Question

A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种常见元素，其中A是原子半径最小的元素，B元素的一种核素可用于考古断代，D元素的s轨道和p轨道上的电子数相等且有2个未成对电子；E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满。请用元素符号或化学式回答下列问题：

（1）A、B、C、D四种元素中，电负性最大的是___，第一电离能最大的是___。

（2）化合物CA₃的沸点比化合物BA₄的高，其主要原因是____。

（3）A、B形成的化合物M与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H₂C=CH—C≡N)，则M的结构式为___，丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是____。

（4）由C元素形成的一种离子与BD₂互为等电子体，该离子的结构式为____。

（5）基态E原子的核外电子排布式为____，如图是D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图，该晶体的化学式为____。

（6）向E的硫酸盐溶液中通入过量的CA₃，可生成[E(CA₃)₄]^2＋，1mol[E(CA₃)₄]^2＋中含有σ键的数目约为___。

Answer

O N NH3分子间能形成氢键 H-CC-H sp、sp2 [N=N=N]－ 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 Cu2O 16×6.02×1023

【解析】

A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种常见元素，其中 A 是原子半径最小的元素，为H元素；B 元素的一种核素可用于考古断代，为C元素；D元素的s轨道和p轨道上的电子数相等且有2个未成对电子，为O元素；则C为N元素；E 是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满，为Cu元素；通过以上分析知，A、B、C、D、E分别是H、C、N、O、Cu元素；

(1)A、B、C、D 四种元素中，电负性最大的元素其非金属性最强，第一电离能最大的是N元素；

(2)含有氢键的氢化物熔沸点较高；

(3)根据原子个数守恒判断M的化学式，CH2＝CH−CN分子中连接碳碳双键的C原子价层电子对个数是3、连接N原子的C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；

(4)由N元素形成的一种离子与 CO2互为等电子体，该离子中含有3个原子且价电子数是16；

(5)基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写Cu原子的核外电子排布式；

该晶胞中O原子个数＝1+8×=2、Cu原子个数＝4，据此判断其化学式；

(6)向Cu的硫酸盐溶液中通入过量的NH3，可生成[Cu(NH3)4]2+，该配合物离子中每个Cu原子和4个NH3形成σ键、每个氨气分子中含有3个N−Hσ键，则1个[Cu(NH3)4]2+中含有σ 键个数是16。

(1)A、B、C、D 四种元素中，电负性最大的元素其非金属性最强，非金属性最强的是O元素，则电负性最大的是O元素，第一电离能最大的是N元素；

(2)含有氢键的氢化物熔沸点较高，NH3 分子间能形成氢键、甲烷分子间不能形成氢键，所以氨气熔沸点高于甲烷；

(3) HCN 与M反应生成CH2＝CH−CN，由原子个数守恒得知，M是乙炔，结构式为H-CC-H， CH2＝CH−CN分子中连接碳碳双键的C原子价层电子对个数是3、连接N原子的C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型，前者是sp2、后者是sp杂化；

(4)由N元素形成的一种离子与 CO2互为等电子体，该离子中含有3个原子且价电子数是16，则与二氧化碳互为等电子体的含有N元素的离子是[N=N=N]−；

(5)基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，该晶胞中O原子个数＝1+8×=2、Cu原子个数＝4，O、Cu原子个数之比＝2:4＝1:2，据此判断其化学式为 Cu2O；

(6)向Cu的硫酸盐溶液中通入过量的NH3，可生成[Cu(NH3)4]2+，该配合物离子中每个Cu原子和4个NH3形成σ键、每个氨气分子中含有3个N−Hσ键，则1个[Cu(NH3)4]2+中含有σ 键个数是16，则1mol[E(CA3)4]2+中含有σ 键的数目约为16×6.02×1023（或16NA）。