Question

有A、B、C、D、E、F、G、H八種原子序數(shù)依次增大的元素（原子序數(shù)均小于30）．A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)且各能級(jí)中電子數(shù)相等，D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，A、E同主族，F(xiàn)的基態(tài)原子s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，B、G同族，H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）H元素在周期表中屬于

 

 區(qū)．G的基態(tài)原子電子排布式為

 

CD₂⁺中C的雜化類(lèi)型是

 

（2）下列說(shuō)法不正確的是

 

．
a．B₂A₂分子中含有σ鍵和π鍵
b．B₂A₂分子的沸點(diǎn)明顯低于A₂D₂分子
c．A₂D₂分子的空間構(gòu)型為直線形
d．B、C、D的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镈＞C＞B
e．B、C、D的第一電離能由大到小的順序?yàn)镈＞C＞B
f．H²⁺能與BD分子形成[H（BD）]²⁺，其原因是BD分子中含有空軌道
g．B和G的單質(zhì)能形成相同類(lèi)型的晶體，其熔點(diǎn)B＞G
（3）由B、F、H三種元素形成的一種具有超導(dǎo)性的晶體，B位于F和H原子緊密堆積所形成的空隙當(dāng)中．晶胞如圖1所示，該晶體的化學(xué)式為

 

（4）CD₂、D₂和熔融ECD₃可制作燃料電池，其原理如圖2所示．該電池在使用過(guò)程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，石墨Ⅰ電極反應(yīng)式為

 

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素的原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為C元素；B、G同族，則G為Si元素；
H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個(gè)電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故H為Ni；
F的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素、故F為Mg；
C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；
A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，其原子序數(shù)在8種元素中最小，則A為H或Be元素，又A、E同主族，則A只能為H元素、E為Na元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素的原子序數(shù)依次增大，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，且各能級(jí)中的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故B為C元素；B、G同族，則G為Si元素；H的基態(tài)原子的3d軌道電子數(shù)是4s電子數(shù)的4倍，4s電子只能有2個(gè)電子層，故原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故H為Ni；F的基態(tài)原子的s能級(jí)的電子總數(shù)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴或1s²2s²2p⁶3s²；D的基態(tài)原子與B的基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)目相同，D的原子序數(shù)小于E，原子核外電子排布只能為1s²2s²2p⁴，則D為O元素、故F為Mg；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等，其原子序數(shù)在8種元素中最小，則A為H或Be元素，又A、E同主族，則A只能為H元素、E為Na元素，
（1）H為Ni元素，Ni的基態(tài)原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，在周期表中屬于d區(qū)；G為Si元素，其原子核外電子總數(shù)為14，其基態(tài)原子電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；CD₂⁺為NO₂⁺，NO₂⁺中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)分別是2，所以中心原子N原子采取sp雜化，
故答案為：d；1s²2s²2p⁶3s²3p²；sp雜化；
（2）a．B₂A₂分子為C₂H₂，乙炔分子中中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，故a正確；
b．B₂A₂分子為乙炔，A₂D₂為雙氧水，雙氧水中存在氫鍵，則乙炔的沸點(diǎn)明顯低于雙氧水，故b正確；
c．A₂D₂分子為H₂O₂，雙氧水分子是每個(gè)氧原子含有2個(gè)共用電子對(duì)且含有2個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，氧原子采用sp³雜化，所以其空間構(gòu)型為V型，故c錯(cuò)誤；
d．B、C、D分別為C、N、O，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，則電負(fù)性大小為：O＞N＞C，故d正確；
e．C、N、O三種元素，C、N、O同周期，隨原子序數(shù)增大的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N，故e錯(cuò)誤；
f．H²⁺為Ni²⁺，BD為CO，由于Ni²⁺含有空軌道，所以二者能夠形成[Ni（CO）]²⁺，故f錯(cuò)誤；
g．B和G的單質(zhì)分別為金剛石、Si，二者形成的晶體為原子晶體，晶體類(lèi)型相同，由于共價(jià)鍵碳碳鍵較短，則沸點(diǎn)：C＞Si，故g正確；
故答案為：cef；
（3）B為C、F為Mg、H為Ni元素，由晶胞晶胞可知，晶胞中C原子數(shù)目=1、Ni元素?cái)?shù)目=6×

1

2

=3、Mg原子數(shù)目=8×

1

8

=1，故該晶體的化學(xué)式為：MgNi₃C：，
故答案為：MgNi₃C；
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，根據(jù)圖示可知，通O₂一極為正極，電極反應(yīng)式為O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-；通NO₂一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，則電池總反應(yīng)為：4NO₂+O₂=2N₂O₅，
故答案為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．

點(diǎn)評(píng)：本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，正確推斷各元素名稱(chēng)為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力，注意熟練掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表結(jié)構(gòu)、元素周期律內(nèi)容的關(guān)系．