Question

短周期元素A、B、C、D、E、F，原子序數(shù)依次增大．已知：①A與E同主族，E的單質(zhì)與D₂反應(yīng)可生成E₂D和E₂D₂兩種固體；②F的單質(zhì)在D₂中燃燒的產(chǎn)物可使品紅溶液褪色；B的單質(zhì)在D₂中燃燒可生成BD和BD₂兩種氣體；③CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各種反應(yīng)和生成物的電子數(shù)都與E⁺相等．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）BD₂的結(jié)構(gòu)式為

O=C=O

，F(xiàn)的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

，CA₃分子的空間構(gòu)型為

三角錐型

．
（2）廢舊印刷電路板上含有銅，以往回收的方法是將其灼燒使用銅轉(zhuǎn)化為氧化銅，再用稀硫酸來(lái)溶解．現(xiàn)改用A₂D₂和稀硫酸浸泡即達(dá)目的，又保護(hù)了環(huán)境，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O

；
（3）在火箭推進(jìn)器中裝有強(qiáng)還原劑C₂A₄和強(qiáng)氧化劑A₂D₂，已知0.5mol液態(tài)C₂A₄和足量液態(tài)A₂D₂反應(yīng)，生成一種無(wú)色無(wú)味無(wú)毒的氣體和水蒸氣，放出320kJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1

．
（4）離子化合物CA₅的電子式為

，其晶體的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得CA₅晶體的密度為dg/cm³，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，則該晶體中陰離子與陽(yáng)離子之間的最短距離為

3

2

3	19 NAd

cm．

Answer 1

分析：根據(jù)題意知，F(xiàn)的單質(zhì)在D₂中燃燒的產(chǎn)物可使品紅溶液褪色，能使品紅溶液褪色的化合物是二氧化硫，所以F是硫，D單質(zhì)是氧氣；E的單質(zhì)與氧氣反應(yīng)可生成E₂D和E₂D₂兩種固體，E在化合物中的化合價(jià)是+1價(jià)，E₂D₂中氧元素的化合價(jià)是-1價(jià)，所以E是鈉；A與E同主族，且A的原子序數(shù)最小，CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各種反應(yīng)和生成物的電子數(shù)都與E⁺相等，所以A是氫元素；B的單質(zhì)在氧氣中燃燒可生成BD和BD₂兩種氣體，A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大，所以B是碳元素，C是氮元素，所以A、B、C、D、E、F分別是氫元素、碳元素、氮元素、氧元素、鈉元素、硫元素．
（1）根據(jù)二氧化碳的結(jié)構(gòu)寫(xiě)出結(jié)構(gòu)式；根據(jù)硫離子的核外電子寫(xiě)出其離子結(jié)構(gòu)示意圖；根據(jù)氨氣分子的VSEPR模型判斷其空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)氧化銅和稀硫酸反應(yīng)的生成物寫(xiě)出雙氧水和銅、硫酸反應(yīng)的方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物及焓變之間的關(guān)系寫(xiě)出熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（4）先判斷該離子化合物的化學(xué)式，再根據(jù)其化學(xué)式寫(xiě)出電子式；
設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶體中陰離子與陽(yáng)離子之間的最短距離為頂點(diǎn)和體心的距離，為

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

．

解答：解：（1）二氧化碳中碳元素和氧元素形成的是共價(jià)鍵，是直線型結(jié)構(gòu)，碳和一個(gè)氧原子之間存在兩對(duì)共用電子對(duì)，所以其結(jié)構(gòu)式為O=C=O；硫離子中含有18個(gè)電子，所以其離子結(jié)構(gòu)示意圖為，氨氣是三角錐型結(jié)構(gòu)，
故答案為：O=C=O；；三角錐型；
（2）氧化銅和稀硫酸反應(yīng)的生成物是硫酸銅和水，雙氧水有強(qiáng)氧化性，銅有還原性，在酸性條件下，雙氧水和銅能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以雙氧水和銅、稀硫酸的反應(yīng)方程式為：
Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（3）0.5molN₂H₄參加反應(yīng)放出320KJ能量，所以1molN₂H₄參加反應(yīng)放出640kJ能量，所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：
N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1；
（4）離子化合物CA₅為NH₄H，所以陰離子為氫離子，陽(yáng)離子為銨根離子，其電子式為；
晶胞中含有的陽(yáng)離子個(gè)數(shù)為1，陰離子個(gè)數(shù)為8×

1

8

=1，即晶胞中含有一個(gè)“NH₄H分子”，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶體中陰離子與陽(yáng)離子之間的最短距離為頂點(diǎn)和體心的距離，為

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

，
故答案為：；

3

2

3	19 NAd

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及原子結(jié)構(gòu)與元素周期律知識(shí)以及晶胞的計(jì)算等知識(shí)，題目難度較大，注意利用均攤法判斷晶胞問(wèn)題．