Question

（2009?合肥三模）某些元素的性質或原子結構信息如下表所示：

A（短周期）	B（短周期）	C	D（短周期）
原子最外層上p電子數等于次外層電子數	原子最外層有兩個未成對電子，其單質為人類生存必須物質	單質為生活中常見的金屬材料，有紫紅色金屬光澤	單質是常見的半導體材料，廣泛應用于IT行業

（1）寫出A單質與濃HNO₃加熱反應的化學方程式：

C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O

．
（2）寫出B元素在周期表中的位置

第二周期ⅥA族

，寫出C元素基態原子的電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

．
（3）寫出A與D的氧化物在高溫下反應的化學方程式

2C+SiO₂

高溫  .

2CO+Si

．
（4）寫出B、D形成的化合物與NaOH溶液反應的離子方程式：

SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O

．
（5）比較A、B、D三元素原子的第一電離能的大小

O＞C＞Si

（由大到小用元素符號表示）

Answer 1

分析：先推斷元素，原子最外層上p電子數等于次外層電子數，最外層p能級上最多排6個電子，所以次外層上只能是2個電子，且A元素是短周期元素，所以A是碳元素；原子最外層有兩個未成對電子，兩個未成對電子只能是P能級上的電子，其單質為人類生存必須物質，且B是短周期元素，所以B是氧元素；單質為生活中常見的金屬材料，有紫紅色金屬光澤，所以C是銅元素；單質是常見的半導體材料，廣泛應用于IT行業，且D是短周期元素，所以D是硅．
（1）濃硝酸具有強氧化性，在加熱條件下能把碳氧化成二氧化碳，本身被還原成二氧化氮．
（2）根據原子結構示意圖寫出其在元素周期表中的位置；根據構造原理寫出C的基態原子的電子排布式．
（3）碳有還原性，在高溫條件下能還原二氧化硅生成硅單質．
（4）B、D形成的化合物是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和氫氧化鈉反應生成鹽和水．
（5）同一周期，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，注意同一周期第ⅡA族和第ⅢA族互換、第ⅤA族和第ⅥA族互換；同一主族，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小．

解答：解：根據以上分析知，A是碳元素，B是氧元素，C是銅元素，D是硅元素．
（1）在加熱條件下，碳和濃硝酸反應生成二氧化碳和二氧化氮、水，反應的化學方程式為C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）氧元素的原子結構示意圖為，原子核外有兩個電子層，所以該元素處于第二周期；最外層上有6個電子，所以處于第ⅥA族；C元素是29號元素，基態原子核外有29個電子，4s能級小于3d能級，但元素處于全滿或半滿狀態較穩定，所以銅元素基態原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
故答案為：第二周期ⅥA族；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（3）碳與二氧化硅在高溫下反應生成硅和一氧化碳，所以反應方程式為2C+SiO₂ 

高溫  .

2CO+Si．
故答案為：2C+SiO₂ 

高溫  .

2CO+Si．
 （4）二氧化硅是酸性氧化物，能和堿反應生成鹽和水，離子反應方程式為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O．
（5）同一周期，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，注意同一周期第ⅡA族和第ⅢA族互換、第ⅤA族和第ⅥA族互換；同一主族，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而減小；氧元素和碳元素處于同一周期，氧元素的原子序數大于碳元素的原子序數，所以氧元素的第一電離能大于碳元素的，碳和硅屬于同一主族，硅元素的原子序數大于碳元素的，所以碳元素的第一電離能大于硅的．
故答案為：O＞C＞Si．

點評：本題考查了基態原子核外電子排布式、第一電離能的比較、元素的推斷等知識點，難度不大，注意同一周期元素中，第一電離能的變化趨勢及異常現象．