Question

【化學(xué)--物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
已知X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，s能級(jí)電子數(shù)是p能級(jí)電子數(shù)的兩倍；Z原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子；Q是第三周期中電負(fù)性最大的元素；E的單質(zhì)是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）X、Y、Z第一電離能由小到大的順序?yàn)?u>    ＜    ＜    （填元素符號(hào)）．
（2）E元素基態(tài)原子的電子排布式為    ．
（3）XZ₂分子中含有    個(gè)π鍵．
（4）Z氫化物的沸點(diǎn)比Q氫化物的沸點(diǎn)高，理由是    ．
（5）X元素可形成X₆₀單質(zhì)，它與金屬鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示（白球位于立方體的體心和頂點(diǎn)，小黑球位于立方體的面上），該化合物中X₆₀與鉀原子個(gè)數(shù)比為    ．

Answer 1

【答案】分析：X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X原子核外電子數(shù)為6，故X為碳元素；Z原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為氧元素；Y原子序數(shù)介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；Q是第三周期中電負(fù)性最大的元素，Q為Cl元素；E的單質(zhì)是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬，E為Br元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮原子2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去電子需要能量較高；
（2）E為Br元素，原子核外電子數(shù)為35，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（3）CO₂分子中C原子成2個(gè)C=O雙鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵；
（4）氧元素的電負(fù)性很強(qiáng)，水分子之間存在氫鍵，導(dǎo)致熔沸點(diǎn)升高；
（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中X₆₀與鉀原子個(gè)數(shù)，據(jù)此計(jì)算．
解答：解：X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X原子核外電子數(shù)為6，故X為碳元素；Z原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子，則Z原子核外電子排布為1s²2s²2p⁴，故Z為氧元素；Y原子序數(shù)介于碳元素與氧元素之間，故Y為氮元素；Q是第三周期中電負(fù)性最大的元素，Q為Cl元素；E的單質(zhì)是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬，E為Br元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮原子2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去電子需要能量較高，故N元素的第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能C＜O＜N，故答案為：C；O；N；
（2）E為Br元素，原子核外電子數(shù)為35，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵；
（3）CO₂分子中C原子成2個(gè)C=O雙鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故CO₂分子中含有2個(gè)π鍵，故答案為：2；
（4）氧元素的電負(fù)性很強(qiáng)，水分子之間存在氫鍵，導(dǎo)致熔沸點(diǎn)升高，故Z氫化物的沸點(diǎn)比Q氫化物的沸點(diǎn)高，
故答案為：氧元素的電負(fù)性很強(qiáng)，水分子之間存在氫鍵，導(dǎo)致熔沸點(diǎn)升高；
（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中X₆₀數(shù)目為1+8×=2，K原子數(shù)目為2×6×=6，故晶胞中X₆₀與鉀原子個(gè)數(shù)之比為2：6=1：3，故答案為：1：3．
點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布規(guī)律、電離能、化學(xué)鍵與氫鍵、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞的計(jì)算．