Question

20．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素．其中A、B、C是同一周期的非金屬元素．D與C可以形成兩種常見的離子晶體，D的陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．AC₂為非極性分子．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的原子序數(shù)為24，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物M，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）A、B、C的電負(fù)性大小順序?yàn)镃＜N＜O；一種由B、C三種元素組成的粒子與AC₂互為等電子體，其化學(xué)式為N₂O．
（2）E的價(jià)層電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，ECl₃與B、C的氫化物形成的配合物M的化學(xué)式為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，1molM的配離子中σ鍵的個(gè)數(shù)為20N_A．
（3）．化合物N可視為兩個(gè)B的氫化物分子各脫去一個(gè)氫原子后B原子間再成鍵的另一種B的氫化物．
①B的氫化物分子立體構(gòu)型是三角錐形，該分子中B原子的雜化類型為sp³．
②B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)高的可能原因是氨氣分子之間存在氫鍵．
③N能與硫酸反應(yīng)生成B₂H₆SO₄．B₂H₆SO₄晶體類型與（BH₄）₂SO₄相同，則B₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在d（填標(biāo)號(hào)）．
a．離子鍵  b．共價(jià)鍵    c．配位鍵  d．范德華力
（4）D的立方晶胞如圖所示，則每個(gè)D原子最近且距離相等的D原子個(gè)數(shù)為8，若D原子半徑為acm，則該晶體的密度為$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$g/cm³（已知：用含a、N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價(jià)陽離子與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，且D位于C的下一周期；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，分子中存在氫鍵，C形成-2價(jià)陰離子，則C為氧元素，D為鎂元素，核電荷數(shù)B＜C，則B為氮元素；其中A、B、C是同一周期的非金屬元素，AC₂為非極性分子，則A為碳元素；E的原子序數(shù)為24，則E為Cr元素；CrCl₃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[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價(jià)陽離子與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，且D位于C的下一周期；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，分子中存在氫鍵，C形成-2價(jià)陰離子，則C為氧元素，D為鎂元素，核電荷數(shù)B＜C，則B為氮元素；其中A、B、C是同一周期的非金屬元素，AC₂為非極性分子，則A為碳元素；E的原子序數(shù)為24，則E為Cr元素；CrCl₃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[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）A、B、C分別為C、N、O，位于周期表相同周期，電負(fù)性依次增大，為C＜N＜O，化合物AC₂是CO₂，一種由N元素、O元素化合物與CO₂互為等電子體，其化學(xué)式為N₂O，
故答案為：C＜N＜O；N₂O；
（2）E為Cr元素，原子序數(shù)為24，原子核外有24個(gè)電子，核外電子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；CrCl₃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[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．M的配離子中Cr-N、N-H、O-H鍵為σ鍵，共20個(gè)，則1mol含有20N_A個(gè)，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；20N_A；
（3）①B為N元素，形成的氫化物為NH₃，分子中含有3個(gè)σ鍵，1個(gè)孤電子對(duì)，為sp³雜化，為三角錐形結(jié)構(gòu)，
故答案為：三角錐形；sp³；
②氨氣分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的高，
故答案為：氨氣分子之間存在氫鍵；
③硫酸銨是離子化合物，硫酸銨中存在離子鍵和共價(jià)鍵，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，所以N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)存在離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵，不含范德華力，
故答案為：d；
（4）每個(gè)D原子最近且距離相等的D原子個(gè)數(shù)位于定點(diǎn)和體心，則每個(gè)定點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有，則每個(gè)D原子最近且距離相等的D原子個(gè)數(shù)為8，晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2，則晶胞的質(zhì)量為$\frac{2×24}{{N}_{A}}$．設(shè)邊長為x，則（$\sqrt{2}$x）²+x²=（4r）²，x=$\frac{4}{\sqrt{3}}$r，所以晶胞的體積為（$\frac{4}{\sqrt{3}}$r）³，則該晶體的密度為$\frac{\frac{48}{{N}_{A}}}{（\frac{4}{\sqrt{3}}r）^{3}}$=$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$（g/cm³）．
故答案為：8；$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，為高考常見題型，題目難度中等，試題綜合性較大，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)越位置關(guān)系、元素周期律、電子式與核外電子排布、配合物與雜化理論、分子結(jié)構(gòu)，氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合性題目，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，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．