Question

5．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有如圖所示的結構或結構單元，（圖中正四面體以外可能有的部分未畫出，虛線不表示化學鍵或分子間作用力，X、Y可以相同也可以不同）．A、B的晶體類型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應．C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，且D是陽離子，D與F的組成元素相同．C、E、F的晶體類型相同，由E構成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)．
（1）寫出單質(zhì)A的同素異形體與B物質(zhì)發(fā)生置換反應的化學方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；與A同主族的第四周期元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為4s²4p²．
（2）上述六種物質(zhì)或粒子的組成元素中有三種處于同一周期，請寫出這三種元素第一電離能由大到小的順序N＞O＞C（用元素符號回答）
（3）上述六種物質(zhì)或粒子中互為等電子體的是CH₄、NH₄⁺（寫出化學式）
（4）F分子的中心原子雜化類型是sp³，E易溶于F，其原因是NH₃和H₂O為極性分子，相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有正四面體結構或結構單元，D是陽離子，故D為NH₄⁺；
C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，故電子數(shù)為10，D與F的組成元素相同，故F為NH₃；
由E構成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)，故E為H₂O；
C、E、F的晶體類型相同，屬于分子晶體，故C為CH₄；
A、B的晶體類型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應，A為金剛石，B為二氧化硅，
再結合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有正四面體結構或結構單元，D是陽離子，故D為NH₄⁺；
C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，故電子數(shù)為10，D與F的組成元素相同，故F為NH₃；
由E構成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)，故E為H₂O；
C、E、F的晶體類型相同，屬于分子晶體，故C為CH₄；
A、B的晶體類型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應，A為金剛石，B為二氧化硅，
（1）A是金剛石、B是二氧化硅，單質(zhì)A的同素異形體與B物質(zhì)發(fā)生置換反應生成Si和CO，該反應的化學方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；與A同主族的第四周期元素是Ge元素，原子核外有32個電子，Ge基態(tài)原子的外圍電子排布式為4s²4p²，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；4s²4p²；
（2）上述六種物質(zhì)或粒子的組成元素中有三種處于同一周期，分別為C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以
這三種元素第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）原子數(shù)相同，電子數(shù)目相同的為等電子體，CH₄、NH₄⁺ 是等電子體；
故答案為：CH₄、NH₄⁺；
（4）F分子是NH₃，中心原子N原子成3個σ鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化；NH₃和H₂O為極性分子符合相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵，所以氨氣易溶于水．
故答案為：sp³；NH₃和H₂O為極性分子，相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵．

點評 本題考查位置結構性質(zhì)的相互關系及應用，涉及等電子體、氫鍵、原子雜化方式判斷、元素周期律等知識點，正確判斷微粒是解本題關鍵，熟悉常見微粒結構、10電子分子或離子，知道氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響，題目難度不大．