Question

【題目】A、B、C、D、E是元素周期表中前36號元素，核電荷數依次增大，A與B能形成種類繁多的化合物，D原子中成對電子數等于未成對電子數的3倍；E+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層。

（1）基態C原子核外有_____種運動狀態不同的電子，元素C的氣態氫化物的空間構型為____。

（2）B、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序為_________。（用元素符號表示）

（3）A與B形成的化合物B2A2中B原子的雜化方式為____，分子中含有的σ鍵和π鍵個數分別是______、_______。

（4）D與鈉元素形成的原子數之比為l:1的物質中具有的化學鍵類型為______。

（5）E+與C的簡單離子形成晶體的晶胞結構如圖1所示，圖中白球表示_______。

（6）E的單質晶體的晶胞結構如圖2所示，其空間利用率為_____（圓周率用π表示，）

Answer 1

【答案】 7 三角錐形 N>O>C SP 3 2 離子鍵 非極性共價鍵 N3+

【解析】試題分析：本題為《物質結構與性質》選修模塊綜合測試題，涉及元素推斷、原子結構和元素周期律，分子結構和晶胞計算，題目難度中等。

解答：根據題意知A與B能形成種類繁多的化合物，則A為氫元素，B為碳元素；D原子中成對電子數等于未成對電子數的3倍，電子排布式為1s22s22p4，D為氧元素；C的核電荷數介于碳和氧之間，則C為氮元素；E+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，則E為鉀元素。

（1）C為氮元素，基態氮原子核外有7種運動狀態不同的電子，NH3分子中含有3個δ鍵，氮原子上含有一對孤對電子，空間構型為三角錐型。

（2）同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢，但氮原子的價電子排布式為2s22p3，p軌道為半充滿狀態，較穩定，故C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C 。

（3）乙炔分子的結構簡式為，分子中含有碳碳三鍵，C原子的雜化方式為sp；分子單鍵均為σ鍵，三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵，分子中含有的σ鍵和π鍵個數分別是3、2。

（4）氧元素與鈉元素形成的原子數之比為l:1的物質為Na2O2，具有的化學鍵類型為離子鍵和非極性鍵。

（5）K+與N3-形成化合物的化學式為K3N，根據晶胞結構利用分割法分析：白球個數為8×1/8=1，黑球個數為12×1/4=3，則圖中白球表示N3-。

（6）鉀的單質晶體的晶胞結構為面心立方堆積，設晶胞的棱長為a，則面對角線為√2a，則鉀原子半徑為r=√2a/4，利用切割法分析1個晶胞中含有4個鉀原子，則鉀原子的體積為4×4πr3/3 ，晶胞的體積為a3，結合題給公式計算其空間利用率為。