Question

A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號元素，它們的原子序數(shù)依次遞增。已知B、D兩種元素原子的最外層電子數(shù)是最內層電子數(shù)的兩倍，而C元素原子的最外層電子數(shù)等于B元素原子的核外電子數(shù)，E的價電子數(shù)為1．回答下列問題。
（1）畫出C元素的原子結構示意圖       。
（2）在1mol DC₂中，有    mol D—C鍵。
（3）在化合物BC₂的晶體中，每個BC₂分子周圍與它距離最近的BC₂分子有   個。
（4）原子序數(shù)介于B、C之間的元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物。則X、B、C的第一電離能順序是      （填元素符號），三種10e^-的化合物中沸點最低的   。
（5）已知高溫下C和E元素形成的晶體呈立方體結構，晶體中元素C的化合價部分為0價，部分為－2價。如下圖所示為C和E元素形成的晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復單元)，則下列說法中正確的是            。

A．該晶體化學式為EC₂（KO₂），每個晶胞含有個4個E^＋和4個C₂^-
B．晶體中每個E^＋周圍有8個C₂^-，每個C₂^-周圍有8個E^＋
C．晶體中與每個E^＋距離最近的E^＋有8個
D．晶體中，0價C與－2價C的數(shù)目比為3:1
E．C₂^-與N₂互為等電子體

Answer 1

（1）      （2）4     （3）12（4） C<O<N (N>O>C）    CH₄   （5）AD  

試題分析：B、D兩種元素原子的最外層電子數(shù)是最內層電子數(shù)的兩倍，則B的核外電子排布是2、4，是C元素；D的核外電子排布是2、8、4，是Si元素；C原子序數(shù)大于6，而且C元素原子的最外層電子數(shù)等于B元素原子的核外電子數(shù)，則C的核外電子排布是2、6，是O元素；E的價電子數(shù)為1原子序數(shù)大于Si。則E為K元素。（1）O元素的原子結構示意圖為。（2）SiO₂是原子晶體，每個Si原子與4個O原子形成4個Si—O共價鍵。所以在1moSiO₂中，有4mol Si—O鍵。（3）CO₂在固態(tài)時是分子晶體，其晶體類型為立方面心結構。所以在每個晶胞中與它距離最近的CO₂分子的個數(shù)為3個，通過一個CO₂可以形成8個晶胞，而且每個CO₂都重復了2次，所以在化合物CO₂的晶體中，每個CO₂分子周圍與它距離最近的CO₂分子有（8×3）÷2=12．（4）由于元素X原子序數(shù)介于B、C之間，所以X是N元素。它與C、O都可與與A形成的10e-的化合物。由于A的原子序數(shù)小于6 ，則A為H元素。一般情況下，原子序數(shù)越大，元素的電負性越大，元素的第一電離能就越大。但是由于N原子核外的電子排布處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以去第一電離能比O還要大些。因此C、N、O三元素的第一電離能大小關系為：N>O>C或C<O<N。三種元素形成的10e-的化合物是CH₄、NH₃、H₂O。由于N、O電負性大，原子半徑小，所以在NH₃、H₂O的分子之間除了存在分子間作用力外還存在氫鍵，而CH₄的分子之間只存在分子間作用力。因此甲烷的沸點最低。（5）A．由晶胞結構示意圖可知：在該晶胞中含有K⁺：8×1/8+6×1/2=4;O₂-:1＋12×1/4=4．所以K+：O₂-=1:1；在一個晶胞中含有KO₂。正確。B．晶體中每個E^＋周圍有6個O₂^-，每個C₂^-周圍有6個K^＋．錯誤。C．晶體中與每個E^＋距離最近的E^＋有（8×3）÷2=12個．錯誤。D．在晶體中，假設0價O為x，－2價O為y。則x＋y=2;0+(-2)y=-1．解得x=3/2;y=1/2。所以0價O與－2價O的數(shù)目比為3:1。正確。E．O₂^-電子數(shù)為17，與N₂電子數(shù)為14．所以二者不能互為等電子體。錯誤。₂、CO₂、KO₂的晶體結構及晶胞中含有的微粒數(shù)目及第一電離能的大小比較的知識。