Question

短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數之和是5，且C原子最外層上的電子數為A和B兩元素原子最外電子層上電子數的總和，C原子的價電子構型為nsⁿnpⁿ⁺¹，A原子的最外層電子數等于其電子層數．D和E可以形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，且D原子的2p能級上有兩個未成對電子，試回答下列問題：
（1）B、C、D、E四種元素的原子，半徑從大到小的順序是

 

（填元素符號或化學式，下同）；第一電離能從大到小的順序是

 

（2）C原子的電子排布圖

 

，D^2-的結構示意圖

 

．A、D可形成多種化合物，其中一種是氧化劑，其水溶液有弱酸性，寫出該化合物的結構式

 

，分子中含有

 

鍵（填“極性”或“非極性”，下同）是

 

分子．
（3）A、B、D三種元素可以形成多種有機化合物分子，其中最簡單原子數最少的一種是室內裝潢時形成的主要氣體污染物．試寫出它的電子式

 

，根據價層電子對互斥（VSEPR）理論推測該分子中心原子的雜化方式為

 

雜化，空間構型為

 

．
（4）C和E形成一種離子化合物Y，其摩爾質量為65g/mol，Y受熱或撞擊時立即分解為兩種單質．則Y的化學式為

 

，Y的陰離子是一種弱酸根離子，全由C元素組成，Y與鹽酸反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數之和是5，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，A原子的最外層電子數等于其電子層數，則A為氫元素；C原子的價電子構型為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級只能容納2個電子，即n=2，C原子的價電子構型為2s²2p³，故C為氮元素；C原子最外層上的電子數為A和B兩元素原子最外電子層上電子數的總和，則B原子最外層電子數為5-1=4，則B為碳元素；D原子的2p能級上有兩個未成對電子，原子序數大于氮元素，則D原子的價電子構型為2s²2p⁴，故D為氧元素；D和E可以形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則E為Na元素，據此解答．

解答：解：短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數之和是5，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，A原子的最外層電子數等于其電子層數，則A為氫元素；C原子的價電子構型為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級只能容納2個電子，即n=2，C原子的價電子構型為2s²2p³，故C為氮元素；C原子最外層上的電子數為A和B兩元素原子最外電子層上電子數的總和，則B原子最外層電子數為5-1=4，則B為碳元素；D原子的2p能級上有兩個未成對電子，原子序數大于氮元素，則D原子的價電子構型為2s²2p⁴，故D為氧元素；D和E可以形成原子個數比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則E為Na元素，
（1）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑Na＞C＞N＞O；
自左而右第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級容納3個電子，處于半滿穩定狀態，能量降低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C＞Na，
故答案為：Na＞C＞N＞O；N＞O＞C＞Na；
（2）C為氮元素，N原子的電子排布圖為，O^2-的結構示意圖為．H、O可形成多種化合物，其中一種是氧化劑，其水溶液有弱酸性，該化合物為H₂O₂，該化合物的結構式H-O-O-H，分子中氧原子與氫原子之間為極性鍵、氧原子之間為非極性鍵，為展開書頁型結構，是極性分子，
故答案為：；；H-O-O-H；極性、非極性；極性；
（3）H、C、O三種元素可以形成多種有機化合物分子，其中最簡單原子數最少的一種是室內裝潢時形成的主要氣體污染物為HCHO．其電子式為，根據價層電子對互斥（VSEPR）理論，該分子中心原子C原子價層電子對水為3，不含孤電子對，故C原子的雜化方式為sp²雜化，空間構型為平面三角形，
故答案為：；sp²；平面三角形；
（4）Na和N形成一種離子化合物Y，其摩爾質量為65g/mol，Y受熱或撞擊時立即分解為兩種單質，分解為Na與氮氣，Y的陰離子是一種弱酸根離子，全由C元素組成，令組成為Na_xN_y，則23x+14y=65，則x=1，y=3，故則Y為NaN₃，與鹽酸反應的離子方程式為N₃^-+3H⁺=NH₃↑，
故答案為：NaN₃；N₃^-+3H⁺=NH₃↑．

點評：本題考查結構性質位置關系，側重對常用化學用語的考查，難度中等，（4）為易錯點，要求學生對生活知識的細心．