Question

9．A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A^2-和B⁺具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子．回答下列問(wèn)題：
（1）四種元素中電負(fù)性最大的是O（填元素符號(hào)），其中C原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³．
（2）單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是O₃（填分子式），原因是O₃相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為分子晶體和離子晶體．
（3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：3的化合物E，E的立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp³．
（4）化合物D₂A的立體構(gòu)型為V形，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na₂CO₃反應(yīng)可制備D₂A，其化學(xué)方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl．
（5）A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞邊長(zhǎng)a=0.566nm，F(xiàn)的化學(xué)式為Na₂O；晶胞中A原子的配位數(shù)為8；列式計(jì)算晶體F的密度（g•cm^-3 ）2.27g•cm^-3（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）．

Answer 1

分析 A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C為P元素；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，D為Cl元素；
A^2-和B⁺具有相同的電子構(gòu)型，則A為O元素、B為Na元素；
（1）四種元素電負(fù)性最大的為O元素，C為P元素；
（2）A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，O₃相對(duì)分子質(zhì)量較大，沸點(diǎn)較高，B的氫化物為NaH，為離子晶體；
（3）C和D反應(yīng)可生成化合物為PCl₃，為sp³雜化；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，立體構(gòu)型為V形，氯氣與濕潤(rùn)的Na₂CO₃反應(yīng)的方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（5）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的定點(diǎn)和面心，陽(yáng)離子位于晶胞的體心，則Na的個(gè)數(shù)為8，O的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，計(jì)算質(zhì)量和體積，可計(jì)算密度．

解答 解：A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，則C為P元素；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，D為Cl元素；
A^2-和B⁺具有相同的電子構(gòu)型，則A為O元素、B為Na元素；
（1）四種元素分別為O、Na、O、Cl，電負(fù)性最大的為O元素，C為P元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案為：O；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2）A為O元素，有O₂、O₃兩種同素異形體，二者對(duì)應(yīng)的晶體都為分子晶體，因O₃相對(duì)分子質(zhì)量較大，則范德華力較大，沸點(diǎn)較高，A的氫化物為水，為分子晶體，B的氫化物為NaH，為離子晶體，
故答案為：O₃；O₃相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大；分子晶體；離子晶體；
（3）C和D反應(yīng)可生成組成比為1：3的化合物為PCl₃，P形成3個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-3×1}{2}$=1，則為sp³雜化，立體構(gòu)型為為三角錐形，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）化合物D₂A為Cl₂O，O為中心原子，形成2個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為$\frac{6-2×1}{2}$=2，則中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，立體構(gòu)型為V形，
氯氣與濕潤(rùn)的Na₂CO₃反應(yīng)可制備Cl₂O，反應(yīng)的方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl，
故答案為：V形；4；2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（5）A和B能夠形成化合物F為離子化合物，陰離子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，陽(yáng)離子位于晶胞的體心，則Na的個(gè)數(shù)為8，O的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，
N（Na）：N（O）=2：1，則形成的化合物為Na₂O，
晶胞中O位于頂點(diǎn)，Na位于體心，每個(gè)晶胞中有1個(gè)Na與O的距離最近，每個(gè)定點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有，則晶胞中O原子的配位數(shù)為8，
晶胞的質(zhì)量為$\frac{4×62}{6.02×1{0}^{23}}$g，
晶胞的體積為（0.566×10^-7）³cm³，
則晶體F的密度為$\frac{4×62}{（0.566×1{0}^{-7}）^{3}×6.02×1{0}^{23}}$g•cm^-3=2.27 g•cm^-3，
故答案為：Na₂O；8；2.27g•cm^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生空間想象能力、知識(shí)運(yùn)用能力，涉及晶胞計(jì)算、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)，采用均攤法、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等理論分析解答，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，題目難度中等．