Question

20．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素．其中A、B、C是同一周期的非金屬元素．D與C可以形成兩種常見的離子晶體，D的陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．AC₂為非極性分子．B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高．E的原子序數(shù)為24，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物M，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，三個氯離子位于外界．請根據(jù)以上情況，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示）
（1）A、B、C的電負性大小順序為C＜N＜O；一種由B、C三種元素組成的粒子與AC₂互為等電子體，其化學(xué)式為N₂O．
（2）E的價層電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，ECl₃與B、C的氫化物形成的配合物M的化學(xué)式為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，1molM的配離子中σ鍵的個數(shù)為20N_A．
（3）．化合物N可視為兩個B的氫化物分子各脫去一個氫原子后B原子間再成鍵的另一種B的氫化物．
①B的氫化物分子立體構(gòu)型是三角錐形，該分子中B原子的雜化類型為sp³．
②B的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高的可能原因是氨氣分子之間存在氫鍵．
③N能與硫酸反應(yīng)生成B₂H₆SO₄．B₂H₆SO₄晶體類型與（BH₄）₂SO₄相同，則B₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在d（填標(biāo)號）．
a．離子鍵  b．共價鍵    c．配位鍵  d．范德華力
（4）D的立方晶胞如圖所示，則每個D原子最近且距離相等的D原子個數(shù)為8，若D原子半徑為acm，則該晶體的密度為$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$g/cm³（已知：用含a、N_A的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，C形成-2價陰離子，且D位于C的下一周期；B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子中存在氫鍵，C形成-2價陰離子，則C為氧元素，D為鎂元素，核電荷數(shù)B＜C，則B為氮元素；其中A、B、C是同一周期的非金屬元素，AC₂為非極性分子，則A為碳元素；E的原子序數(shù)為24，則E為Cr元素；CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的元素，化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，C形成-2價陰離子，且D位于C的下一周期；B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高，分子中存在氫鍵，C形成-2價陰離子，則C為氧元素，D為鎂元素，核電荷數(shù)B＜C，則B為氮元素；其中A、B、C是同一周期的非金屬元素，AC₂為非極性分子，則A為碳元素；E的原子序數(shù)為24，則E為Cr元素；CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．
（1）A、B、C分別為C、N、O，位于周期表相同周期，電負性依次增大，為C＜N＜O，化合物AC₂是CO₂，一種由N元素、O元素化合物與CO₂互為等電子體，其化學(xué)式為N₂O，
故答案為：C＜N＜O；N₂O；
（2）E為Cr元素，原子序數(shù)為24，原子核外有24個電子，核外電子排布式是 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；CrCl₃能與NH₃、H₂O形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2：1，則配體中有4個NH₃、2個H₂O，三個氯離子位于外界，該配合物為[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃．M的配離子中Cr-N、N-H、O-H鍵為σ鍵，共20個，則1mol含有20N_A個，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃；20N_A；
（3）①B為N元素，形成的氫化物為NH₃，分子中含有3個σ鍵，1個孤電子對，為sp³雜化，為三角錐形結(jié)構(gòu)，
故答案為：三角錐形；sp³；
②氨氣分子之間存在氫鍵，沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的高，
故答案為：氨氣分子之間存在氫鍵；
③硫酸銨是離子化合物，硫酸銨中存在離子鍵和共價鍵，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，所以N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)存在離子鍵、共價鍵和配位鍵，不含范德華力，
故答案為：d；
（4）每個D原子最近且距離相等的D原子個數(shù)位于定點和體心，則每個定點為8個晶胞共有，則每個D原子最近且距離相等的D原子個數(shù)為8，晶胞中Mg的個數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2，則晶胞的質(zhì)量為$\frac{2×24}{{N}_{A}}$．設(shè)邊長為x，則（$\sqrt{2}$x）²+x²=（4r）²，x=$\frac{4}{\sqrt{3}}$r，所以晶胞的體積為（$\frac{4}{\sqrt{3}}$r）³，則該晶體的密度為$\frac{\frac{48}{{N}_{A}}}{（\frac{4}{\sqrt{3}}r）^{3}}$=$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$（g/cm³）．
故答案為：8；$\frac{9\sqrt{3}}{4{N}_{A}{r}^{3}}$．

點評 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，為高考常見題型，題目難度中等，試題綜合性較大，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)越位置關(guān)系、元素周期律、電子式與核外電子排布、配合物與雜化理論、分子結(jié)構(gòu)，氧化還原反應(yīng)等知識，是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合性題目，是對學(xué)生綜合能力的考查，氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高是推斷的突破口．