原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q原子核外的M

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原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E元素原子序数为29。请用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为           ；
（2）已知YZ₂⁺与XQ₂互为等电子体，则1 mol YZ₂⁺中含有π键数目为_______；
（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高的多，其原因是              ；
（4）X、Z与氢元素可形成化合物H₂X₂Z₄，常用作工业除锈剂。H₂X₂Z₄分子中X的杂化方式为      ；
（5）E原子的核外电子排布式为          ；E有可变价态，它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为          。

答案

（1）C＜O＜N（2分）
（2）1.204×10²⁴（或2mol）（2分）
（3）H₂O分子间存在氢键（2分）
（4）sp²（2分）
（5）[Ar]3d¹⁰4s¹（2分）Cu₂O（2分）

解析

试题分析：根据题意推断X、Y、Z、Q、E为C、N、O、S、Cu。（1）N原子最外层电子为半满相对稳定结构，第一电离能较大，大于两边相邻元素原子，故有C＜O＜N；（2）CO₂结构式为O=C=O，含有2个π键，故1molNO₂⁺含有2molπ键；（3）水中含有氢键，溶沸点较高；
（4）H₂C₂O₄的结构式为HOOCCOOH，该式中碳原子为sp²杂化；
（5）晶胞中Cu 4
O 8×1/8＋1=2
化学式为Cu₂O

举一反三

已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，原子序数依次增大，X基态原子的核外电子分布在3 个能级，且各能级电子数相等，Z是地壳中含量最多的元素，W是电负性最大的元素，元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，外围电子层有2个未成对电子，请回答下列问题。
（1）微粒XZ₃^2-的中心原子杂化类型为                化合物YW₃的空间构型为              。
（2）R基态原子的电子排布式为                ，元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
                                                                 （用元素符号表示）。
（3）一种新型导体晶体的晶胞如右图所示，则该晶体的化学式为                ，其中一个Q原子紧邻                个R原子。

（4）R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)₄]²^－，该反应的离子方程式是弱酸HXY分子中存在的σ键与

键的数目之比为。

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A、B、C、D、E、F是原子序数依次递增的前四周期元素。其中A与D同主族、C与E同主族，且E的原子序数是C的两倍；A分别与B和C均可形成10电子分子；B与C的最外层电子数之比2∶3；F原子的最外层电子数与A相同，其余各层均充满；常见化合物D₂C₂与水反应生成C的单质，其溶液可使酚酞试液变红。据此回答下列问题：
（1）F元素形成的高价基态离子的核外电子排布式为     ；C、D、E三元素原子均能形成简单离子，其离子半径大小顺序为     （用离子符号表示）；
（2）A与C形成的10电子分子中含的化学键类型为    （填σ键或π键），分子中心原子的轨道杂化类型为     ，其化合物晶体类型为     ；化合物A₂C和A₂E中，沸点较高的是     （填分子式）；
（3）向含1 mol A₂E的水溶液中加入等物质的量的D₂C₂，有黄色沉淀生成，写出离子方程式     ：
（4）常温常压下，有23 g液态化合物B₂A₆C与足量的C的单质充分反应，生成BC₂气体和A₂C液体，同时放出683.5 kJ的热量，该反应的热化学方程式为：     。

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氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。
（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti²⁺基态的电子排布式可表示为           。
②BH^—₄的空间构型是        （用文字描述）。
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂2NH₃实现储氢和输氢。下列说法正确的是       （多项选择）。
a.NH₃分子中N原子采用sp³杂化
b.相同压强时，NH₃沸点比PH₃高
c.[Cu(NH₃)₄]²⁺离子中，N原子是配位原子
d.CN^—的电子式为：

（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子。

①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是        分子（选填：“极性”、“非极性”）；
②1mol C₆₀分子中，含有σ键数目为         。
（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度ag·cm^-3，则晶胞的体积为   cm³[用a、N_A表示阿伏加德罗常数]。

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铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素，它们的性质非常相似，也称为铁系元素。
（1）铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体。
①

在过量氨水中易转化为

。写出

的价层电子排布图____。

中

的配位数为____：NH₃分子的中心原子杂化方式为____。
H₂O分子的立体构型为__________。
②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物，如：

等。CO与N₂属于等电子体，则CO分子中

键和

键数目比为____，写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号____。
（2）+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²^＋和F_e²^＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO____FeO（选填“<”“>”“=”）；某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷：一个Niz+空缺，另有两个Ni²^＋被两个Ni³^＋所取代。其结果晶体仍呈屯中性。某氧化镍样品组成为

O．该晶体中Ni³^＋与Ni²^＋的离子数之比为____。

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氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是                  。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是          。
（3）（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被—NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是           。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（1）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol^—1
若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的

键有         mol。
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在     （填标号）
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．范德华力
（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___        。
（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有     个氮原子、     个硼原子，立方氮化硼的密度是     g．cm^一3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）

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