Question

【化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

現(xiàn)有 aA、bB、CC、dD、eE、gG六種短周期非金屬元素，a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的單質(zhì)圴有在中學(xué)常見(jiàn)的兩種或多種同素異形體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

I.（1）G基態(tài)原子的核外電子排布式為 。

（2）C、D、E元素的第一電離能由大到了小的關(guān)系是 。（用元素符號(hào)表示）

（3）請(qǐng)比較C2A4、D2A4、G2A4三種化合物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)? 。

Ⅱ.BG是一種耐磨材料，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，下圖為其晶體結(jié)構(gòu)單元。

它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成

（1）指出B的三溴化物中B的雜化方式為 ；G的三溴化物分子的結(jié)構(gòu)為 型。

（2）寫(xiě)出合成BG的化學(xué)方程式為 。

（3）已知晶體中B與G原子的最近距離為apm,則該晶體的密度的表達(dá)式為 g/cm3。

Answer 1

I.（1）[Ne]3s23p3 或 1s22s22p63s23p6(2分) （2）N>O>C(2分) （3）N2H4>P2H4>C2H4(2分)

Ⅱ (1)sp2 （2分） 三角錐 （2分） （2）BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr(2分)

（3）（3分）

【解析】

試題分析：現(xiàn)有aA、bB、CC、dD、eE、gG六種短周期非金屬元素，a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的單質(zhì)圴有在中學(xué)常見(jiàn)的兩種或多種同素異形體，則應(yīng)該是碳元素、氧元素和磷元素，所以A是H，B是B，C是C，D是N，e是O，G是P。

I.（1）P的原子序數(shù)是15，則根據(jù)核外電子排布可知P基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ne]3s23p3 或 1s22s22p63s23p6(。

（2）非金屬性越強(qiáng)，則第一電離能越大，由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿(mǎn)狀態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)，因此氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能，則C、D、E元素的第一電離能由大到了小的關(guān)系是N>O>C。

（3）氮元素非金屬性強(qiáng)，因此N2H4分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高。P2H4和C2H4均是分子晶體，其分子間作用力越大沸點(diǎn)最高。分子間作用力與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，則C2A4、D2A4、G2A4三種化合物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹2H4>P2H4>C2H4。

Ⅱ.BG是一種耐磨材料，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，右圖為其晶體結(jié)構(gòu)單元。

它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成

（1）B的三溴化物中BBr3中B沒(méi)有孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3，屬于平面三角形結(jié)構(gòu)，則B的雜化方式為sp2；G的三溴化物PBr3分子中P原子含有（5—1×3）÷2＝1對(duì)孤對(duì)電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，則分子的結(jié)構(gòu)為三角錐形。

（2）BG可由B的三溴化物和G的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。

（3）已知晶體中B與G原子的最近距離為apm，則立方體的體對(duì)角線是4a×10—10cm，所以立方體的邊長(zhǎng)是。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中含有4個(gè)BP，則,則該晶體的密度的g/cm3。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊分析與應(yīng)用