Question

7．A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，且為前四周期的元素，其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布；D的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低；E核外有五個(gè)單電子，B、E形成的某種化合物和A、D形成的化合物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)時(shí)制取氣態(tài)單質(zhì)D．
回答下列問(wèn)題（相關(guān)回答均用元素符號(hào)表示）；
（1）E的基態(tài)原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²．
（2）D的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低的原因是HF中含有氫鍵．
（3）元素B與D的電負(fù)性較大的是O；D的某種含氧酸鹽常用于實(shí)驗(yàn)室中的B的單質(zhì)的制取，此酸根離子的空間構(gòu)型是三角錐形，此離子中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型是共價(jià)鍵；B-D-B的鍵角＜109.50°（填“＞”“＜”或“=”）
（4）B與C形成的化合物C₂B的晶胞如圖．其中B^2-的配位數(shù)為8，以相距一個(gè)C⁺最近的所有B^2-為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體，該化合物與MgO相比，熔點(diǎn)較高的是MgO
（5）已知該化合物的晶胞邊長(zhǎng)為x pm，則a位置與b位置之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，且為前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布，則B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低，則D元素上以周期同主族元素氫化物含有氫鍵，則D位于第三周期，C原子序數(shù)小于D，則C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五個(gè)單電子，B、E形成的某種化合物A、D形成的化合物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)時(shí)制取氣態(tài)單質(zhì)D，二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，則E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)E的基態(tài)原子的核外電子排布式；
（2）含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)較高；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B與D的電負(fù)性較大的是O元素；
實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷氯酸根離子空間構(gòu)型；非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵；孤電子對(duì)對(duì)共用電子對(duì)之間的排斥力大于共用電子對(duì)之間的排斥力；
（4）O與Na形成的化合物Na₂O的晶胞如圖，該晶胞中黑色球是8個(gè)、白色球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球個(gè)數(shù)之比=4：8=1：2，則黑色球表示鈉離子、白色球表示氧離子，其中O^2-的配位數(shù)=8，以相距一個(gè)Na⁺最近的所有O^2-為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體；離子晶體熔沸點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比；
（5）a、b離子之間的距離為該晶胞體長(zhǎng)的$\frac{1}{4}$．

解答 解：A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大，且為前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布，則B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低，則D元素上以周期同主族元素氫化物含有氫鍵，則D位于第三周期，C原子序數(shù)小于D，則C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五個(gè)單電子，B、E形成的某種化合物A、D形成的化合物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)可用于實(shí)驗(yàn)時(shí)制取氣態(tài)單質(zhì)D，二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣，則E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知Mn的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）D是Cl元素，其上一周期同主族元素是F元素，HF中含有氫鍵、HCl中不含氫鍵，所以HF熔沸點(diǎn)較高，故答案為：HF中含有氫鍵；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B與D的電負(fù)性較大的是O元素；
實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，ClO₃^-中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$×（7+1-3×2）=4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)；非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵，所以氯酸根離子之間含有共價(jià)鍵；孤電子對(duì)對(duì)共用電子對(duì)之間的排斥力大于共用電子對(duì)之間的排斥力，則B-D-B的鍵角＜109.50°，
故答案為：O；三角錐形；共價(jià)鍵；＜；
（4）O與Na形成的化合物Na₂O的晶胞如圖，該晶胞中黑色球是8個(gè)、白色球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球個(gè)數(shù)之比=4：8=1：2，則黑色球表示鈉離子、白色球表示氧離子，其中O^2-的配位數(shù)=8，以相距一個(gè)Na⁺最近的所有O^2-為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體；離子晶體熔沸點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比，鈉離子半徑大于鎂離子，鈉離子所帶電荷小于鎂離子，所以氧化鎂晶格能較大，則MgO熔沸點(diǎn)較高，故答案為：8；立方體；MgO；
（5）晶胞的邊長(zhǎng)為x pm，晶胞的體長(zhǎng)=$\sqrt{{x}^{2}+{x}^{2}+{x}^{2}}$pm=$\sqrt{3}$xpm，a、b離子之間的距離為該晶胞體長(zhǎng)的$\frac{1}{4}$，則ab離子之間距離=$\frac{1}{4}$×$\sqrt{3}$xpm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$x．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、微�？臻g構(gòu)型判斷、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低判斷、電負(fù)性等知識(shí)點(diǎn)，這些都是高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)運(yùn)用及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算及價(jià)層電子對(duì)互斥理論，題目難度中等．