Question

A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题：

（1）A、B、C第一电离能最大的元素其基态原子有______种不同能量的电子。基态D原子的电子排布式为______________________。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC的空间构型为____________________(用文字描述)。

（3）1 mol AB^－中含有的π键数目为________。

（4）如下图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比是________。

（5）最新科技发现用高能射线照射液态氢化物H₂C时，一个H₂C分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。该阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO₂的水溶液反应的离子方程式            ；

Answer

（1）3；1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

（2）sp2；平面三角形 （3）2NA（4）1：5

（5）2H2O++SO2=4H++SO42-

【解析】

试题分析：A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大；第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，则A是C元素；C是地壳中含量最多的元素，则C是O元素；B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，且原子序数大于A而小于C，则B是N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，则D是Cu元素。

（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而增大，但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以N元素的第一电离能最大，其基态原子有1s、2s、2p三种不同能量的电子；基态D原子核外有29个电子，根据构造原理书写基态Cu原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1，故答案为：3；[Ar]3d104s1；

（2）A的最高价氧化物对应的水化物是H2CO3，该分子中中心原子C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其中心原子杂化方式为sp2，碳酸根离子空间构型为平面三角形，故答案为：sp2；平面三角形；

（3）CN-与N2互为等电子体，则每个CN-中含有2个π键，则1mol CN-中含有的π键个数为2NA，故答案为：2NA；

（4）如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图，该晶胞中Ca原子个数=8×=1、Cu原子个数=8×+1=5，则Ca、Cu原子个数之比为1：5；

（5）由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，该阳离子为H2O+，H2O+与SO2水溶液反应离子方程式为：2H2O++SO2=4H++SO42-， 故答案为：2H2O++SO2=4H++SO42-。

【考点定位】考查晶胞的计算；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断

【名师点晴】本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，侧重考查学生分析计算及空间想象能力，难点是晶胞计算和（5）中离子方程式的书写。解答此类试题的关键是推断出元素的种类。