Question

6．A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2^-和B²⁺具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元索，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個未成對電子．回答下列問題：
（1）四種元素中電負性最大的是O（填元素符號），其中C原子的次外層電子排布式為2s²2p⁶．
（2）單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點高的是O₃（填分子式），原因是O₃相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大；B的氫化物所屬的晶體類型是離子晶體，B單質(zhì)所形成的晶體，一個晶胞平均含有2個原子．
（3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：5的化合物E，E的分子式為PCl₅，已知該分子的空間構(gòu)
型為三角雙錐，則其中兩個Cl原子被F原子所替代得到的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)有3種．
（4）化合物D₂A的立體構(gòu)型為V形，中心原子的價層電子對數(shù)為4，單質(zhì)D與Na₂SO₃
溶液反應(yīng)，其離子方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺．
（5）A和B能夠形成化合物F，F(xiàn)晶體中的B²⁺離子的排列方式如下圖所示，
①每個B²⁺周圍最近的等距離的B²⁺離子有個．
②已知F的晶胞參數(shù)是a₀=0.54nm，它的密度為$\frac{4×40g/mol}{（0.54×1{0}^{-7}cm）^{3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$（只列式不作計算，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×10²³mol^-1）．

Answer 1

分析 C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，應(yīng)為P元素，C、D為同周期元素，則應(yīng)為第三周期元素，D元素最外層有一個未成對電子，應(yīng)為Cl元素，A^2-和B²⁺具有相同的電子構(gòu)型；結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素，B為Mg元素，
（1）四種元素電負性最大的為O元素，C為P元素；
（2）A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，O₃相對分子質(zhì)量較大，沸點較高，B的氫化物為MgH₂，為離子晶體，B單質(zhì)形成的晶體為鎂晶體，為簡單立方結(jié)構(gòu)，根據(jù)均攤法確定晶胞中原子數(shù)目；
（3）C和D反應(yīng)可生成化合物為PCl₅，其空間構(gòu)型為三角雙錐，其中兩個Cl原子被F原子所替代得到的產(chǎn)物中可以是雙錐上的氯原子被替代，也可以是中間三角形上的兩個氯原子被替代，也可以是一個錐上的氯和一個中間三角形上的氯被替代；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，立體構(gòu)型為V形，氯氣與Na₂SO₃反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸鈉和鹽酸，據(jù)此書寫離子方程式；
（5）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的定點和面心，陽離子位于晶胞的體心，則Na的個數(shù)為8，O的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，計算質(zhì)量和體積，可計算密度．

解答 解：C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，應(yīng)為P元素，C、D為同周期元素，則應(yīng)為第三周期元素，D元素最外層有一個未成對電子，應(yīng)為Cl元素，A^2-和B²⁺具有相同的電子構(gòu)型，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知A為O元素，B為Mg元素，
（1）四種元素分別為O、Na、P、Cl，電負性最大的為O元素，C為P元素，P原子的次外層電子排布式為2s²2p⁶，
故答案為：O；2s²2p⁶；
（2）A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，二者對應(yīng)的晶體都為分子晶體，因O₃相對分子質(zhì)量較大，則范德華力較大，沸點較高，B的氫化物為MgH₂，為離子晶體，B單質(zhì)形成的晶體為鎂晶體，為簡單立方結(jié)構(gòu)，根據(jù)均攤法可知，晶胞中原子數(shù)目為$8×\frac{1}{8}+1$=2，
故答案為：O₃；O₃相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大；離子晶體；2；
（3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：5的化合物為PCl₅，其空間構(gòu)型為三角雙錐，其中兩個Cl原子被F原子所替代得到的產(chǎn)物中可以是雙錐上的氯原子被替代，也可以是中間三角形上的兩個氯原子被替代，也可以是一個錐上的氯和一個中間三角形上的氯被替代，所以得到的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)有3種，
故答案為：PCl₅；3；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，O為中心原子，形成2個δ鍵，孤電子對數(shù)為 $\frac{6-2×1}{2}$=2，則中心原子的價層電子對數(shù)為4，立體構(gòu)型為V形，
氯氣與濕潤的Na₂CO₃反應(yīng)可制備Cl₂O，反應(yīng)的方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：V形；4；Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺；
（5）A和B能夠形成化合物F為氧化鎂，是離子化合物，陰離子位于晶胞的頂點和面心，陽離子位于晶胞的體心，則鎂的個數(shù)為8，O的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，N（Mg）：N（O）=1：1，每個Mg²⁺周圍最近的等距離的Mg²⁺離子有12個，晶胞的質(zhì)量為$\frac{4×40g/mol}{6.02×1{0}^{23}/mol}$，晶胞的體積為（0.54×10^-7）cm³，
則晶體F的密度為$\frac{4×40g/mol}{（0.54×1{0}^{-7}cm）^{3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$，
故答案為：12；$\frac{4×40g/mol}{（0.54×1{0}^{-7}cm）^{3}×6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，側(cè)重考查學(xué)生空間想象能力、知識運用能力，涉及晶胞計算、原子結(jié)構(gòu)等知識點，綜合性較強，采用均攤法、價層電子對互斥理論等理論分析解答，題目難度中等．