Question

【題目】現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種位于周期表前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如下表所示：

元素	性質(zhì)
A	一種核素的原子核內(nèi)不含中子
B	原子核外電子有6種不同運(yùn)動狀態(tài)
C	最高價(jià)氧化物的水化物與其氫化物可生成鹽
D	單質(zhì)之一為淡藍(lán)色氣體，可阻擋對人體有害的紫外線
E	周期表中位于短周期，基態(tài)原子M層成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍
F	該元素的一種氧化物可用作油漆顏料，與某單質(zhì)反應(yīng)可應(yīng)用于焊接鋼軌

根據(jù)以上信息，回答下列問題：

(1)F元素位于周期表的____區(qū)（填s、p、d、ds或f），B、C、D三種元素的第一電離能由大到小順序?yàn)?/span>______________________(用元素符號表示)。

(2)ED2中E原子的雜化類型為__________________；ED2易溶于水的原因可能是___________(填序號)。

①ED2與水極性相同 ②ED2可以與水反應(yīng) ③ED2可以與水形成氫鍵

(3)F元素的一種氯化物常溫下為固體，熔點(diǎn)282℃，沸點(diǎn)315℃，在300℃以上易升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，據(jù)此判斷該氯化物晶體為________晶體。

(4)F的單質(zhì)晶體在不同溫度下有兩種堆積方式（晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示），面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的F原子個(gè)數(shù)之比為________，其中體心立方晶胞空間利用率為___________（設(shè)F原子半徑是r，列出含r的計(jì)算表達(dá)式，不需化簡）。

Answer 1

【答案】 d N>O>C sp2雜化 ①② 分子 2∶1

【解析】一種核素的原子核內(nèi)不含中子的元素A，則A為氫元素；原子核外電子有6種不同運(yùn)動狀態(tài)，則核電荷數(shù)為6，元素B為碳元素；最高價(jià)氧化物的水化物與其氫化物可生成鹽硝酸銨，則C元素為氮元素；單質(zhì)之一為淡藍(lán)色氣體，可阻擋對人體有害的紫外線，則D元素為氧元素；周期表中位于短周期，基態(tài)原子M層成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，故其原子核外電子排布為1s22s22p63s23p4，則E為S元素；F元素的一種氧化物可用作油漆顏料，與某單質(zhì)反應(yīng)可應(yīng)用于焊接鋼軌，則F為鐵元素。(1) F元素為鐵元素，位于周期表的d區(qū)，B為碳元素，C為氮元素，D為氧元素，同周期第一電離能自左而右具有增大趨勢，所以第一電離能O＞C。由于氮元素原子2p能級有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能大于相鄰元素，所以B、C、D三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序?yàn)镹>O>C ；(2) （3）SO2中S原子的價(jià)層電子對數(shù)=2+=3，S原子采取sp2雜化，S原子有1對孤電子對，分子空間構(gòu)型為V形，SO2是極性分子，H2O是極性分子，根據(jù)相似相容原理可知由極性分子組成的溶質(zhì)容易溶解于極性分子組成的溶劑中，此外SO2會和水發(fā)生反應(yīng)SO2+H2O=H2SO3，反應(yīng)不斷消耗SO2也使它不斷的溶解，因此SO2易溶于水，答案選①②；(3) F元素的一種氯化物常溫下為固體，熔點(diǎn)282℃，沸點(diǎn)315℃，在300℃以上易升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，符合分子晶體的特征，故為分子晶體；(4) 由晶胞結(jié)構(gòu)可知，面心立方晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，補(bǔ)全晶胞可知，有3層，每層有4個(gè)，故Fe原子的配位數(shù)為4×3=12；體心立方晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點(diǎn)上，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為6，故面心立方、體心立方兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為12：6=2：1；在體心立方堆積的晶胞中，體對角線上的三個(gè)原子相切，體對角線長度等于原子半徑的4倍。假定晶胞邊長為a ，則a2 + 2a2 = (4r)2， a= ，晶胞體積V晶胞 =。體心堆積的晶胞上占有的原子個(gè)數(shù)為2，原子占有的體積為V原子=2×（） 。 晶胞的空間利用率等于 =。