Question

原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期。A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子；C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C与D同主族相邻；E位于周期表的ds区，最外层只有一对成对电子。请回答下列问题：

（1）A、B、C三种元素第一电离能最大的是（填元素符号）______，基态E原子的电子排布式为______。

（2）C、D的简单氢化物中沸点较高的是__________（填分子式），原因是____________。

（3）A元素可形成多种单质，其中分子晶体的分子式为______________，原子晶体的名称是          ；A的一种单质为层状结构的晶体（如图），其原子的杂化轨道类型为______________。

（4）①化合物DC₂的立体构型为______________，中心原子的价层电子对数为              。

②用KMn0₄酸性溶液吸收DC₂气体时，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式为______________。

（5）D与E能形成化合物X，X的一种晶体晶胞结构如图所示，X的化学式为               ，E的配位数为________________；若晶胞边长为a，则晶体E的密度计算式为ρ=              。

Answer

（1）N；[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2；

（2）H2O；水分子间存在氢键；

（3）C60（或C70等其他合理答案）；金刚石；sp2；

（4）①V形；3；②5SO2＋2MnO4-＋2H2O==2Mn2+＋5SO42-＋4H+；

（5）ZnS；4； 或 ；

【解析】

试题分析：A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子，电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，为C或O；C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C为O，则A为C，A、B、C的原子序数依次增大，则B为N；C与D同主族相邻，D为S；E位于周期表的ds区，最外层只有一对成对电子，E为Zn。

（1）N元素原子的2p为半充满结构，第一电离能最大，Zn是30号元素，基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，故答案为：N；[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2；

（2）水分子间能形成氢键，故水的沸点比硫化氢高，故答案为：H2O；水分子间存在氢键；

（3）C元素可形成多种单质，其中属于分子晶体的有C60、C70等，原子晶体的有金刚石，石墨是一种层状结构的晶体，每个碳原子与周围的3个碳原子通过共价键相连接，采用sp2杂化，故答案为：C60（或C70等其他合理答案）；金刚石；sp2；

（4）①SO2分子中有1对孤电子对，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，分子的立体构型为V形，故答案为：V形；3

②用KMn04酸性溶液吸收SO2气体时，MnO4-被还原为Mn2+，SO2被氧化为硫酸，反应的离子方程式为5SO2＋2MnO4－＋2H2O==2Mn2+＋5SO42-＋4H+，故答案为：5SO2＋2MnO4-＋2H2O==2Mn2+＋5SO42-＋4H+；

（5）D为S，E为Zn。根据图示，1个晶胞中含有的S原子个数为4，1个晶胞中含有的Zn原子个数为8×+6×=4，原子个数比为1:1，晶体的化学式为ZnS；S和Zn的配位数相等，为4；1mol晶体含有晶胞的个数为，则1mol晶体的体积为×a3，晶体的密度为=，故答案为：ZnS；4； 或 。

考点：考查了杂化轨道理论、第一电离能、晶体的结构和计算等相关知识。