Question

元素周期表反映了元素性質的周期性變化規律．請根據短周期元素在周期表中的位置、結構和相關性質，回答下列問題：
（1）短周期元素中，原子最外層電子數和電子層數相等的元素有

 

種．
（2）第二周期元素中，除Be、B、Ne三種元素外，其他元素的氫化物沸點如下表所示，其中E的化學式為

 

；第三周期元素單質的熔點（℃）變化如圖a所示，其中h的元素符號為

 

．   
 

氫化物	A	B	C	D	E
沸點/℃	1317	100	19.5	-33	-162

（3）原子半徑最小的元素與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙．分子甲和離子乙含有相等的電子數，且乙的立體結構如圖b所示．請寫出甲、乙反應的離子方程式：

 

．
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成具有圖b所示的結構單元的單質丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，寫出丙與丁在高溫時發生反應的化學方程式

 

．
（5）元素丙的某種單質具有平面層狀結構，同一層中的原子構成許許多的正六邊形，單質與熔融的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質（其中的元素鉀用“●”表示），原子分布如圖C所示，該物質的化學式為

 

．

Answer 1

分析：（1）短周期元素中，原子的最外層電子數與電子層數相等的元素有H、Be、Al；
（2）氫化物中，離子晶體的沸點較大，分子晶體中氫化物的沸點隨著相對分子質量的增大而增大，但含有氫鍵的氫化物沸點增大；第三周期中Si單質為原子晶體，其熔點最高；
（3）原子半徑最小的元素為H，與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙，離子乙為正四面體，則乙為NH₄⁺，分子甲和離子乙含有相等的電子數，都含有10個電子，由問題中NH₄⁺離子和甲分子能反應，則甲是水；
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結構單元的單質丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，且二者在高溫下發生反應，則丙為碳單質（金剛石）、丁為二氧化硅；
（5）K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結構，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，根據均攤法計算．

解答：解：（1）短周期元素中，原子的最外層電子數與電子層數相等的元素有H、Be、Al，故答案為：3；
（2）離子晶體的氫化物其沸點最大，所以A是離子晶體，第二周期中屬于分子晶體的氫化物有甲烷、氨氣、水和氟化氫，氨氣、水和氟化氫中含有氫鍵，且水是液態，所以這四種氫化物中水的沸點最大，甲烷的沸點最低，故E為CH₄，
第三周期中Si單質為原子晶體，其熔點最高，故h的元素符號為Si，
故答案為：CH₄；Si；
（3）原子半徑最小的元素為H，與第二周期的兩種元素可形成分子甲和離子乙，離子乙為正四面體，則乙為NH₄⁺，分子甲和離子乙含有相等的電子數，都含有10個電子，由問題中NH₄⁺離子和甲分子能反應，則甲是水，反應離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結構單元的單質丙和化合物丁，丙和丁的晶體類型相同，且二者在高溫下發生反應，則丙為碳單質（金剛石）、丁為二氧化硅，二者反應方程式為：2C+SiO₂

高溫  .

Si+2CO↑，
故答案為：2C+SiO₂

高溫  .

Si+2CO↑；
（5）K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結構，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，故結構中K原子與C原子數目之比為1：（6+6×

1

3

）=8，故化學式為KC₈，
故答案為：KC₈．

點評：本題元素周期表與元素周期律的綜合應用，涉及晶體類型與熔沸點關系、元素化合物推斷、晶胞計算等，（5）中的關鍵是尋找重復結構單元，可以用黑色球構成的正三角形解答更簡單，難度中等．