Question

现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大．请根据下列相关信息，回答下列问题．

A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素

B原子L层有两个未成对的电子

C元素原子的核外p电子数比s电子数少1

D元素最外层电子数是电子层数的3倍

E原子的第一到第四电离能分别是：I1=738kJ/mol，I2=1451kJ/mol，I3=7733kJ/mol，I4=1054kJ/mol

F是前四周期中电负性最小的元素

G原子核外M层全充满，N层只有一个电子

（1）C原子中能量最高的电子所处的能级

 

； E原子的核外电子排布图

 

；
（2）化合物CA₅中含有的化学键类型有

 

； A、非极性共价键； B、极性共价键；C、配位键；D、离子键；
（3）B的一种单质X的晶胞如图所示，若棱长是a cm，晶体密度表达式

 

； 
（4）A与D能形成10电子分子和18电子分子，其中10电子分子的VRSED模型为

 

；18电子分子极易溶液于水，其主要原因是

 

；
（5）检验F元素的实验方法

 

．用原子结构知识解释该实验现象

 

；
（6）G²⁺的硫酸盐溶液中加入足量氨水，得深蓝色溶液，再加入乙醇后有深蓝色晶体产生，此晶体G、A原子数目比为1：14，其化学式

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为氢元素，C元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则C为氮元素，B原子L层有2个未成对电子，则B为碳元素或氧元素，由于原子序数小C，所以B为碳元素，D元素最外层电子数是电子层数的3倍，则D为氧元素，E原子的第一到第四电离能分别是：I₁=738kJ/mol、I₂=1451kJ/mol、I₃=7733kJ/mol、I₄=10540kJ/mol，则可知E最外层有2个电子，A、B、C、D、E、F、G原子序数依次增大，A、B、C、D、E为短周期元素，F、G为第四周期元素，所以E为镁元素，F是前四周期中电负性最小的元素，则F为钾元素，G原子核外M层全充满，N层只有1个电子，则M为铜元素，据此答题．

解答： 解：A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为氢元素，C元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则C为氮元素，B原子L层有2个未成对电子，则B为碳元素或氧元素，由于原子序数小C，所以B为碳元素，D元素最外层电子数是电子层数的3倍，则D为氧元素，E原子的第一到第四电离能分别是：I₁=738kJ/mol、I₂=1451kJ/mol、I₃=7733kJ/mol、I₄=10540kJ/mol，则可知E最外层有2个电子，A、B、C、D、E、F、G原子序数依次增大，A、B、C、D、E为短周期元素，F、G为第四周期元素，所以E为镁元素，F是前四周期中电负性最小的元素，则F为钾元素，G原子核外M层全充满，N层只有1个电子，则M为铜元素，
（1）C为N元素，核外电子排布式为1s²ns²np³，基态原子中能量最高的电子，处于2p能级，E镁元素，原子序数为12，其原子的核外电子排布图为，故答案为：2p；；
（2）CA₅为NH₅，NH₅为离子化合物，是由NH₄⁺与H^-两种粒通过离子键构成，在NH₄⁺里面有极性共价键和配位键，所以选BCD，故答案为：B、C、D； 
（3）B为碳元素，根据晶胞结构图可知，每个晶胞中含有碳原子数为8×

1

8

+6×

1

2

+4=8，棱长是a cm，所以晶体密度为

8×12 NA

a3

g/cm³=

96

NAa3

g/cm³，故答案为：

96

NAa3

g/cm³； 
（4）A与D形成10电子分子为H₂O，氧原子的价层电子对数为

6+2

2

=4，所以氧原子是sp3方式杂化，所以分子的VRSED模型为四面体，A与D形成的18电子分子为H₂O₂，由于H₂O₂ 分子与H₂O分子间形成氢键，所以H₂O₂ 极易溶液于水，故答案为：四面体；H₂O₂ 分子与H₂O分子间形成氢键；
（5）F为K，检验K元素应利用焰色反应，原因为当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量，
故答案为：焰色反应；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量；
（6）G²⁺的硫酸盐溶液为CuSO₄，向其中加入足量氨水，得深蓝色溶液，再加入乙醇后有深蓝色晶体产生，此晶体Cu、H原子数目比为1：14，则其化学式为[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，故答案为：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O；

点评：本题主要考查了电子式、杂化轨道、电子能级的跃迁、配合物知识，涉及知识点较多，中等难度，解题时注意元素的位、构、性之间的关系的应用．