Question

1．原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期．A基態(tài)原子的2p軌道上有2個未成對電子；C的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，C與D同主族相鄰；E位于周期表的ds區(qū)，最外層只有一對成對電子．請回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²．
（2）C、D的簡單氫化物中沸點較高的是H₂O（填分子式），原因是水分子間存在氫鍵．
（3）A元素可形成多種單質(zhì)，其中分子晶體的分子式為C₆₀，原子晶體的名稱是金剛石；A的一種單質(zhì)為層狀結(jié)構(gòu)的晶體（如圖1所示），其原子的雜化軌道類型為sp²．
（4）①化合物DC₂的立體構(gòu)型為V，中心原子的價層電子對數(shù)為3．②用KMnO₄酸性溶液吸收DC₂氣體時，MnO₄^-被還原為Mn²⁺，該反應(yīng)的離子方程式為5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．
（5）D與E能形成化合物X，X的一種晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，X的化學(xué)式為ZnS，E的配位數(shù)為4；若晶胞邊長為a nm，則晶體E的密度計算式為ρ=$\frac{4×97g/mol}{a3NA}$×10²¹g/cm³．

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期，C的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則C為氧元素，A基態(tài)原子的2p軌道上有2個未成對電子，A的原子序數(shù)小于氧，則A為碳元素，C與D同主族相鄰，則D為硫元素，E位于周期表的ds區(qū)，最外層只有一對成對電子，則E為Zn，據(jù)此答題．

解答 解：原子序數(shù)依次增大的五種元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期，C的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則C為氧元素，A基態(tài)原子的2p軌道上有2個未成對電子，A的原子序數(shù)小于氧，則A為碳元素，C與D同主族相鄰，則D為硫元素，E位于周期表的ds區(qū)，最外層只有一對成對電子，則E為Zn，
（1）E為Zn，基態(tài)Zn原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²；
（2）C為氧元素，D為硫元素，由于水分子之間存在氫鍵，所以C、D的簡單氫化物中沸點較高的是 H₂O，
故答案為：H₂O；水分子間存在氫鍵；
（3）A為碳元素，A元素可形成多種單質(zhì)，其中分子晶體的分子式為C₆₀ 等，原子晶體的名稱是金剛石，A的一種單質(zhì)為層狀結(jié)構(gòu)的晶體（如圖1所示），其原子的雜化軌道類型為sp²，
故答案為：C₆₀；金剛石；sp²；
（4）①化合物DC₂為SO₂，分子中硫原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，硫原子周圍有兩個氧原子，所以其立體構(gòu)型為V型，②用KMnO₄酸性溶液吸收SO₂氣體時，MnO₄^-被還原為Mn²⁺，該反應(yīng)的離子方程式為5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：①V；3；②5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（5）D為硫元素，E為Zn，D與E能形成化合物X為ZnS，根據(jù)晶體晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中含有鋅離子數(shù)為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，硫離子數(shù)為4，所以X的化學(xué)式為ZnS，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個鋅離子周圍距離最近的有四個硫離子，每個硫離子周圍距離最近的也有4個鋅離子，所以Zn的配位數(shù)為4，若晶胞邊長為a nm，則晶體E的密度計算式為ρ=$\frac{\frac{4×（32+65）}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g/cm³=$\frac{4×97g/mol}{a3NA}$×10²¹g/cm³，
故答案為：ZnS；4； $\frac{4×97g/mol}{a3NA}$×10²¹．

點評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，正確推斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，試題涉及晶胞結(jié)構(gòu)、離子方程式、氫鍵等知識，注意掌握元素周期表結(jié)構(gòu)、元素周期律內(nèi)容．