Question

現有aA、bB、cC、dD、eE、gG六種短周期元素，a+b=c，a+c=d，a+d=e，d+e=g，B、C、E、G的單質均有多種同素異形體，請回答下列問題：

Ⅰ．（1）C、D、E元素的第一電離能由大到小的關系為____________。（用相應的元素符號表示）

（2）請比較C2A4、D2A4、G2A4三種化合物的沸點由高到低的順序為??? ____________________。（用化學式表示）

（3）有某種分子式為C4D4E8的物質（該物質中同種原子的化學環境完全相同，不含碳碳雙鍵）是一種威力極強的炸藥，則可推知其結構簡式為____________。

Ⅱ．BG是一種耐磨材料，其與金剛石結構相似，右圖為其結構中的最小重復單元，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構為_________型。

（2）寫出合成BG的化學反應方程式為_______________________________。

（3）已知晶體中B與G原子的最近距離為a pm，則該晶體的密度的表達式為__________g/cm3。（不需化簡）

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）N＞O＞C?????? （2分）

（2）N2H4＞P2H4＞C2H4?? （2分）

（3）?????????? （2分）

Ⅱ.（1）sP2 （2分）；三角錐?? （1分）。

（2）BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr? （3分）

（3）? （3分）

【解析】

試題分析：由a+b=c，a+c=d，a+d=e，知b、c、d、e間相差a，在短周期內，猜想a=1，且B、C、E、G的單質均有多種同素異形體，則b、c、d、e分別等于5、6、7、8，g=15，對應元素分別是H、B、C、N、O、P，B、C、O、P均有同素異形體。

Ⅰ.（1）N的最外層為半充滿狀態，第一電離能最大，C、O則按照同周期元素第一電離能的比較即可，則C、N、O的第一電離能由大到小的關系為N＞O＞C

（2）C2A4、D2A4、G2A4三種化合物的化學式為C2H4、N2H4、P2H4，它們均屬于分子晶體，但N2H4分子間存在氫鍵，所以沸點最高，其他兩種符合相對分子量越大，分子間作用力越大，沸點越高，所以沸點的高低順序是N2H4＞P2H4＞C2H4

（3）分子式為C4D4E8的物質的最簡式為CNO2, 該物質中同種原子的化學環境完全相同，不含碳碳雙鍵，所以每個碳原子與其他3個碳原子相連，同時與一個硝基相連，其結構簡式為

Ⅱ.（1）B的三溴化物的化學式為BBr3,中心原子的價層電子對數是3，所以是sp2雜化，G的三溴化物的化學式為PBr3，中心原子的價層電子對數是4，有1對孤對電子，所以空間構型為三角錐型

（2）根據題目中提供的合成BG的條件，則合成BG的化學反應方程式為BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr

（3）B原子位于P的正四面體的中心，所以B與P的最近距離是正四面體的中心到頂點的距離，設立方體的棱長為b，則b×=a,b=a,該晶胞中實際擁有4個BP，所以該晶胞的密度為4×42/NA/(a×10-10)3=

考點：考查元素推斷、電離能的判斷、沸點的比較、分子結構的分析、雜化軌道空間構型的判斷及晶胞的計算