Question

(10分)已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，其中A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，s軌道電子數是p軌道電子數的兩倍；D原子L電子層上有2對成對電子；E的＋1價陽離子的核外有3層電子且各層均處于全滿狀態。
（1）E元素基態原子的核外電子排布式為___________________。
（2）B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序為_______(填元素符號)。其原因是       。
（3）B₂A₄是石油煉制的重要產物之一 。B₂A₄分子中B原子軌道的雜化類型為________；1 mol B₂A₂分子中含________mol σ鍵。
（4）已知D、E能形成晶胞結構如圖所示的兩種化合物，則化學式：甲為______，乙為______；高溫時，甲易轉化為乙的原因為______________________________。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹（1分）
（2）C<O<N（1分），同一周期從左向右，元素的第一電離能呈現逐漸增大的趨勢，但氮元素的最外層電子達到半充滿的穩定構型，故其第一電離能大于氧元素的（2分）  （3）sp²（1分），　3（1分）
（4）CuO（1分）　Cu₂O（1分）   Cu₂O中Cu的各軌道均為全充滿狀態，較穩定（2分）

試題分析：A、B、C、D、E五種元素的原子序數依次增大，A原子所處的周期數、族序數都與其原子序數相等，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同的運動狀態，S軌道電子數是P軌道電子數的兩倍，則B原子核外有6個電子，則B為碳元素；D原子L層上有2對成對電子，則D原子電子排布式為1s²2s²2p⁴，所以D為氧元素；C的原子序數介于碳、氧元素之間，則C為氮元素；E⁺原子核外有3層電子且各層均處于全滿狀態，則E原子核外電子數為2+8+18+1=29，則E為Cu元素，則
（1）E為Cu元素，基態原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）同周期，隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，但氮元素2p能級為半滿穩定狀態，能量較低，失去第一個電子需要的能量較多，其第一電離能高于同周期相鄰元素，故C、N、O三種元素的第一電離能數值由小到大的順序為C＜O＜N；
（3）C₂H₄分子中C原子有3個σ鍵，無孤電子對，軌道的雜化類型為sp²雜化，1個C₂H₂分子中含有3個σ鍵，2個π鍵，則lmolC₂H₂分子中σ鍵3mol；
（4）已知O、Cu能形成晶胞如圖所示的兩種化合物，甲中黑色球數目=4，白色球數目=6×+8×=4，Cu、O原子數目之比為1：1，則甲的化學式為CuO，乙中黑色球數目=4，白色球數目=1+8×=2，黑色球與白色球個數之比為2：1，氧元素為-2價，則乙的化學式為Cu₂O，Cu₂O中Cu原子d軌道為全滿狀態，比較穩定，故高溫時甲易轉化為乙。