Question

7．A、B、C、D、E原子序數依次增大，且為前四周期的元素，其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布；D的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低；E核外有五個單電子，B、E形成的某種化合物和A、D形成的化合物的濃溶液加熱時反應可用于實驗時制取氣態單質D．
回答下列問題（相關回答均用元素符號表示）；
（1）E的基態原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²．
（2）D的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低的原因是HF中含有氫鍵．
（3）元素B與D的電負性較大的是O；D的某種含氧酸鹽常用于實驗室中的B的單質的制取，此酸根離子的空間構型是三角錐形，此離子中含有的化學鍵類型是共價鍵；B-D-B的鍵角＜109.50°（填“＞”“＜”或“=”）
（4）B與C形成的化合物C₂B的晶胞如圖．其中B^2-的配位數為8，以相距一個C⁺最近的所有B^2-為頂點構成的幾何體為立方體，該化合物與MgO相比，熔點較高的是MgO
（5）已知該化合物的晶胞邊長為x pm，則a位置與b位置之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E原子序數依次增大，且為前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布，則B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低，則D元素上以周期同主族元素氫化物含有氫鍵，則D位于第三周期，C原子序數小于D，則C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五個單電子，B、E形成的某種化合物A、D形成的化合物的濃溶液加熱時反應可用于實驗時制取氣態單質D，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯氣，則E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25個電子，根據構造原理書寫E的基態原子的核外電子排布式；
（2）含有氫鍵的氫化物熔沸點較高；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B與D的電負性較大的是O元素；
實驗室用氯酸鉀制取氧氣，根據價層電子對互斥理論判斷氯酸根離子空間構型；非金屬元素之間易形成共價鍵；孤電子對對共用電子對之間的排斥力大于共用電子對之間的排斥力；
（4）O與Na形成的化合物Na₂O的晶胞如圖，該晶胞中黑色球是8個、白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球個數之比=4：8=1：2，則黑色球表示鈉離子、白色球表示氧離子，其中O^2-的配位數=8，以相距一個Na⁺最近的所有O^2-為頂點構成的幾何體為立方體；離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比；
（5）a、b離子之間的距離為該晶胞體長的$\frac{1}{4}$．

解答 解：A、B、C、D、E原子序數依次增大，且為前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外電子排布，則B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低，則D元素上以周期同主族元素氫化物含有氫鍵，則D位于第三周期，C原子序數小于D，則C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五個單電子，B、E形成的某種化合物A、D形成的化合物的濃溶液加熱時反應可用于實驗時制取氣態單質D，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯氣，則E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25個電子，根據構造原理知Mn的基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）D是Cl元素，其上一周期同主族元素是F元素，HF中含有氫鍵、HCl中不含氫鍵，所以HF熔沸點較高，故答案為：HF中含有氫鍵；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B與D的電負性較大的是O元素；
實驗室用氯酸鉀制取氧氣，ClO₃^-中價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$×（7+1-3×2）=4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形結構；非金屬元素之間易形成共價鍵，所以氯酸根離子之間含有共價鍵；孤電子對對共用電子對之間的排斥力大于共用電子對之間的排斥力，則B-D-B的鍵角＜109.50°，
故答案為：O；三角錐形；共價鍵；＜；
（4）O與Na形成的化合物Na₂O的晶胞如圖，該晶胞中黑色球是8個、白色球個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球個數之比=4：8=1：2，則黑色球表示鈉離子、白色球表示氧離子，其中O^2-的配位數=8，以相距一個Na⁺最近的所有O^2-為頂點構成的幾何體為立方體；離子晶體熔沸點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比、與電荷成正比，鈉離子半徑大于鎂離子，鈉離子所帶電荷小于鎂離子，所以氧化鎂晶格能較大，則MgO熔沸點較高，故答案為：8；立方體；MgO；
（5）晶胞的邊長為x pm，晶胞的體長=$\sqrt{{x}^{2}+{x}^{2}+{x}^{2}}$pm=$\sqrt{3}$xpm，a、b離子之間的距離為該晶胞體長的$\frac{1}{4}$，則ab離子之間距離=$\frac{1}{4}$×$\sqrt{3}$xpm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}$x．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、微粒空間構型判斷、物質熔沸點高低判斷、電負性等知識點，這些都是高頻考點，側重考查學生知識運用及空間想象能力，難點是晶胞計算及價層電子對互斥理論，題目難度中等．