Question

已知：A、B、C、D、E、G、L七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素．其中A原子在基態(tài)時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子；L原子核外最外層電子數(shù)與B相同，其余各層均充滿．B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體．C、G的原子均有三個能層，C原子的第一至第四電離能（kJ/mol）分別為：578、1817、2745、ll575；C與G能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q．
（1）七種元素中屬于P區(qū)的金屬元素是（寫元素符號）

 

；L元素在元素周期表中的位置是

 

；E元素的最外層電子排布圖為

 

；D、E、G三種元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中，酸性最強的水化物是

 

．
（2）試比較B、C、D分別與氟形成的化合物的熔點高低并說明理由

 

．
（3）A、L形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．若阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，該化合物晶體的密度為a g/cm³，其晶胞的邊長為

 

cm．
（4）在1.0×10⁵Pa、t₁℃時，氣體摩爾體積為53.4L/mol，實驗測得Q的氣態(tài)密度為5.00g/L，則此時Q的組成為（寫化學(xué)式）

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A、B、C、D、E、G、L七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態(tài)時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子，E的原子序數(shù)大于D，D、E外圍電子排布分別為3s²3p²，3s²3p⁴，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，B為+1價，結(jié)合原子序數(shù)可知B為Na元素；
C、G的原子均有三個能層，為第三周期元素，C原子第三電離能劇增，則最外層電子數(shù)為3，故C為Al，G的原子序數(shù)大于E，C與G能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q，故G為Cl；
L原子核外最外層電子數(shù)與B相同，L最外層電子數(shù)是1，其余各層均充滿，則L元素的核電荷數(shù)=2+8+18+1=29，為Cu元素．

解答： 解：A、B、C、D、E、G、L七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態(tài)時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子，E的原子序數(shù)大于D，D、E外圍電子排布分別為3s²3p²，3s²3p⁴，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，B為+1價，結(jié)合原子序數(shù)可知B為Na元素；
C、G的原子均有三個能層，為第三周期元素，C原子第三電離能劇增，則最外層電子數(shù)為3，故C為Al，G的原子序數(shù)大于E，C與G能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q，故G為Cl；
L原子核外最外層電子數(shù)與B相同，L最外層電子數(shù)是1，其余各層均充滿，則L元素的核電荷數(shù)=2+8+18+1=29，為Cu元素，
（1）七種元素中屬于P區(qū)的金屬元素是Al；L為Cu，元素在元素周期表中的位置是第4周期ⅠB族；E為S元素，最外層電子排布圖為；非金屬性Cl＞S＞Si，故最高價氧化物對應(yīng)的水化物中酸性最強的水化物是HClO₄，
故答案為：Al；第4周期ⅠB族；；HClO₄；
（2）AlF₃、NaF屬于離子晶體，由于Al³⁺離子半徑小于Na⁺離子半徑，且所帶電荷數(shù)更大（或AlF₃的晶格能大于NaF的晶格能），所以熔點AlF₃＞NaF，而SiF₄屬于分子晶體，所以熔點AlF₃＞NaF＞SiF₄，
故答案為：AlF₃＞NaF＞SiF₄；AlF₃、NaF屬于離子晶體，由于Al³⁺離子半徑小于Na⁺離子半徑，且所帶電荷數(shù)更大（或AlF₃的晶格能大于NaF的晶格能），所以熔點AlF₃＞NaF，而SiF₄屬于分子晶體，所以熔點AlF₃＞NaF＞SiF₄；
（3）A為N元素，L為Cu元素，該晶胞中，Cu原子個數(shù)=12×

1

4

=3，N原子個數(shù)=8×

1

8

=1，該晶胞的化學(xué)式為
Cu₃N，晶胞質(zhì)量=

206

NA

g，故該晶胞的邊長=

3	206 NA g a g/cm3

=

3	206 a?NA

cm，
故答案為：

3	206 a?NA

cm；
（4）在1.0l×10⁵ Pa、t₁℃時，氣體摩爾體積為53.4L/mol，實驗測得Q的氣態(tài)密度為5.00g/L，則Q的摩爾質(zhì)量=5.00g/L×53.4L/mol=267g/mol，AlCl₃的摩爾質(zhì)量為133.5g/mol，Q的摩爾質(zhì)量是氯化鋁的2倍，所以Q分子中含有2個鋁原子和6個氯原子，其化學(xué)式為Al₂Cl₆，
故答案為：Al₂Cl₆．

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、元素周期律、晶體類型與性質(zhì)、晶胞的計算等，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，掌握均攤法進行晶胞的有關(guān)計算．