Question

現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．A、C的基態(tài)原子電子排布中未成對電子數(shù)與其周期數(shù)相等，且A的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍．D的陽離子、C的陰離子均與氖原子的電子層結構相同，且D的單質與C的單質反應能生成DC和D₂C₂兩種化合物．E所在周期序數(shù)比所在主族序數(shù)大l．
（1）2011年是國際化學年，其中一項重要活動是紀念居里夫人獲諾貝爾化學獎100周年．居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射I生鐳（Ra）和釙（Po）元素，其中E與鐳同主族，鐳位于

 

族．
（2）E的基態(tài)原子的核外電子排布式是

 

，A、B、C三種元素中第一電離能最大的是

 

，B、C、D的原子半徑由小到大的順序為

 

（均用元素符號表示）．
（3）D₂C₂與AC₂反應的化學方程式為

 

，請寫出該反應的一種用途

 

．
（4）B與氫元素形成最簡單的氣態(tài)氫化物的空間構型為

 

，其中共價鍵類型為

 

（填極性鍵或非極性鍵）．已知B=B鍵能為946kJ?mol^-1，H-H鍵能為436kJ?mol^-1，B-H鍵能為391kJ?mol^-1，則B₂和H₂反應的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

分析：有A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．A的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，則A原子有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則A為碳元素；D的陽離子、C的陰離子均與氖原子的電子層結構相同，則D處于第三周期、C處于第二周期，C的基態(tài)原子電子排布中未成對電子數(shù)與其周期數(shù)相等，原子序數(shù)大于碳元素，故C原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，D的單質與C的單質反應能生成DC和D₂C₂兩種化合物，則D為Na元素；B原子序數(shù)介于碳元素、氧元素之間，則B為N元素；E原子序數(shù)大于Na元素，處于第三周期，E所在周期序數(shù)比所在主族序數(shù)大l，則E處于ⅡA族，故E為Mg元素，據(jù)此解答．

解答：解：有A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．A的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，則A原子有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則A為碳元素；D的陽離子、C的陰離子均與氖原子的電子層結構相同，則D處于第三周期、C處于第二周期，C的基態(tài)原子電子排布中未成對電子數(shù)與其周期數(shù)相等，原子序數(shù)大于碳元素，故C原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，則C為氧元素，D的單質與C的單質反應能生成DC和D₂C₂兩種化合物，則D為Na元素；B原子序數(shù)介于碳元素、氧元素之間，則B為N元素；E原子序數(shù)大于Na元素，處于第三周期，E所在周期序數(shù)比所在主族序數(shù)大l，則E處于ⅡA族，故E為Mg元素，
（1）Mg與鐳同主族，則鐳位于ⅡA族，故答案為：ⅡA；
（2）E為Mg元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²；
同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個電子，為半滿穩(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N＞O＞C；
同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑Na＞N＞O，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²；N＞O＞C；Na＞N＞O；
（3）Na₂O₂與CO₂反應的化學方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，該反應可以用于潛水艇提供氧氣，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；用于潛水艇提供氧氣；
（4）N元素與氫元素形成最簡單的氣態(tài)氫化物為NH₃，其分子為三角錐型結構，其共價鍵類型為極性鍵，已知N≡N鍵能為946kJ?mol^-1，H-H鍵能為436kJ?mol^-1，N-H鍵能為391kJ?mol^-1，則N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）的反應熱為946kJ?mol^-1+3×436kJ?mol^-1-3×2×391kJ?mol^-1=-92kJ/mol，故該反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，
故答案為：三角錐型；極性鍵；N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol．

點評：本題考查結構性質位置關系應用、元素周期律、核外電子排布規(guī)律、熱化學方程式書寫等，難度中等，推斷元素是解題關鍵，（4）中注意掌握鍵能與反應熱關系．