Question

（2011?錦州模擬）【化學--物質結構與性質】
已知X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運動狀態，s能級電子數是p能級電子數的兩倍；Z原子L層上有2對成對電子；Q是第三周期中電負性最大的元素；E的單質是常溫下唯一呈液態的非金屬．請回答下列問題：
（1）X、Y、Z第一電離能由小到大的順序為

C

＜

O

＜

N

（填元素符號）．
（2）E元素基態原子的電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

．
（3）XZ₂分子中含有

2

個π鍵．
（4）Z氫化物的沸點比Q氫化物的沸點高，理由是

氧元素的電負性很強，水分子之間存在氫鍵，導致熔沸點升高

．
（5）X元素可形成X₆₀單質，它與金屬鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示（白球位于立方體的體心和頂點，小黑球位于立方體的面上），該化合物中X₆₀與鉀原子個數比為

1：3

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運動狀態，則X原子核外電子數為6，故X為碳元素；Z原子L層上有2對成對電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為氧元素；Y原子序數介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；Q是第三周期中電負性最大的元素，Q為Cl元素；E的單質是常溫下唯一呈液態的非金屬，E為Br元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但氮原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量降低，失去電子需要能量較高；
（2）E為Br元素，原子核外電子數為35，根據核外電子排布規律書寫；
（3）CO₂分子中C原子成2個C=O雙鍵，雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵；
（4）氧元素的電負性很強，水分子之間存在氫鍵，導致熔沸點升高；
（5）根據均攤法計算晶胞中X₆₀與鉀原子個數，據此計算．

解答：解：X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運動狀態，則X原子核外電子數為6，故X為碳元素；Z原子L層上有2對成對電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為氧元素；Y原子序數介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；Q是第三周期中電負性最大的元素，Q為Cl元素；E的單質是常溫下唯一呈液態的非金屬，E為Br元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，但氮原子2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，能量降低，失去電子需要能量較高，故N元素的第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，故答案為：C；O；N；
（2）E為Br元素，原子核外電子數為35，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（3）CO₂分子中C原子成2個C=O雙鍵，雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵，故CO₂分子中含有2個π鍵，故答案為：2；
（4）氧元素的電負性很強，水分子之間存在氫鍵，導致熔沸點升高，故Z氫化物的沸點比Q氫化物的沸點高，
故答案為：氧元素的電負性很強，水分子之間存在氫鍵，導致熔沸點升高；
（5）由晶胞結構可知，晶胞中X₆₀數目為1+8×

1

8

=2，K原子數目為2×6×

1

2

=6，故晶胞中X₆₀與鉀原子個數之比為2：6=1：3，故答案為：1：3．

點評：本題考查核外電子排布規律、電離能、化學鍵與氫鍵、晶胞計算等，難度中等，注意利用均攤法進行晶胞的計算．