Question

13．元素A、B、C、D、E、F、G在元素周期表中的位置如圖1所示，回答下列問題：

（1）G的基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²．原子的第一電離能：D＜E（填“＞”或“＜”）．
（2）根據(jù)價層電子互斥理論，價層電子對之間的斥力大小有如下順序：l-l＞l-b＞b-b（l為孤對電子對，b為鍵合電子對），則關(guān)于A₂C中的A-C-A鍵角可得出的結(jié)論是D．
A．180°                       B．接近120°，但小于120°
C．接近120°，但大于120°     D．接近109°28′，但小于109°28′
（3）化合物G（BC）₅的熔點為-20℃，沸點為103℃，其固體屬于分子晶體，該物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵類型有配位鍵、共價鍵，它在空氣中燃燒生成紅棕色氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe（CO）₃+9O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+12CO₂．
（4）化合物BCF₂的立體構(gòu)型為平面三角形，其中B原子的雜化軌道類型是sp²，寫出兩個與BCF₂具有相同空間構(gòu)型的含氧酸根離子NO₃^-、CO₃^2-等．
（5）化合物EC的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶胞參數(shù)a=0.424nm．每個晶胞中含有4個E²⁺，列式計算EC晶體的密度3.49g•cm^-3．

Answer 1

分析 由元素在周期表中的位置，可知A為H元素、B為碳元素、C為O元素、D為Na元素、E為Mg、F為Cl、G為Fe．
（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；金屬性越強，第一電離能越小，且Mg的3s電子為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）H₂O中含2對孤對電子，2個鍵合電子對，為V型結(jié)構(gòu)；
（3）化合物Fe（CO）₃的熔點為-20℃，沸點為103℃，熔沸點比較低，符合分子晶體的性質(zhì)；它在空氣中燃燒生成紅棕色氧化物，該氧化物為氧化鐵，還生成二氧化碳；
（4）化合物COCl₂的C原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，價層電子對數(shù)為3；與COCl₂具有相同空間構(gòu)型的含氧酸根離子的中心原子連接3個O原子且沒有孤對電子；
（5）根據(jù)均攤法計算晶胞中Mg原子、O原子數(shù)目，用阿伏伽德羅常數(shù)表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算該晶體的密度．

解答 解：由元素在周期表中的位置，可知A為H元素、B為碳元素、C為O元素、D為Na元素、E為Mg、F為Cl、G為Fe．
（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，則Fe的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，金屬性Na＞Mg，Mg的3s電子為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則原子的第一電離能：D＜E，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；＜；
（2）H₂O中含2對孤對電子，2個鍵合電子對，為V型結(jié)構(gòu)，鍵角接近109°28′，但小于109°28′，故選D；
（3）化合物Fe（CO）₃的熔點為-20℃，沸點為103℃，熔沸點比較低，屬于分子晶體，含配位鍵、共價鍵，它在空氣中燃燒生成紅棕色氧化物，該氧化物為氧化鐵，還生成二氧化碳，反應(yīng)方程式為：4Fe（CO）₃+9O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+12CO₂，
故答案為：分子；配位鍵、共價鍵；4Fe（CO）₃+9O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+12CO₂；
（4）化合物COCl₂的C原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，價層電子對數(shù)為3，C原子為sp²雜化，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，與COCl₂具有相同空間構(gòu)型的含氧酸根離子的中心原子連接3個O原子且沒有孤對電子，為NO₃^-、CO₃^2-等，
故答案為：平面三角形；sp²；NO₃^-、CO₃^2-等；
（4）晶胞中Mg原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=4、O原子數(shù)目=1+12×$\frac{1}{4}$=4，則晶胞質(zhì)量為4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g，晶胞參數(shù)（即邊長）為0.424nm，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，該晶體的密度為 4×$\frac{40}{{N}_{A}}$g÷（0.424×10^-7cm）³=3.49 g．cm^-3，
故答案為：4；3.49．

點評 本題考查晶胞計算，為高頻考點，涉及元素周期表、核外電子排布、電離能、晶體類型與性質(zhì)、空間構(gòu)型判斷等，注意同周期主族元素中第一電離能異常情況，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)．把握物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強，題目難度中等．