Question

【化学选修3-物质结构与性质】(15分)a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示。

a	原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同
b	基基态原子的P轨道电子数比s轨道电子数少1
c	在周期表所列元素中电负性最大
d	位于周期表中第4纵行
e	基态原子M层全充满，N层只有一个电子

请回答：

（1）d属于________区的元素，其基态原子的价电子排布图为_________。

（2）b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。

（3）c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种_________。

（4）a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为________(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为________；A的中心原子的轨道杂化类型为________；与A互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

（5）e与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中e原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由e原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，该晶体储氢后的化学式为________，若该晶体的相对分子质量为M，密度为ag/cm，则晶胞的体积为________(用表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer

(共15分)

（1）d

（2）N＞O＞C

（3）4 F—H…F F—H…O O—H…F O—H…O

（4）SiO2＞CO2 平面三角形 sp2 SO3 、BF3 (其他合理答案均可)

（5）H4Cu3Au cm2

【解析】

试题分析：根据表格提供的相关信息，可推断各元素分别是a为C，b为N，c为F，d为Ti，e为Cu。

（1）d是Ti，第四周期，ⅡB元素，则属于d区的元素，其基态原子的价电子排布图为

（2）同周期元素，从左到右，第一电离能逐渐增大，但N元素P轨道3个电子，处于半充满状态，相对较稳定，比相邻元素的第一电离能都大，所以N与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。

（3）F的氢化物为HF，HF的水溶液中，HF分子之间以及HF与水分子间都会形成氢键，所以存在的氢键有4种，分别是F—H…F、 F—H…O 、O—H…F 、O—H…O。

（4）a为C，最高价氧化物为CO2 ，属于分子晶体，与其相邻同主族元素为Si，其最高价氧化物为SiO2 ，属于原子晶体，所以熔点高低顺序为SiO2＞CO2；C元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子为CO32 －，根据价层电子对互斥理论，孤对电子为(6-6)÷2=0，则成键电子对数为3，sp2杂化，它的空间构型为平面三角形；C的中心原子的轨道杂化类型为sp2；根据等电子体理论，与CO32 －互为等电子体的一种分子为SO3 、BF3。

（5）根据题给信息，Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中Cu原子处于面心，则Cu有3个，Au只能位于晶胞的顶点，有1个，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，在金刚石的晶胞中，8个小立方体中间隔有4个小立方体体心中有碳原子，该晶体储氢后的化学式为H4Cu3Au，若该晶体的相对分子质量为M，密度为ag/cm，根据V=m/p=则晶胞的体积为 cm2。

考点：考查元素的判断，核外电子排布，中心原子杂化轨道类型，晶胞的计算等知识。