Question

己知元素A、B、X、N、Z原子序數依次遞增．Z的原子序數為A、B、X原子序數之和．B元素的最外層電子數是其電子層數的3倍，A與N相鄰，N元素原子層的P亞3個未成對電子，X元素的M層電子數是其K層電子數的2倍：
下列問題：
（1）X與A可以形成一種高溫結構陶瓷材料，該物質的晶體類型是

 

，X的氯化物分子呈

 

空間結構，
（2）A具有相同化合價且可以相互轉變的氧化物分別是

 

．（填化學式）
（3）Z²⁺的核外電子排布式是

 

（4）A、N氫化物的沸點從髙到低的排列順序是（填化學式＞

 

，原因是

 

（5）A、B、X的氫化物的化學式和立體結構分別是：A

 

B

 

X

 

（6）X和A所形成的結構陶瓷材料的一種合成方法如下：X的氯化物與A的氫化物反應，生成化合物X（AH₂）₄和HCl氣體；X（AH₂）₄在高溫下分解生成A的氫化物與高溫結構陶瓷材料．上述相關反應的化學方程式（用化學式表示）是

 

．

Answer 1

分析：己知元素A、B、X、N、Z原子序數依次遞增．X元素的M層電子數是其K層電子數的2倍，則其M層電子數為4，則X為Si元素；B元素的最外層電子數是其電子層數的3倍，原子序數小于硅元素，則B處于第二周期，最外層電子數為6，故B為O元素；N元素原子層的p亞3個未成對電子，外圍電子排布為ns²np³，原子序數大于O元素，故N為P元素；A與N相鄰，A的原子序數小于O元素，則A為N元素；Z的原子序數為A、B、X原子序數之和，則Z的原子序數=7+8+14=29，則Z為Cu元素，據此解答．

解答：解：己知元素A、B、X、N、Z原子序數依次遞增．X元素的M層電子數是其K層電子數的2倍，則其M層電子數為4，則X為Si元素；B元素的最外層電子數是其電子層數的3倍，原子序數小于硅元素，則B處于第二周期，最外層電子數為6，故B為O元素；N元素原子層的p亞3個未成對電子，外圍電子排布為ns²np³，原子序數大于O元素，故N為P元素；A與N相鄰，A的原子序數小于O元素，則A為N元素；Z的原子序數為A、B、X原子序數之和，則Z的原子序數=7+8+14=29，則Z為Cu元素，
（1）X與A可以形成一種高溫結構陶瓷材料，該物質熔點很高，屬于原子晶體，X的氯化物分子為SiCl₄，Si原子呈4個共價鍵、不含孤對電子，SiCl₄呈正四面體結構，
故答案為：原子晶體；正四面體；
（2）氮元素具有相同化合價且可以相互轉變的氧化物分別是NO₂、N₂O₄，故答案為：NO₂、N₂O₄；
（3）Cu²⁺的核外電子數為27，核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（4）A、N氫化物分別為NH₃、PH₃，由于NH₃分子之間存在氫鍵，分子之間的作用力增強，故沸點NH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞PH₃；NH₃分子之間存在氫鍵；
（5）A、B、X的氫化物分別為NH₃、H₂O、SiH₄，NH₃分子中N原子價層電子對數=3+

5-1×3

2

=4、N原子含有1對孤電子對，故NH₃為三角錐型；
H₂O分子中O原子價層電子對數=2+

6-1×2

2

=4、O原子含有2對孤電子對，故H₂O為V型；
SiH₄分子中Si原子價層電子對數=4、Si原子不含孤電子對，故SiH₄為正四面體型，
故答案為：NH₃、三角錐型；H₂O、V型；SiH₄、正四面體型；
（6）X和A所形成的結構陶瓷材料的一種合成方法如下：SiCl₄與NH₃反應生成化合物Si（NH₂）₄和HCl氣體；Si（NH₂）₄在高溫下分解生成A的氫化物與高溫結構陶瓷材料，該高溫結構陶瓷為Si₃N₄，上述相關反應的化學方程式為：SiCl₄+4NH₃

△   .

Si（NH₂）₄+4HCl、2Si（NH₂）₄

高溫  .

8NH₃↑+Si₃N₄，
故答案為：SiCl₄+4NH₃

△   .

Si（NH₂）₄+4HCl、2Si（NH₂）₄

高溫  .

8NH₃↑+Si₃N₄．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及晶體類型與性質、分子結構與性質、核外電子排布規律、常用化學用語書寫等，側重對基礎知識及遷移運用能力考查，難度中等，注意對基礎知識的全面掌握．