Question

17．有A、B、C、D四種元素，其中A元素和B元素的原子都有1個(gè)未成對(duì)電子，A⁺ 比B^- 少一個(gè)電子層，B原子得一個(gè)電子填入3p軌道后，3p軌道已充滿；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，其最高價(jià)氧化物中含D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%，且其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)．R是由A、D兩元素形成的離子化合物，其中A⁺ 與D^2- 離子數(shù)之比為2：1．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A元素形成的晶體屬于A₂ 密堆積型式，則其晶體內(nèi)晶胞類型應(yīng)屬于體心立方 （填寫(xiě)“六方”、“面心立方”或“體心立方”）．
（2）B^-的價(jià)電子排布圖為，在CB₃ 分子中C元素原子的原子軌道發(fā)生的是sp³ 雜化．
（3）C的氫化物的空間構(gòu)型為三角錐形
（4）B元素的電負(fù)性＞ D元素的電負(fù)性（填“＞”、“＜”或“=”）；用一個(gè)化學(xué)方程式說(shuō)明B、D兩元素形成的單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱：H₂S+Cl₂=2HCl+S↓．
（5）如圖所示是R形成的晶體的晶胞，設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為 a cm．試計(jì)算R晶體的密度為$\frac{312}{a{\;}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm³．（阿伏加德羅常數(shù)用 N _A 表示）

Answer 1

分析 B原子得一個(gè)電子填入3p軌道后，3p軌道已充滿，B為Cl元素；B^-離子為Cl^-離子，A⁺比B^-少一個(gè)電子層，A⁺為Na⁺離子；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，C原子的外圍電子排布為ns²np³，是第ⅤA族元素，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，所以為N元素；D的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，為第ⅥA族元素，最高價(jià)氧化物中含D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%，可推知D的相對(duì)原子質(zhì)量為32，其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，所以質(zhì)子數(shù)為16，D為S元素，A⁺是Na⁺離子，D^2-離子是S^2-離子，R是由Na⁺離子與S^2-離子以2：1形成的離子化合物，R是硫化鈉．

解答 解：B原子得一個(gè)電子填入3p軌道后，3p軌道已充滿，B為Cl元素；B^-離子為Cl^-離子，A⁺比B^-少一個(gè)電子層，A⁺為Na⁺離子；C原子的p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子，C原子的外圍電子排布為ns²np³，是第ⅤA族元素，其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大，所以為N元素；D的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)的代數(shù)和為4，為第ⅥA族元素，最高價(jià)氧化物中含D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%，可推知D的相對(duì)原子質(zhì)量為32，其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，所以質(zhì)子數(shù)為16，D為S元素，A⁺是Na⁺離子，R是由Na⁺離子與D^2-離子以2：1形成的離子化合物，D^2-離子是S^2-離子，R是硫化鈉．
（1）A₂密堆積型式晶胞含有2個(gè)原子，所以Na元素形成的晶體內(nèi)晶胞類型應(yīng)屬于體心立方，
故答案為：體心立方；
（2）B^-離子為Cl^-離子，電子排布圖為，CB₃分子為NCl₃分子，N原子有一對(duì)孤對(duì)電子，與Cl原子成3個(gè)δ鍵，雜化軌道數(shù)為1+3=4，所以為sp³雜化，
故答案為：；sp³ ；
（3）C的氫化物為NH₃，N原子采取sp³雜化，N原子有一對(duì)孤對(duì)電子，所以NH₃為三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（4）B為Cl元素，D為S元素，同周期，自左而右，電負(fù)性增強(qiáng)，所以電負(fù)性Cl＞S．利用“在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物”原理，
一般來(lái)說(shuō)電負(fù)性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，如在H₂S+Cl₂=2HCl+S↓反應(yīng)中，Cl₂的氧化性大于O₂的氧化性．
故答案為：＞；H₂S+Cl₂=2HCl+S↓；
（5）A⁺是Na⁺離子，D^2-離子是S^2-離子，根據(jù)均攤法計(jì)算，晶胞含有S^2-離子個(gè)數(shù)8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有A⁺是Na⁺離子8個(gè)，即一個(gè)晶胞含有4個(gè)硫化鈉分子，所以密度為$\frac{\frac{78g/mol×4}{N{\;}_{A}mol{\;}^{-1}}}{a{\;}^{3}cm{\;}^{3}}$=$\frac{312}{a{\;}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{312}{a{\;}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素推斷題，題目較為綜合，涉及分子的雜化、晶體的類型、電子排布式的書(shū)寫(xiě)以及晶胞的計(jì)算等知識(shí)，本題推斷元素的種類是正確解答的關(guān)鍵．