Question

有A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數依次增大。A原子的電子層數與它的核外電子總數相同，B原子核外最外層電子數是次外層電子數的2倍，C元素的原子基態時2p能級是2s能級上的電子數的2倍，D是該周期中原子半徑最大的主族元素，E原子的第一至第四電離能（kJ·mol^－1）分別為：578、1817、2745、11575。請回答下列問題：

（1）C、D兩元素形成的化合物的晶體類型是　　　　　　　　。BC₂的結構式　　　　　　　　；在一定溫度下，用x射線衍射法測BC₂晶胞（晶體中最小的重復單位）邊長: a＝5.72×10^－8cm，該溫度下BC₂的密度為               

（2）若F是D的同主族下一周期元素，則F的電子排布式是：　　　　　　　　，

（3）寫出E的最高價氧化物對應的水化物與D的最高價氧化物對應的水化物反應的離子方程式　　　　　　。

（4）A₂C分子間因存在“氫鍵”的作用而彼此結合形成(A₂C)_n。在該分子形成的晶體中每個A₂C分子被4個A₂C分子包圍形成變形的四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體，其結構示意圖如右圖所示，試填空。

①含1molA₂C的該晶體中有_____mol“氫鍵”。

②若G是C的同主族下一周期元素，請比較A₂C與A₂G沸點的高低______________。（填分子式）

 

Answer 1

【答案】

(9分）(1)離子晶體(1分） O="C=O" (1分）1.56g/cm³(2分）（2）1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹(1分）

（3）Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O(2分）          (4)① 2 (1分）②H₂O > H₂S(1分）

【解析】

試題分析：A原子的電子層數與它的核外電子總數相同，則A應該是氫元素。B原子核外最外層電子數是次外層電子數的2倍，則B是碳元素。C元素的原子基態時2p能級是2s能級上的電子數的2倍，所以C是氧元素。D是該周期中原子半徑最大的主族元素，則D是鈉元素。E原子的第一至第四電離能（kJ·mol^－1）分別為：578、1817、2745、11575，這說明E元素的第四電離能遠大于第三電離能，則E是第ⅢA族元素，即是鋁元素。

（1）C、D兩元素形成的化合物是氧化鈉或過氧化鈉，其晶體類型都是離子晶體。BC₂的結構式O=C=O。根據CO₂都晶體結構可知，該晶胞中含有4個CO₂分子，則，解得ρ＝1.56g/cm³。

（2）若F是D的同主族下一周期元素，則F是K元素，所以根據構造原理可知，其電子排布式是1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹。

（3）氫氧化鋁是兩性氫氧化物，則該反應的方程式是Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O。

（4）①根據結構示意圖可知，平均1個水分子形成2個氫鍵，所以含1molA₂C的該晶體中有2mol“氫鍵”。

②若G是C的同主族下一周期元素，則G是S元素。由于水分子間存在氫鍵，所以水的沸點高于H₂S的沸點。

考點：考查晶體類型、結構式、核外電子排布、氫鍵以及物質沸點高低比較和晶體的有關計算

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題難易適中，綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有助于培養學生的邏輯推理能力和空間想象能力。該類試題主要是以“周期表中元素的推斷”為載體，考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。