Question

短周期元素A、B、C、D、E、F，原子序數依次增大．已知：①A與E同主族，E的單質與D₂反應可生成E₂D和E₂D₂兩種固體；②F的單質在D₂中燃燒的產物可使品紅溶液褪色；B的單質在D₂中燃燒可生成BD和BD₂兩種氣體；③CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各種反應和生成物的電子數都與E⁺相等．請回答下列問題：
（1）BD₂的結構式為

O=C=O

，F的離子結構示意圖為

，CA₃分子的空間構型為

三角錐型

．
（2）廢舊印刷電路板上含有銅，以往回收的方法是將其灼燒使用銅轉化為氧化銅，再用稀硫酸來溶解．現改用A₂D₂和稀硫酸浸泡即達目的，又保護了環境，其反應的化學方程式為

Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O

；
（3）在火箭推進器中裝有強還原劑C₂A₄和強氧化劑A₂D₂，已知0.5mol液態C₂A₄和足量液態A₂D₂反應，生成一種無色無味無毒的氣體和水蒸氣，放出320kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式

N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1

．
（4）離子化合物CA₅的電子式為

，其晶體的最小結構單元如圖所示經實驗測得CA₅晶體的密度為dg/cm³，阿伏加德羅常數用N_A表示，則該晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為

3

2

3	19 NAd

cm．

Answer 1

分析：根據題意知，F的單質在D₂中燃燒的產物可使品紅溶液褪色，能使品紅溶液褪色的化合物是二氧化硫，所以F是硫，D單質是氧氣；E的單質與氧氣反應可生成E₂D和E₂D₂兩種固體，E在化合物中的化合價是+1價，E₂D₂中氧元素的化合價是-1價，所以E是鈉；A與E同主族，且A的原子序數最小，CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各種反應和生成物的電子數都與E⁺相等，所以A是氫元素；B的單質在氧氣中燃燒可生成BD和BD₂兩種氣體，A、B、C、D、E、F原子序數依次增大，所以B是碳元素，C是氮元素，所以A、B、C、D、E、F分別是氫元素、碳元素、氮元素、氧元素、鈉元素、硫元素．
（1）根據二氧化碳的結構寫出結構式；根據硫離子的核外電子寫出其離子結構示意圖；根據氨氣分子的VSEPR模型判斷其空間構型；
（2）根據氧化銅和稀硫酸反應的生成物寫出雙氧水和銅、硫酸反應的方程式；
（3）根據反應物和生成物及焓變之間的關系寫出熱化學反應方程式；
（4）先判斷該離子化合物的化學式，再根據其化學式寫出電子式；
設晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點和體心的距離，為

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

．

解答：解：（1）二氧化碳中碳元素和氧元素形成的是共價鍵，是直線型結構，碳和一個氧原子之間存在兩對共用電子對，所以其結構式為O=C=O；硫離子中含有18個電子，所以其離子結構示意圖為，氨氣是三角錐型結構，
故答案為：O=C=O；；三角錐型；
（2）氧化銅和稀硫酸反應的生成物是硫酸銅和水，雙氧水有強氧化性，銅有還原性，在酸性條件下，雙氧水和銅能發生氧化還原反應，所以雙氧水和銅、稀硫酸的反應方程式為：
Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（3）0.5molN₂H₄參加反應放出320KJ能量，所以1molN₂H₄參加反應放出640kJ能量，所以該熱化學反應方程式為：
N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1；
（4）離子化合物CA₅為NH₄H，所以陰離子為氫離子，陽離子為銨根離子，其電子式為；
晶胞中含有的陽離子個數為1，陰離子個數為8×

1

8

=1，即晶胞中含有一個“NH₄H分子”，設晶胞的邊長為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶體中陰離子與陽離子之間的最短距離為頂點和體心的距離，為

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

，
故答案為：；

3

2

3	19 NAd

．

點評：本題考查較為綜合，涉及原子結構與元素周期律知識以及晶胞的計算等知識，題目難度較大，注意利用均攤法判斷晶胞問題．