Question

17．前四周期的A、B、C、D四種元素在周期表中均與元素X緊密相鄰．已知元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸．
（1）D元素基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³．
（2）A、C、X三種元素原子的第一電離能由大到小的順序為P＞S＞Si（用相應(yīng)的元素符號作答）．
（3）B、X、D氫化物的沸點由高到低的順序為NH₃＞AsH₃＞PH₃（用相應(yīng)的化學(xué)式作答）．
（4）E元素是A元素所在周期中電負(fù)性最大的，試推測下列微粒的立體構(gòu)型：

微粒	EO2-	EO3-
立體構(gòu)型名稱

（5）元素B的一種氫化物B₂H₄具有重要的用途．有關(guān)B₂H₄的說法正確的是AB．（選填字母）
A．B₂H₄分子間可形成氫鍵　               B．B原子是sp³雜化
C．B₂H₄分子中含有5個σ鍵和1個π鍵　       D．B₂H₄晶體變?yōu)橐簯B(tài)時破壞共價鍵
（6）F元素基態(tài)原子M層上有5對成對電子，請解釋F晶體能導(dǎo)電的原因鐵是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子組成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動，因此鐵能導(dǎo)電．F形成的單質(zhì)有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶胞（如圖所示）中F原子的配位數(shù)之比為4：6：3，δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為$\frac{2}{\sqrt{3}}$：$\sqrt{2}$：1．

Answer 1

分析 元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，則X為第ⅤA族元素，前四周期的A、B、C、D均與元素X緊密相鄰，即位于X的四周，則A、B、C、D位于元素周期表的第二、三、四周期，X為P元素，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，B、X、D同主族，則B為N元素，D為Sn元素，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸，C為S元素，A為Si元素，F(xiàn)元素基態(tài)原子M層上有5對成對電子，則F的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以F為Fe元素，再結(jié)合題目分析解答．

解答 解：元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，則X為第ⅤA族元素，前四周期的A、B、C、D均與元素X緊密相鄰，即位于X的四周，則A、B、C、D位于元素周期表的第二、三、四周期，X為P元素，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，B、X、D同主族，則B為N元素，D為Sn元素，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸，C為S元素，A為Si元素，F(xiàn)元素基態(tài)原子M層上有5對成對電子，則F的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以F為Fe元素，
（1）D是Sn元素，原子序數(shù)為33，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（2）A、C、X分別為Si、S、P，根據(jù)元素周期律，同周期元素從左向右，第一電離逐漸增大，但第ⅡA族和第ⅤA族由于最外層處于全滿和半滿狀態(tài)，第一電離能高于相鄰族的元素，所以Si、S、P的第一電離能大小順序為P＞S＞Si，故答案為：P＞S＞Si；
（3）B、X、D氫化物分別為NH₃、PH₃、AsH₃，因為氨分子之間有氫鍵的存在，所以氨的沸點較大，則AsH₃＞的相對分子質(zhì)量大于PH₃，所以沸點也高于PH₃，所以它們的沸點由高到低的順序為NH₃＞AsH₃＞PH₃，故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
（4）EO₂^-為ClO₂^-，EO₃^-為ClO₃^-，它們的中心原子氯原子的價層電子對數(shù)均為$\frac{7+1}{2}$=4，所以氯原子都是sp3雜化，在ClO₂^-中有兩個Cl-O鍵，所以ClO₂^-的空間構(gòu)型為V形，而在ClO₃^-中有三個Cl-O鍵，所以ClO₃^-的空間構(gòu)型為三角錐形；
故答案為：V形；三角錐形； 
（5）B₂H₄為N₂H₄，
A．N₂H₄分子間與NH₃相似，可形成氫鍵，故A正確；　               
B．N₂H₄分子中N原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+1+1+1}{2}$=4，所以氮原子是sp³雜化，故B正確；
C．N₂H₄分子中N原子之間是單鍵，所以沒有π鍵，故C錯誤；　   
D．N₂H₄是分子晶體，所以晶體變?yōu)橐簯B(tài)時破壞的是分子間作用力和氫鍵，故D錯誤；
故選AB；
（6）F是鐵元素，鐵是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子組成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動，因此鐵能導(dǎo)電；δ晶胞中，以頂點Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于晶胞的體心，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為8，γ晶胞中，以頂點Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，補(bǔ)全晶胞可知，有3層，每層有4個，故Fe原子的配位數(shù)為4×3=12．α晶胞中，以頂點Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點上，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為6，所以δ、γ、α三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)之比為4：6：3；設(shè)鐵原子的直徑為a，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，δ晶胞的邊長為$\frac{2a}{\sqrt{3}}$、γ晶胞的邊長為$\frac{2a}{\sqrt{2}}$、α晶胞的邊長為a，所以δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為：$\frac{2a}{\sqrt{3}}$：$\frac{2a}{\sqrt{2}}$：a=$\frac{2}{\sqrt{3}}$：$\sqrt{2}$：1，
故答案為：鐵是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子組成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動，因此鐵能導(dǎo)電；4：6：3； $\frac{2}{\sqrt{3}}$：$\sqrt{2}$：1．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、微�？臻g構(gòu)型判斷等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析計算及空間想象能力，注意晶胞中每個原子被幾個晶胞共用，為易錯點．