Question

【題目】

現有A、B、C、D、E五種短周期非金屬元素，其原子序數依次增大。A是原子半徑最小的元素，B元素的一種核素可用于考古斷代，D元素的s軌道和p軌道上的電子數相等。C、E是同主族元素，它們的核外均有3個未成對電子。請回答下列問題：

（1）基態E原子有_____種能量不同的電子。

（2）六種元素中，電負性最大的是_______，第一電離能最大的是________（均填元素符號）。

（3）化合物CA3的沸點比化合物BA4的沸點高，其主要原因是____________。

（4）CD2－的立體構型是________，其中C原子的雜化類型為___________。

（5）C2A4溶于水電離方程式與CA3溶于水電離方程式相似，試寫出C2A4在水溶液中的電離方程式____（寫一步即可，要求用化學符號表示）。

（6）開發金屬儲氫材料是氫能的重要研究方向。MgA2是一種儲氫材料，其晶胞結構如下圖所示：

已知該晶胞的體積為Vcm3，則該晶胞的密度為_______g·cm－3（用V和NA表示）。

Answer 1

【答案】 5 O N NH3分子間能形成氫鍵 V形 sp2 N2H4+H2ON2H5++OH－

【解析】試題分析：本題為《物質結構與性質》選修模塊綜合測試題，考查元素推斷，原子核外電子排布，元素周期律，分子結構和晶胞計算，題目難度中等。結合相關基礎知識進行作答。

解答：根據題給信息推斷A是原子半徑最小的元素，則A為氫元素；B元素的一種核素可用于考古斷代，則B為碳元素；D元素的s軌道和p軌道上的電子數相等，電子排布式為1s22s22p4，則D為氧元素；C、E是同主族元素，它們的核外均有3個未成對電子，位于VA族，則C為氮元素，E為磷元素。

（1）基態磷E原子的電子排布式為1s22s22p63s23p3，含有5個能級，含有5種能量不同的電子。

（2）同周期由左向右元素的電負性逐漸增大，同主族由上到下元素的電負性逐漸減小，故電負性最大的是O；同周期由左向右元素的第一電離能呈遞增趨勢，氮原子的價電子排布為2s22p3，p軌道為半充滿狀態，較穩定，同主族由上到下元素的電負性逐漸減小，故第一電離能最大的是N。

（3）NH3分子間能形成氫鍵，故NH3的沸點比CH4的沸點高。

（4）根據價層電子對互斥理論判斷。NO2-中含有2個δ鍵，氮原子含有1對孤對電子，立體構型是V形，其中N原子的雜化類型為sp2。

（5）遷移NH3溶于水的電離，N2H4在水溶液中的電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH－。

（6）分析MgH2的晶胞知Mg位于頂點和體心，數目為8×1/8+1=2，H位于面心（4個）和晶胞內部（2個），數目為：4×1/2+2=4，則1mol晶胞質量為2×26g/mol=52g，一個晶胞的質量為52/NAg，晶胞體積為

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