Question

[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、Q、E五種元素中，X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，E元素原子序數(shù)為29．請用元素符號或化學(xué)式回答下列問題：
（1）X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序為

 

；
（2）已知YZ₂⁺與XQ₂互為等電子體，則1mol YZ₂⁺中含有π鍵數(shù)目為

 

；
（3）Z的氣態(tài)氫化物沸點比Q的氣態(tài)氫化物高的多，其原因是

 

；
（4）X、Z與氫元素可形成化合物H₂X₂Z₄，常用作工業(yè)除銹劑．H₂X₂Z₄分子中X的雜化方式為

 

；
（5）E原子的核外電子排布式為

 

；E有可變價態(tài)，它的某價態(tài)的離子與Z的陰離子形成晶體的晶胞如圖所示，該晶體的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p²，則X為C元素；Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，則Z為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知Y為N元素；Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，為S元素；E元素原子序數(shù)為29，為Cu元素．

解答： 解：X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p²，則X為C元素；Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）最高的元素，則Z為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知Y為N元素；Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布應(yīng)為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，為S元素；E元素原子序數(shù)為29，為Cu元素，
（1）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）NO₂⁺與CS₂互為等電子體，則NO₂⁺中N原子與O原子之間形成2對共用電子對，則1molNO₂⁺含有π鍵數(shù)目為2mol×6.02×10²³mol^-1=1.204×10²⁴，
故答案為：1.204×10²⁴；
（3）H₂O分子間存在氫鍵，而H₂S分子之間存在范德華力，氫鍵比較范德華力更強，故H₂O的沸點高于H₂S，
故答案為：H₂O分子間存在氫鍵；
（4）C、O與氫元素可形成化合物H₂C₂O₄，常用作工業(yè)除銹劑，結(jié)構(gòu)簡式為HOOC-COOH，H₂C₂O₄分子中C原子成3個σ鍵、不含孤電子對，C原子雜化方式為sp²，
故答案為：sp²；
（5）E原子序數(shù)為29，原子核外電子數(shù)為29，原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹；
由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Cu原子數(shù)目=4、O原子數(shù)目=1+8×

1

8

=2，晶體中Cu、O原子數(shù)目之比=2：1，故該晶體的化學(xué)式為：Cu₂O，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；Cu₂O．

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、等電子體、化學(xué)鍵、晶胞計算等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意利用均攤法進行晶胞計算，難度中等．