Question

A、B、C、D、E是元素周期表中前36号元素，核电荷数依次增大，A与B能形成种类繁多的化合物，D原子中成对电子数等于未成对电子数的3倍；E⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层。

（1）基态C原子核外有_____种运动状态不同的电子，元素C的气态氢化物的空间构型为____。

（2）B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。（用元素符号表示）

（3）A与B形成的化合物B₂A₂中B原子的杂化方式为____，分子中含有的σ键和π键个数分别是______、_______。

（4）D与钠元素形成的原子数之比为l:1的物质中具有的化学键类型为______。

（5）E⁺与C的简单离子形成晶体的晶胞结构如图1所示，图中白球表示_______。

（6）E的单质晶体的晶胞结构如图2所示，其空间利用率为_____（圆周率用π表示，）

Answer

7 三角锥形 N>O>C SP 3 2 离子键 非极性共价键 N3+

【解析】试题分析：本题为《物质结构与性质》选修模块综合测试题，涉及元素推断、原子结构和元素周期律，分子结构和晶胞计算，题目难度中等。

解答：根据题意知A与B能形成种类繁多的化合物，则A为氢元素，B为碳元素；D原子中成对电子数等于未成对电子数的3倍，电子排布式为1s22s22p4，D为氧元素；C的核电荷数介于碳和氧之间，则C为氮元素；E+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则E为钾元素。

（1）C为氮元素，基态氮原子核外有7种运动状态不同的电子，NH3分子中含有3个δ键，氮原子上含有一对孤对电子，空间构型为三角锥型。

（2）同周期由左向右元素的第一电离能呈递增趋势，但氮原子的价电子排布式为2s22p3，p轨道为半充满状态，较稳定，故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C 。

（3）乙炔分子的结构简式为，分子中含有碳碳三键，C原子的杂化方式为sp；分子单键均为σ键，三键中有1个σ键、2个π键，分子中含有的σ键和π键个数分别是3、2。

（4）氧元素与钠元素形成的原子数之比为l:1的物质为Na2O2，具有的化学键类型为离子键和非极性键。

（5）K+与N3-形成化合物的化学式为K3N，根据晶胞结构利用分割法分析：白球个数为8×1/8=1，黑球个数为12×1/4=3，则图中白球表示N3-。

（6）钾的单质晶体的晶胞结构为面心立方堆积，设晶胞的棱长为a，则面对角线为√2a，则钾原子半径为r=√2a/4，利用切割法分析1个晶胞中含有4个钾原子，则钾原子的体积为4×4πr3/3 ，晶胞的体积为a3，结合题给公式计算其空间利用率为。