Question

4．A、B、C、D、E為核電荷數(shù)依次增大的五種元素．A的基態(tài)原子中有2個未成對電子，B是地殼中含量最多的元素，C是短周期中最活潑的金屬元素，D與C可形成CD型離子化合物，E的基態(tài)原子3d軌道上有2個電子．請回答下列問題：
（1）E的基態(tài)原子價層電子排布式為3d²4s²．
（2）DB₂^-離子的立體構型為V形；A、B、C的電負性由大到小的順序為O＞C＞Na（用元素符號表示）．
（3）AB₂形成的晶體的熔點低于（填“高于”、“低于”或“等于”）CD形成的晶體的熔點，原因是CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體，離子鍵強于分子間作用力．
（4）ED₄是制取航空材料的重要原料．E與B形成的一種晶體的晶胞結構如圖所示．取該晶體和A的單質放在電爐中，并通入D₂后高溫加熱，可制得ED₄，同時產(chǎn)生一種造成溫室效應的氣體，該反應的化學方程式是TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種常見元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．E的基態(tài)原子3d軌道上有2個電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，則E為Ti；B是地殼中含量最多的元素，則B為O元素；C是短周期中最活潑的金屬元素，則C為Na；D與C可形成CD型離子化合物，則D為Cl；A的基態(tài)原子中有2個未成對電子，原子序數(shù)小于氧，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故A為碳元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五種常見元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．E的基態(tài)原子3d軌道上有2個電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，則E為Ti；B是地殼中含量最多的元素，則B為O元素；C是短周期中最活潑的金屬元素，則C為Na；D與C可形成CD型離子化合物，則D為Cl；A的基態(tài)原子中有2個未成對電子，原子序數(shù)小于氧，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故A為碳元素．
（1）E的基態(tài)3d軌道上有2個電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，基態(tài)原子價層電子排布式為3d²4s²，
故答案為：3d²4s²；
（2）ClO₂^-中Cl原子孤電子對數(shù)=$\frac{7+1-2×2}{2}$=2，價層電子對數(shù)=2+2=4，為V形結構，同周期自左而右電負性增大，非金屬性越強電負性越大，故電負性O＞C＞Na，
故答案為：V形；O＞C＞Na；
（3）CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體，離子鍵強于分子間作用力，通常情況下，離子晶體熔點大于分子晶體熔點，故CO₂形成的晶體的熔點低于NaCl，
故答案為：低于；CO₂形成的晶體屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體，離子鍵強于分子間作用力；
（4）該晶胞中Ti原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子個數(shù)=2+4×$\frac{1}{2}$=4，則Ti、O原子個數(shù)之比=2：4=1：2，則化學式為TiO₂，TiO₂放在電爐中，通入Cl₂和碳的單質后高溫加熱，可制得TiCl₄，同時產(chǎn)生一種造成溫室效應的氣體，該氣體為二氧化碳，該反應的化學方程式為：TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂，
故答案為：TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及晶胞計算、雜化軌道、電負性、核外電子排布、晶體性質等，推斷元素是解題關鍵，注意利用均攤法進行晶胞計算．