Question

8．已知：A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素．其中A原子在基態(tài)時(shí)p軌道半充滿且電負(fù)性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M層中均有兩個(gè)未成對(duì)電子；G原子核外價(jià)電子數(shù)與B相同，其余各層均充滿．B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體．C、F的原子均有三個(gè)能層，C原子的第一至第四電離能（KJ•mol^-1）分別為578、1 817、2 745、11 575；C與F能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點(diǎn)為190℃的化合物Q．
（1）B的單質(zhì)晶體為體心立方堆積模型，其配位數(shù)為8；E元素的最高價(jià)氧化物分子的立體構(gòu)型是平面三角形．F元素原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ ，G的高價(jià)離子與A的簡(jiǎn)單氫化物形成的配離子的化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺．
（2）試比較B、D分別與F形成的化合物的熔點(diǎn)高低并說明理由NaCl的熔點(diǎn)高于SiCl₄，因?yàn)镹aCl是離子晶體，SiCl₄是分子晶體．
（3）A、G形成某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．若阿伏加德羅常數(shù)為N_A，該化合物晶體的密度為a g•cm^-3，其晶胞的邊長(zhǎng)為$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$ cm．
（4）在1.01×10⁵ Pa、T₁℃時(shí)，氣體摩爾體積為53.4L•mol^-1，實(shí)驗(yàn)測(cè)得Q的氣態(tài)密度為5.00g•L^-1，則此時(shí)Q的組成為Al₂Cl₆．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態(tài)時(shí)p軌道半充滿且電負(fù)性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個(gè)未成對(duì)電子，E的原子序數(shù)大于D，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，說明B為活潑金屬，B的原子序數(shù)大于A，所以B為Na元素；
C、F的原子均有三個(gè)能層，為第三周期元素，E的原子序數(shù)小于F，C原子的第一至第四電離能（kJ/mol）分別為：578、1817、2745、ll575，則E為Al元素，C為Mg元素；
G原子核外最外層電子數(shù)與B相同，G最外層電子數(shù)是1，其余各層均充滿，則G元素的核電荷數(shù)=2+8+18+1=29，為Cu元素；
F位于第三周期且能和C形成化合物，則F為Cl元素，C與F能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點(diǎn)為190℃的化合物Q，結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)來分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G七種元素的核電荷數(shù)依次增大，屬于元素周期表中前四周期的元素，A原子在基態(tài)時(shí)p軌道半充滿且電負(fù)性是同族元素中最大的，則A為第VA族元素，同一主族元素中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以A為N元素；
D、E原子核外的M層中均有兩個(gè)未成對(duì)電子，E的原子序數(shù)大于D，所以D為Si元素、E為S元素；
B、E兩元素組成化合物B₂E的晶體為離子晶體，說明B為活潑金屬，B的原子序數(shù)大于A，所以B為Na元素；
C、F的原子均有三個(gè)能層，為第三周期元素，E的原子序數(shù)小于F，C原子的第一至第四電離能（kJ/mol）分別為：578、1817、2745、ll575，則E為Al元素，C為Mg元素；
G原子核外最外層電子數(shù)與B相同，G最外層電子數(shù)是1，其余各層均充滿，則G元素的核電荷數(shù)=2+8+18+1=29，為Cu元素；
F位于第三周期且能和C形成化合物，則F為Cl元素，C與F能形成原子數(shù)目比為1：3、熔點(diǎn)為190℃的化合物Q，
（1）Na的單質(zhì)晶體為體心立方堆積模型，8個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)原子，體心上含有一個(gè)原子，所以其配位數(shù)為8；
E元素的最高價(jià)氧化物為SO₃，三氧化硫分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，所以三氧化硫分子的立體構(gòu)型是平面三角形；
F是Cl元素，原子核外有17個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，F(xiàn)元素原子的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；
G的高價(jià)離子與A的簡(jiǎn)單氫化物形成的配離子為銅氨絡(luò)離子，銅氨絡(luò)離子的化學(xué)式為[Cu（NH₃）₄]²⁺，
故答案為：8；平面三角形；1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（2）B和E形成的化合物是氯化鈉，D和E形成的化合物是四氯化硅，氯化鈉為離子晶體，四氯化硅為分子晶體，一般來說，離子晶體的熔點(diǎn)大于分子晶體，所以氯化鈉的熔點(diǎn)高于四氯化硅，
故答案為：NaCl的熔點(diǎn)高于SiCl₄，因?yàn)镹aCl是離子晶體，SiCl₄是分子晶體；
（3）A為N元素，G為Cu元素，該晶胞中，Cu原子個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3，N原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，該晶胞的化學(xué)式為Cu₃N，該晶胞的邊長(zhǎng)=$\root{3}{\frac{m}{ρ}}$=$\root{3}{\frac{\frac{206}{{N}_{A}}}{a}}$cm=$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$cm，
故答案為：$\root{3}{\frac{206}{a{N}_{A}}}$；
（4）ρ=$\frac{m}{V}$，所以M=ρV_m=5.00g/L×53.4L/mol=267g/mol，AlCl₃的摩爾質(zhì)量為133.5g/mol，Q的摩爾質(zhì)量是氯化鋁的2倍，所以Q分子中含有2個(gè)鋁原子和6個(gè)氯原子，其化學(xué)式為Al₂Cl₆，
故答案為：Al₂Cl₆．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的綜合應(yīng)用，涉及晶胞的計(jì)算、化學(xué)式的確定、原子核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合題給信息進(jìn)行分析解答，難點(diǎn)的晶胞的計(jì)算，根據(jù)密度公式解答即可．