Question

12．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E．其中A、B、C是同一周期的非金屬元素．化合物DC為離子化合物，D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁．B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高．E元素在地殼中含量位居第四位，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，三個(gè)氯離子位于外界．請(qǐng)根據(jù)以上情況，回答下列問(wèn)題：（答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）
（1）C 的氫化物的分子空間構(gòu)型是V形，其中心原子采取sp³雜化；
（2）E的基態(tài)原子電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，ECl₃與B、C的氫化物形成六配位的配合物的化學(xué)式為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（3）A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N；
（4）一種由B、C組成的化合物與AC₂互為等電子體，其化學(xué)式為N₂O；
（5）1183K以下E元素形成的晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖1所示，1183K以上轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2所示結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單元，在兩種晶體中最鄰近的原子間距離相同．在兩種基本結(jié)構(gòu)單元中所含原子的個(gè)數(shù)比為1：2．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數(shù)介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，C形成-2價(jià)陰離子，核外電子數(shù)為10，則D原子核外電子數(shù)為10+2=12，故D為Mg；E元素在地殼中含量位居第四位，則E為Fe元素，F(xiàn)eCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個(gè)NH₃、2個(gè)H₂O，三個(gè)氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E．B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高，分子之間存在氫鍵，為N、O、F中的兩種，A、B、C是同一周期的非金屬元素，處于第二周期，AC₂為常見的氣體，通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，該氣體為二氧化碳，可推知A為碳元素、C為氧元素，B原子序數(shù)介于碳、氧之間，故B為N元素；D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，C形成-2價(jià)陰離子，核外電子數(shù)為10，則D原子核外電子數(shù)為10+2=12，故D為Mg；E元素在地殼中含量位居第四位，則E為Fe元素，F(xiàn)eCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個(gè)NH₃、2個(gè)H₂O，三個(gè)氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）C的氫化物為H₂O，分子中O原子成2個(gè)σ鍵、含有2對(duì)孤對(duì)電子，分子的立體構(gòu)型是V形，中心O原子采取sp³ 雜化，故答案為：V形；sp³；
（2）E為Fe元素，原子序數(shù)為26，原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；FeCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個(gè)NH₃、2個(gè)H₂O，三個(gè)氯離子位于外界，該配合物為[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；[Fe（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；
（3）同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰意思是，故第一電離能由小到大的順序?yàn)镃＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（4）化合物AC₂為CO₂，一種由N、O組成的化合物與CO₂互為等電子體，其化學(xué)式為 N₂O，故答案為：N₂O；
（5）圖1結(jié)構(gòu)單元中原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，圖2結(jié)構(gòu)單元中原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，二者結(jié)構(gòu)單元中含有原子數(shù)目之比2：4=1：2，故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)、雜化軌道、配合物、電離能、晶胞計(jì)算等，氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高是推斷的突破口，難度中等．