Question

6．現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大．A是原子半徑最小的元素，B元素的一種核素可用于考古斷代，D元素的s軌道和p軌道上的電子數(shù)相等．C、E是同主族元素，它們的核外均有3個未成對電子．請回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子有5種能量不同的電子．
（2）五種元素中，電負(fù)性最大的是O，第一電離能最大的是N（均填元素符號）．
（3）化合物CA₃的沸點比化合物BA₄的沸點高，其主要原因是NH₃分子間能形成氫鍵．
（4）CD₂的立體構(gòu)型是V型，其中C原子的雜化類型為sp²．
（5）C₂A₄溶于水電離方式與CA₃溶于水電離方式相似，試寫出C₂A₄在水溶液中的電離方程式N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-（寫一步即可，要求用化學(xué)符號來表示）．
（6）開發(fā)金屬儲氫材料是氫能的重要研究方向．MgA₂是一種儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示已知該晶胞的體積為V cm³，則該晶胞的密度為$\frac{52}{{V{N_A}}}$g•cm^-3用V和N_A表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種短周期非金屬元素，其原子序數(shù)依次增大．A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；B元素的一種核素可用于考古斷代，而¹⁴C常用于鑒別文物的年代，則B為C元素；D元素的s軌道和p軌道上的電子數(shù)相等，其電子排布式應(yīng)為1s²2s²2p⁴，則D為O元素，C為N元素；C、E是同主族元素，它們的核外均有3個未成對電子，且為主族元素，可知E為P元素，據(jù)此分析解題．

解答 解：由分析可知：A為H元素、B為C元素、C為N元素、D為O元素、E為P元素；
（1）基態(tài)P原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³，則其核外有5種能量不同的電子，故答案為：5；
（2）電負(fù)性是指得電子能力，元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，五種元素中O元素的非金屬性最強(qiáng)，則電負(fù)性最大；第一電離能是指失電子能力，第一電離能越大易難失電子，同周期隨核電荷數(shù)增大呈增大趨勢，同主族隨核電荷數(shù)增大而減小，因N的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，不易失電子，第一電離能最大，故答案為：O；N；
（3）NH₃因分子間存在氫鍵，而CH₄分子間只存在范德華力，則NH₃的沸點大于CH₄，故答案為：NH₃分子間能形成氫鍵；
（4）NO₂中N原子形成2個δ鍵，孤對電子數(shù)為1，則NO₂的立體構(gòu)型是V型，其中N原子的雜化類型為sp²，故答案為：V型；sp²；
（5）N₂H₄易溶于水，它是與氨類似的弱堿，則N₂H₄與水電離的H⁺結(jié)合生成N₂H₅⁺，促進(jìn)水的電離，生成OH^-，電離方程式為N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；
故答案為：N₂H₄+H₂O=N₂H₅⁺+OH^-；
（6）該晶胞中Mg原子=8×$\frac{1}{8}$+1=2，H原子個數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞中含有2個MgH₂，其密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{V}$=$\frac{\frac{26}{{N}_{A}}×2}{V}$g/cm³=$\frac{52}{{V{N_A}}}$g/cm³，故答案為：$\frac{52}{{V{N_A}}}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、元素周期律判斷、原子核外電子排布、分子雜化與立體構(gòu)型分析等知識點，其中準(zhǔn)確推斷元素是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，注意晶胞計算中均攤法的應(yīng)用，題目難度中等．