Question

7．A、B、C、D、E原子序数依次增大，且为前四周期的元素，其中B^2-和C⁺具有相同的核外电子排布；D的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低；E核外有五个单电子，B、E形成的某种化合物和A、D形成的化合物的浓溶液加热时反应可用于实验时制取气态单质D．
回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）；
（1）E的基态原子的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²．
（2）D的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是HF中含有氢键．
（3）元素B与D的电负性较大的是O；D的某种含氧酸盐常用于实验室中的B的单质的制取，此酸根离子的空间构型是三角锥形，此离子中含有的化学键类型是共价键；B-D-B的键角＜109.50°（填“＞”“＜”或“=”）
（4）B与C形成的化合物C₂B的晶胞如图．其中B^2-的配位数为8，以相距一个C⁺最近的所有B^2-为顶点构成的几何体为立方体，该化合物与MgO相比，熔点较高的是MgO
（5）已知该化合物的晶胞边长为x pm，则a位置与b位置之间的距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E原子序数依次增大，且为前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外电子排布，则B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低，则D元素上以周期同主族元素氢化物含有氢键，则D位于第三周期，C原子序数小于D，则C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五个单电子，B、E形成的某种化合物A、D形成的化合物的浓溶液加热时反应可用于实验时制取气态单质D，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，则E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25个电子，根据构造原理书写E的基态原子的核外电子排布式；
（2）含有氢键的氢化物熔沸点较高；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B与D的电负性较大的是O元素；
实验室用氯酸钾制取氧气，根据价层电子对互斥理论判断氯酸根离子空间构型；非金属元素之间易形成共价键；孤电子对对共用电子对之间的排斥力大于共用电子对之间的排斥力；
（4）O与Na形成的化合物Na₂O的晶胞如图，该晶胞中黑色球是8个、白色球个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球个数之比=4：8=1：2，则黑色球表示钠离子、白色球表示氧离子，其中O^2-的配位数=8，以相距一个Na⁺最近的所有O^2-为顶点构成的几何体为立方体；离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；
（5）a、b离子之间的距离为该晶胞体长的$\frac{1}{4}$．

解答 解：A、B、C、D、E原子序数依次增大，且为前四周期的元素，
其中B^2-和C⁺具有相同的核外电子排布，则B位于第VIA族，C位于第IA族；
D的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低，则D元素上以周期同主族元素氢化物含有氢键，则D位于第三周期，C原子序数小于D，则C位于第三周期、B位于第二周期，所以C是Na元素、B是O元素；
E核外有五个单电子，B、E形成的某种化合物A、D形成的化合物的浓溶液加热时反应可用于实验时制取气态单质D，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，则E是Mn元素、A是H元素、D是Cl元素；
（1）E是Mn元素，其原子核外有25个电子，根据构造原理知Mn的基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）D是Cl元素，其上一周期同主族元素是F元素，HF中含有氢键、HCl中不含氢键，所以HF熔沸点较高，故答案为：HF中含有氢键；
（3）B是O元素、D是Cl元素，元素B与D的电负性较大的是O元素；
实验室用氯酸钾制取氧气，ClO₃^-中价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$×（7+1-3×2）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构；非金属元素之间易形成共价键，所以氯酸根离子之间含有共价键；孤电子对对共用电子对之间的排斥力大于共用电子对之间的排斥力，则B-D-B的键角＜109.50°，
故答案为：O；三角锥形；共价键；＜；
（4）O与Na形成的化合物Na₂O的晶胞如图，该晶胞中黑色球是8个、白色球个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以白色球和黑色球个数之比=4：8=1：2，则黑色球表示钠离子、白色球表示氧离子，其中O^2-的配位数=8，以相距一个Na⁺最近的所有O^2-为顶点构成的几何体为立方体；离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，钠离子半径大于镁离子，钠离子所带电荷小于镁离子，所以氧化镁晶格能较大，则MgO熔沸点较高，故答案为：8；立方体；MgO；
（5）晶胞的边长为x pm，晶胞的体长=$\sqrt{{x}^{2}+{x}^{2}+{x}^{2}}$pm=$\sqrt{3}$xpm，a、b离子之间的距离为该晶胞体长的$\frac{1}{4}$，则ab离子之间距离=$\frac{1}{4}$×$\sqrt{3}$xpm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$xpm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$x．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、物质熔沸点高低判断、电负性等知识点，这些都是高频考点，侧重考查学生知识运用及空间想象能力，难点是晶胞计算及价层电子对互斥理论，题目难度中等．