Question

【題目】[化學(xué)一選修3: 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

A、B、C、D為元素周期表中前四周期的四種元素，且原子序數(shù)依次增大，C、D同周期，且A、B、C均不在同一周期，其中A與D同主族，且該主族中有三種非金屬元素，B為非金屬元素且原子最外層有3對(duì)成對(duì)電子，C元素位于元素周期表第10列。請(qǐng)回答下列問題:

(1)C元素的原子序數(shù)為________，基態(tài)D原子的簡(jiǎn)化電子排布式為________。

(2)與A同一周期的所有主族元素中第一電離能小于A的元素共有_______種。

(3) D元素可形成DX3的鹵化物，性質(zhì)和結(jié)構(gòu)與AX3類似(X表示鹵素元素)，在水溶液中強(qiáng)烈水解，請(qǐng)寫出DCl3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________。

(4) 如圖為D2B3的分子結(jié)構(gòu)圖，B雜化方式為____________。

(5) 試比較A、B形成的簡(jiǎn)單氫化物的熔沸點(diǎn)的高低并解釋：________ (簡(jiǎn)單氫化物用分子式表示)。

(6) 研究晶體結(jié)構(gòu)的最常用方法是________；如圖為一種含C和D兩種元索的品體的晶胞圖，呈六方結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為底面邊長為anm、高為bmm。

①該晶胞組成物質(zhì)的化學(xué)式為__________。

②已知D和C的相對(duì)原子質(zhì)量分別為M1和M2,若晶體密度為ρg/cm3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)，用合理表達(dá)式表示該晶體的密度為________g/cm3 (列出計(jì)算式即可，不必化簡(jiǎn))。

Answer 1

【答案】 28 [Ar]3d104s24p3 5 AsCl3+3H2O=H3AsO3+3HCl sp3雜化 NH3＞HCl，NH3存在分子間氫鍵，HCl分子間只存在范德華力，氫鍵作用力比范德華力強(qiáng)，NH3的熔沸點(diǎn)高于HCl X-射線衍射 NiAs或AsNi

【解析】試題分析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及元素的推斷，簡(jiǎn)化電子排布式的書寫，第一電離能的比較，雜化方式的判斷，熔沸點(diǎn)高低的比較，晶胞的分析和計(jì)算。C是前四周期元素，C元素位于元素周期表第10列，C為Ni元素，Ni處于第四周期，C、D同周期，D也處于第四周期；A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大，A、B、C均不在同一周期，A與D同主族且該主族中有三種非金屬元素，A為N元素，D為As元素；B處于第三周期，B為非金屬且原子最外層有3對(duì)成對(duì)電子，B為Cl元素。

（1）C為Ni元素，Ni的原子序數(shù)為28。D為As，As的原子序數(shù)為33，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)As的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar] 3d104s24p3。

（2）A為N，N處于第二周期，第二周期中第一電離能小于N的元素有Li、Be、B、C、O，共5種。

（3）AsCl3在水溶液中強(qiáng)烈水解生成H3AsO3和HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AsCl3+3H3O=H3AsO3+3HCl。

（4）由示意圖可見B形成2個(gè)σ鍵，B上還有兩對(duì)孤電子對(duì)，B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，B的雜化方式為sp3雜化。

（5）A的簡(jiǎn)單氫化物為NH3，B的簡(jiǎn)單氫化物為HCl。由于NH3存在分子間氫鍵，HCl分子間只存在范德華力，氫鍵作用力比范德華力強(qiáng)，NH3的熔沸點(diǎn)高于HCl。

（6）研究晶體結(jié)構(gòu)最常用的方法是X-射線衍射。

（a）用“均攤法”，D為As：8+4=2，C為Ni，C全在晶胞內(nèi)，Ni：2，Ni與As的個(gè)數(shù)比為2:2=1:1，該晶體的化學(xué)式為NiAs或AsNi。

（b）該晶胞呈六方結(jié)構(gòu)，晶胞的底面積為a10-7cma10-7cm=a210-14cm2，晶胞的體積為a210-14cm2b10-7cm=a2b10-21cm3，1mol晶體的體積為a2b10-21cm32NA；晶體的化學(xué)式為NiAs或AsNi，1mol晶體的質(zhì)量為（M1+M2）g；晶體的密度==（M1+M2）g（a2b10-21cm32NA）=g/cm3。