Question

短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數(shù)之和是5，且C原子最外層上的電子數(shù)為A和B兩元素原子最外電子層上電子數(shù)的總和，C原子的價(jià)電子構(gòu)型為nsⁿnpⁿ⁺¹，A原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)．D和E可以形成原子個(gè)數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物，且D原子的2p能級(jí)上有兩個(gè)未成對(duì)電子，試回答下列問(wèn)題：
（1）B、C、D、E四種元素的原子，半徑從大到小的順序是

 

（填元素符號(hào)或化學(xué)式，下同）；第一電離能從大到小的順序是

 

（2）C原子的電子排布圖

 

，D^2-的結(jié)構(gòu)示意圖

 

．A、D可形成多種化合物，其中一種是氧化劑，其水溶液有弱酸性，寫(xiě)出該化合物的結(jié)構(gòu)式

 

，分子中含有

 

鍵（填“極性”或“非極性”，下同）是

 

分子．
（3）A、B、D三種元素可以形成多種有機(jī)化合物分子，其中最簡(jiǎn)單原子數(shù)最少的一種是室內(nèi)裝潢時(shí)形成的主要?dú)怏w污染物．試寫(xiě)出它的電子式

 

，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥（VSEPR）理論推測(cè)該分子中心原子的雜化方式為

 

雜化，空間構(gòu)型為

 

．
（4）C和E形成一種離子化合物Y，其摩爾質(zhì)量為65g/mol，Y受熱或撞擊時(shí)立即分解為兩種單質(zhì)．則Y的化學(xué)式為

 

，Y的陰離子是一種弱酸根離子，全由C元素組成，Y與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數(shù)之和是5，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，A原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)，則A為氫元素；C原子的價(jià)電子構(gòu)型為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級(jí)只能容納2個(gè)電子，即n=2，C原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p³，故C為氮元素；C原子最外層上的電子數(shù)為A和B兩元素原子最外電子層上電子數(shù)的總和，則B原子最外層電子數(shù)為5-1=4，則B為碳元素；D原子的2p能級(jí)上有兩個(gè)未成對(duì)電子，原子序數(shù)大于氮元素，則D原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p⁴，故D為氧元素；D和E可以形成原子個(gè)數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則E為Na元素，據(jù)此解答．

解答：解：短周期中五種元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，其中A、B、C原子核外電子層數(shù)之和是5，則A處于第一周期，B、C處于第二周期，A原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)，則A為氫元素；C原子的價(jià)電子構(gòu)型為nsⁿnpⁿ⁺¹，s能級(jí)只能容納2個(gè)電子，即n=2，C原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p³，故C為氮元素；C原子最外層上的電子數(shù)為A和B兩元素原子最外電子層上電子數(shù)的總和，則B原子最外層電子數(shù)為5-1=4，則B為碳元素；D原子的2p能級(jí)上有兩個(gè)未成對(duì)電子，原子序數(shù)大于氮元素，則D原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s²2p⁴，故D為氧元素；D和E可以形成原子個(gè)數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物，則E為Na元素，
（1）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑Na＞C＞N＞O；
自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C＞Na，
故答案為：Na＞C＞N＞O；N＞O＞C＞Na；
（2）C為氮元素，N原子的電子排布圖為，O^2-的結(jié)構(gòu)示意圖為．H、O可形成多種化合物，其中一種是氧化劑，其水溶液有弱酸性，該化合物為H₂O₂，該化合物的結(jié)構(gòu)式H-O-O-H，分子中氧原子與氫原子之間為極性鍵、氧原子之間為非極性鍵，為展開(kāi)書(shū)頁(yè)型結(jié)構(gòu)，是極性分子，
故答案為：；；H-O-O-H；極性、非極性；極性；
（3）H、C、O三種元素可以形成多種有機(jī)化合物分子，其中最簡(jiǎn)單原子數(shù)最少的一種是室內(nèi)裝潢時(shí)形成的主要?dú)怏w污染物為HCHO．其電子式為，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥（VSEPR）理論，該分子中心原子C原子價(jià)層電子對(duì)水為3，不含孤電子對(duì)，故C原子的雜化方式為sp²雜化，空間構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：；sp²；平面三角形；
（4）Na和N形成一種離子化合物Y，其摩爾質(zhì)量為65g/mol，Y受熱或撞擊時(shí)立即分解為兩種單質(zhì)，分解為Na與氮?dú)猓琘的陰離子是一種弱酸根離子，全由C元素組成，令組成為Na_xN_y，則23x+14y=65，則x=1，y=3，故則Y為NaN₃，與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為N₃^-+3H⁺=NH₃↑，
故答案為：NaN₃；N₃^-+3H⁺=NH₃↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系，側(cè)重對(duì)常用化學(xué)用語(yǔ)的考查，難度中等，（4）為易錯(cuò)點(diǎn)，要求學(xué)生對(duì)生活知識(shí)的細(xì)心．