Question

11．已知：A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素．其中A原子在基態時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子；G原子核外價電子數與B相同，其余各層均充滿．B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體．C、F的原子均有三個能層，C原子的第一至第四電離能（KJ•mol^-1）分別為578、1 817、2 745、11 575；C與F能形成原子數目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q．
（1）B的單質晶體為體心立方堆積模型，其配位數為8；E元素的最高價氧化物分子的立體構型是平面三角形．F元素原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，G的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子的化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（2）試比較B、D分別與F形成的化合物的熔點高低并說明理由NaCl的熔點高于SiCl₄，因為NaCl是離子晶體，SiCl₄是分子晶體．
（3）A、G形成某種化合物的晶胞結構如圖所示．若阿伏加德羅常數為N_A，該化合物晶體的密度為a g•cm^-3，其晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$ cm．
（4）在1.01×10⁵ Pa、T₁℃時，氣體摩爾體積為53.4L•mol^-1，實驗測得Q的氣態密度為5.00g•L^-1，則此時Q的組成為Al₂Cl₆．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子，E的原子序數大于D，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，說明B為活潑金屬，B的原子序數大于A，所以B為Na元素；
C、F的原子均有三個能層，為第三周期元素，E的原子序數小于F，C原子的第一至第四電離能（kJ/mol）分別為：578、1817、2745、ll575，則E為Al元素，C為Mg元素；
G原子核外最外層電子數與B相同，G最外層電子數是1，其余各層均充滿，則G元素的核電荷數=2+8+18+1=29，為Cu元素；
F位于第三周期且能和C形成化合物，則F為Cl元素，C與F能形成原子數目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q，結合物質的結構來分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態時p軌道半充滿且電負性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負性隨著原子序數的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個未成對電子，E的原子序數大于D，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，說明B為活潑金屬，B的原子序數大于A，所以B為Na元素；
C、F的原子均有三個能層，為第三周期元素，E的原子序數小于F，C原子的第一至第四電離能（kJ/mol）分別為：578、1817、2745、ll575，則E為Al元素，C為Mg元素；
G原子核外最外層電子數與B相同，G最外層電子數是1，其余各層均充滿，則G元素的核電荷數=2+8+18+1=29，為Cu元素；
F位于第三周期且能和C形成化合物，則F為Cl元素，C與F能形成原子數目比為1：3、熔點為190℃的化合物Q，
（1）Na的單質晶體為體心立方堆積模型，8個頂點上各有一個原子，體心上含有一個原子，所以其配位數為8；
E元素的最高價氧化物為SO₃，三氧化硫分子中價層電子對個數是3且不含孤電子對，所以三氧化硫分子的立體構型是平面三角形；
F是Cl元素，原子核外有17個電子，根據構造原理知，F元素原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；
G的高價離子與A的簡單氫化物形成的配離子為銅氨絡離子，銅氨絡離子的化學式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：8；平面三角形；1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（2）B和E形成的化合物是氯化鈉，D和E形成的化合物是四氯化硅，氯化鈉為離子晶體，四氯化硅為分子晶體，一般來說，離子晶體的熔點大于分子晶體，所以氯化鈉的熔點高于四氯化硅，
故答案為：NaCl的熔點高于SiCl₄，因為NaCl是離子晶體，SiCl₄是分子晶體；
（3）A為N元素，G為Cu元素，該晶胞中，Cu原子個數=12×$\frac{1}{4}$=3，N原子個數=8×$\frac{1}{8}$=1，該晶胞的化學式為
Cu₃N，該晶胞的邊長=$\root{3}{\frac{m}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{206}{{N}_{A}}}{a}}$cm=$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$；
（4）在1.0l×10⁵ Pa、t₁℃時，氣體摩爾體積為53.4L/mol，實驗測得Q的氣態密度為5.00g/L，則此時Q的組成為（寫化學式）．
（4）$ρ=\frac{M}{{V}_{m}}$，所以M=ρV_m=5.00g/L×53.4L/mol=267g/mol，AlCl₃的摩爾質量為133.5g/mol，Q的摩爾質量是氯化鋁的2倍，所以Q分子中含有2個鋁原子和6個氯原子，其化學式為Al₂Cl₆，
故答案為：Al₂Cl₆．

點評 本題考查了元素位置結構性質的相互關系及應用，涉及晶胞的計算、化學式的確定、原子核外電子排布式的書寫等知識點，正確推斷元素是解本題關鍵，再結合題給信息進行分析解答，難點的晶胞的計算，根據密度公式解答即可，難度中等．