Question

【題目】已知A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A在所有元素中原子半徑最小；B原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；D與C、E均相鄰；A、D、E三種元素的原子序數(shù)之和為25；E2－和F＋有相同的核外電子排布；G的質(zhì)子數(shù)是25。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出元素G的基態(tài)原子外圍電子排布式________；B、C、D三種元素分別形成的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)最高的是________(用化學(xué)式表示)。

(2)由上述元素中的兩種元素組成的一種陰離子與D的一種同素異形體分子互為等電子體，該陰離子化學(xué)式為_(kāi)_______。

(3)由上述元素組成的屬于非極性分子且VSEPR為直線(xiàn)形的微粒的電子式________(任寫(xiě)一種)。

(4)M是由4個(gè)C原子組成的一種不穩(wěn)定的多原子單質(zhì)分子，M分子中C原子雜化方式為sp3雜化，M分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。

(5)某一次性電池的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均比普通干電池優(yōu)良，適用于大電流和連續(xù)放電，是民用電池的升級(jí)換代產(chǎn)品之一，它的負(fù)極材料是Zn，正極材料是G的一種常見(jiàn)氧化物，電解質(zhì)是KOH。該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。

(6)由上述元素中電負(fù)性最大的元素和第一電離能最小的元素形成的某化合物N的晶胞如右圖所示。化合物N與氧化鈣相比，晶格能較小的是______(填化學(xué)式)。已知該化合物的晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則該化合物的密度為_(kāi)_______g·cm－3(只要求列出算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，1 pm＝10－10cm)。

Answer 1

【答案】(1)3d54s2 H2O

(2)NO (3) (或H∶CC∶H)

(4)正四面體

(5)MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－

(6)K2O

【解析】A、B、C、D、E、F、G七種元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A在所有元素中原子半徑最小，則A為H元素；B原子核外電子有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則B為C元素；E2－可能為O2－或S2－元素，A、D、E三種元素的原子序數(shù)之和為25，D和E的原子序數(shù)為24，根據(jù)原子序數(shù)的大小關(guān)系，則E為S元素，D為O元素，則C為N元素，E2－和F＋有相同的核外電子排布，則F為K元素，G的質(zhì)子數(shù)是25，G為Mn元素。

(1)根據(jù)構(gòu)造原理，Mn的基態(tài)原子外圍電子排布式為3d54s2；B、C、D三種元素分別形成的最簡(jiǎn)單的氫化物為：CH4、NH3、H2O，水在常溫下為液態(tài)，CH4和NH3為氣態(tài)，則H2O的沸點(diǎn)最高。

(2)O2與O3互為同素異形體，根據(jù)微粒中原子個(gè)數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同互為等電子體，可知O3與NO互為等電子體。

(3)在上述元素的原子中能形成非極性分子且為直線(xiàn)形的有CO2和HC≡CH，它們的電子式分別為 和H∶CC∶H。

(4)由4個(gè)N原子組成的不穩(wěn)定單質(zhì)分子為N4，由于N原子的雜化方式為sp3雜化，則M分子的立體構(gòu)型是正四面體結(jié)構(gòu)。

(5)該一次性電池負(fù)極材料是Zn，正極材料是MnO2，電解質(zhì)為KOH，該電極的正極電極反應(yīng)式為：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。

(6)上述元素中電負(fù)性最大的是O元素和第一電離能最小的K元素形成化合物N為K2O，由于r(K＋)＞r(Ca2＋)，故其晶格能小于CaO。由晶胞結(jié)構(gòu)和均攤法知，每個(gè)晶胞中相當(dāng)于含有4個(gè)K2O，則有：4×Mr(K2O)＝NA·(a×10－10)3·ρ，該化合物的密度為：ρ＝ g·cm－3。