径与离子所带的电荷

(5)3:8

题目分析:B元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍,所以B是碳元素。D元素原子的L电子层中只有两对成对电子,因此D是氧元素。C的原子序数介于B和D中间,则C是氮元素。E元素的基态原子有4个未成对电子,这说明E应该是第四周期元素,可能是Cr或Fe。E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,所以E只能是Fe,F是Cu。

(1)铁的原子序数是26,根据构造原理可知,其价电子排布式为3d64s2

(2)B为碳元素,C为氮元素,D为氧元素,同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能O>C。由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N。

(3)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4,这说明A应该是氢元素。

①B2A4是乙烯,其的结构式为

②C2A4的结构式是,所以a. 一个该分子中含有5个σ键,a不正确;b.该分子中氮元素含有孤对电子,所以可作为配位体形成配位键,b周期;c.该分子不对称,是极性分子,c不正确;d.由于氮元素可以形成氢键,所以平均1个N2H4分子可以形成6÷2=3个氢键,因此1mol该分子最多可形成3mol氢键,d不正确;e.氢键不是化学键,不影响物质的稳定性,即该分子的稳定性与氢键无关,e正确;f.该分子中N原子的原子轨道是sp3杂化,f正确,答案选bef。

(4)根据晶胞的几个可知,甲是金刚石。根据晶胞结构可知,金刚石中配位数是4,而铁是体心立方堆积,配位数是8,所以甲中B原子的配位数与图乙中E原子的配位数之1:2;E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体一样,都是离子晶体,所以欲比较ED与NaCl的晶格能大小,应该比较晶格能大小,即需要考虑的数据是离子的半径与离子所带的电荷。

(5)体心立方晶胞中铜原子个数=1+8×=2;面心立方晶胞中实际含有的铜原子个数=6×+8×=4。设铜原子半径是a,六方紧密堆积和面心立方堆积的边长分别为x和y,则x2+2x2=(4a)2、y2+y2=(4a)2,解得x=、y=,所以根据×NA=2、×NA=4可知,二者的密度之比ρ1:ρ2=3:8。

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