Question

現(xiàn)有5種短周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大．A的同位素中有一種核素無中子，B最外層上電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍，C元素最簡單的氫化物Y的水溶液呈堿性，E是短周期中電負性最小的元素．D與可與A、B、C、E四種元素分別形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物．回答下列問題：
（1）寫出A、E兩元素形成的原子個數(shù)比為1：1的化合物的電子式

 

．
（2）CS₂和B、D元素形成的一種化合物為等電子體，則CS₂的分子結(jié)構(gòu)式為

 

，1mol CS₂中含有的π鍵為

 

個．
（3）Y的中心原子的雜化軌道類型為

 

，分子的立體構(gòu)型為

 

．
（4）由A、B、D、E形成的化合物W、Z，其中W由三種元素組成，Z由四種元素組成，水溶液物顯堿性，用離子方程式表示Z溶液顯堿性的原因

 

．等濃度，等體積的W，Z的混合溶液中，離子濃度由大到小的順序為

 

．
（5）有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，鈦原子的電子排布式為

 

，該氮化鈦的化學式為

 

，氮原子的配位數(shù)為

 

．晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm，則氮化鈦的密度為

 

g?cm³（N_A為阿佛加德羅常數(shù)值，只列式計算）．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：有5種短周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大．A的同位素中有一種核素無中子，則A為H元素；B最外層上電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則B為碳元素；C元素最簡單的氫化物Y的水溶液呈堿性，則C為N元素；E是短周期中電負性最小的元素，則E為Na元素；D與可與A、B、C、E四種元素分別形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，可推知D為O元素，據(jù)此解答．

解答： 解：有5種短周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大．A的同位素中有一種核素無中子，則A為H元素；B最外層上電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，則B為碳元素；C元素最簡單的氫化物Y的水溶液呈堿性，則C為N元素；E是短周期中電負性最小的元素，則E為Na元素；D與可與A、B、C、E四種元素分別形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，可推知D為O元素，
（1）H、Na兩元素形成的原子個數(shù)比為1：1的化合物為NaH，屬于離子化合物，由鈉離子與氫負離子構(gòu)成，其電子式為：，
故答案為：；
（2）CS₂和C、O元素形成的一種化合物為等電子體，應(yīng)是與CO₂等電子體，CS₂的分子中C原子與S原子之間形成2對共用電子對，CS₂分子結(jié)構(gòu)式為S=C=S，1mol CS₂中含有的π鍵為2×6.02×10²³個，
故答案為：S=C=S；2×6.02×10²³；
（3）Y為NH₃，中心N原子呈3個σ鍵、有一對孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4，N原子采取sp³雜化，分子的立體構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：sp³；三角錐形；
（4）由H、C、O、Na形成的化合物W、Z，其中W由三種元素組成，Z由四種元素組成，水溶液物顯堿性，W、Z能在溶液中共存，則W為Na₂CO₃、Z為NaHCO₃，
NaHCO₃溶液中HCO₃^-水解：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性，
等濃度、等體積的NaHCO₃、Na₂CO₃的混合溶液中，溶液中CO₃^2-、HCO₃^-都發(fā)生水解，且HCO₃^-的水解大于電離程度，溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），而溶液中CO₃^2-水解程度大于HCO₃^-，則c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），溶液中c（Na⁺）最大，水解程度微弱，故離子濃度由大到小的順序為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）鈦原子核外電子數(shù)為22，原子核外電子排布式為1S²2S²2p⁶3S²3d²4S²；
由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中N原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，Ti原子數(shù)目=1+12×

1

4

=4，故該氮化鈦的化學式為TiN；
以頂點N原子研究，與之最近的原子處于棱中心，且關(guān)于N原子對稱，故氮原子的配位數(shù)為6；
晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm，晶胞體積=（2a×10^-10 cm）³=8a³×10^-30 cm³，晶胞質(zhì)量=4×

62g

NA

，
故晶胞密度=

4× 62 NA g

8a3×10-30 cm3

=

62

2a3×10-30NA

g/cm³，
故答案為：1S²2S²2p⁶3S²3d²4S²；TiN；6；

62

2a3×10-30NA

．

點評：本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電子式、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)及計算、鹽類水解等，側(cè)重考查學生對知識綜合應(yīng)用，難度中等．