Question

3．I．氮族元素和鹵族元素都能形成許多種物質．
（1）基態P原子中，電子占據的最高能級符號為3p，基態N原子核外有7種運動狀態不同的電子，基態Br原子的價電子排布式為4s²4p⁵．
（2）HCN的電子式為；其中心C原子的雜化類型為sp．氮、磷、氟三種元素的電負性由大到小的順序為F＞N＞P（用元素符號表示）．
（3）已知PCl₃是不穩定的無色液體，遇水易水解且可生成兩種酸，該水解反應的化學方程式為PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl，所得含氧酸（電離常數K_a1=1.6×10^-2和K_a2=7×10^-7）和足量的NaOH溶液反應生成鹽的化學式為Na₂HPO₃．
（4）根據下表提供的第一電離能數據判斷：最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是碘

	F	Cl	Br	I
第一電力能（kJ•mol-1）	1681	1251	1140	1008

Ⅱ．（5）已知KC1、Mg0、Ca0、TiN這四種晶體的結構與NaCl晶體結構相似．下表給出了三種晶體的品格能數據：

晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能（kJ•mol-1）	786	715	3401

則該四種晶體（不包括NaCl）的熔點從高到低的順序為TiN＞MgO＞CaO＞KCl
（6）鈣在氧氣中燃燒時得到一種鈣的氧化物品體，其結構與NaCl相同（如圖所示）．據此可判斷該鈣的氧化物的化學式為CaO₂．已知該氧化物的密度是pg．cm^-3，則晶胞內最近的兩個鈣離子間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρ•{N}_{A}}}$cmcm（只要求列出算式，不必計算出數值結果，阿伏加德羅常數的值為N_A）．

Answer 1

分析 （1）寫出P的核外電子排布式，根據排布式確定電子占據的最高能級；基態N原子有多少個核外電子就有幾種不同的運動狀態；Br含有35個核外電子，基態電子排布式為s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，價電子排布式為4s²4p⁵；
（2）HCN分子的結構式為H-C≡N，直線型結構，可根據結構式書寫電子式，根據空間構型確定C的雜化形式；同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強，同主族元素從上到下電負性逐漸減弱；
（3）水解反應元素化合價不變，因此生成的兩種酸為H₃PO₃和HCl，由H₃PO₃的電離平衡常數可知，存在兩步電離，與足量的NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃；
（4）第一電離能是指原子失去一個電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個電子，據此答題；
Ⅱ．（5）晶格能越大熔點越高，晶格能與離子半徑成反比，與所帶電荷數呈正比；
（6）根據均攤法確定晶胞中各種原子的個數，再確定其化學式，根據密度確定晶胞的體積，進而求得晶胞的邊長，兩個離得最近的鈣是位于頂點和面心上的，它們的距離為晶胞邊長的$\frac{\sqrt{2}}{2}$，據此答題；

解答 解：（1）基態P原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³，電子占據的最高能級符號為3p；
基態N原子核外有 7個電子，因此有7種運動狀態不同的電子；
Br含有35個核外電子，基態電子排布式為s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵，價電子排布式為4s²4p⁵；
故答案為：3p；7；4s²4p⁵；
（2）HCN分子的結構式為H-C≡N，電子式為，空間構型為直線型，中心原子C采取sp雜化；
同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增強，則電負性：F＞N，同主族元素從上到下電負性逐漸減弱，則電負性：N＞P，則有電負性F＞N＞P，
故答案為：；sp；F＞N＞P；
（3）水解反應元素化合價不變，因此生成的兩種酸為H₃PO₃和HCl，水解反應的化學方程式為PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl，由H₃PO₃的電離平衡常數可知，存在兩步電離，與足量的NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃，
故答案為：PCl₃+3H₂O?H₃PO₃+3HCl；Na₂HPO₃；
（4）第一電離能是指原子失去一個電子所需的能量，第一電離能越小，就越容易失去一個電子，比較表格中的數據可知，碘更容易形成較穩定的單核陽離子，故答案為：碘；
Ⅱ．（5）KCl、MgO、CaO、TiN這4種晶體的結構與NaCl晶體結構相似，TiN中離子都帶3個單位電荷，MgO、CaO中離子都帶2個單位電荷，KCl中離子都帶1個單位電荷，離子半徑Cl^-＜O^2-＜N^3-，Mg²⁺＜Ca²⁺＜K⁺，高價化合物的晶格能遠大于低價離子化合物的晶格，晶格能TiN＞MgO＞CaO＞KCl，故熔點TiN＞MgO＞CaO＞KCl，
故答案為：TiN＞MgO＞CaO＞KCl；
（6）根據均攤法可知晶胞中鈣離子的個數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，過氧離子的個數為12×$\frac{1}{4}$+1×1=4，故其化學式為CaO₂，設晶胞的邊長為a，根據ρ=$\frac{4×（40+32）}{{N}_{A}{a}^{3}}$，得a=$\root{3}{\frac{72×4}{ρ•{N}_{A}}}$cm，兩個離得最近的鈣是位于頂點和面心上的，它們的距離為晶胞邊長的$\frac{\sqrt{2}}{2}$倍，即為的$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρ•{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρ•{N}_{A}}}$cm．

點評 本題為高考選作部分物質結構和性質的綜合性答題，難度中等，涉及核外電子排布規律、電負性、晶格能、第一電離能的判斷、雜化類型和空間結構的關系、晶胞的計算等知識點，考查非常全面，均為物質結構和性質的核心考點，每一小題之間聯系不大，其中（3）為易錯點，（6）為本題的難點．