Question

（2012?开封二模）[选修一物质结构与性质]同一周期（短周期）各元素形成单质的沸点变化如图1所示（按原子序数连续递增顺序排列）．该周期部分元素氟化物的熔点见表．
 

氟化物	AF	BF2	DF4
熔点/K	1266	1534	183

（1）A原子核外共有

11

种不同运动状态的电子，

4

种不同能级的电子．
（2）B的单质在空气中燃烧的主要产物是白色的

MgO

，还生成少量的

Mg₃N₂

（填化学式）；
（3）已知下列数据：
①、Fe（s）+

1

2

O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol
②、2C（s）+

3

2

O₂（g）=C₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol
 则C的单质和FeO反应的热化学方程式为

2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol

．
（4）元素D的气态氢化物分子为

非极性

分子（填“极性”或“非极性”）．D的电负性比E的

小

 （填“大”或“小”）．在D、E、G、H四种元素形成的氢化物中，热稳定性最大的是

HCl

 （填化学式）．
（5）G的最高价氧化物水化物的酸根离子的立体构型是

正四面体

，其中G原子的杂化轨道类型是

sp³

．
（6）元素H的钠盐晶胞结构如图2所示，每个Na⁺周围与之距离最近的Na⁺的个数为

12

．
（7）解释上表中氟化物熔点差异的原因：

NaF与MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低；MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔点比NaF高

．

Answer 1

分析：图中曲线表示8种元素的原子序数（按递增顺序连续排列）和单质沸点的关系，H、I的沸点低于0℃，可推断常温下只有H、I为气体，故为第三周期元素，结合氟化物化学式，则A为Na，B为Mg，C为Al，D为Si，E为P、G为S，H为Cl，I为Ar，
（1）原子中没有运动状态相同的电子，由多少电子具有几种运动状态；根据核外电子排布式判断占有的能级；
（2）镁与在空气中燃烧，与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁；
（3）Al与FeO发生铝热反应生成氧化铝与Fe，根据盖斯定律由②-①×3可得目标热化学方程式；
（4）根据氢化物的空间结构，结合正负重心是否重合判断分子极性；同周期自左而右电负性增强；同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定；
（5）G的最高价氧化物水化物的酸根离子为SO₄^2-，计算S原子价层电子对数与孤对电子，进而确定立体结构与S原子杂化方式；
（6）元素H的钠盐为NaCl，根据晶胞结构可知，Na⁺周围与之距离最近的Na⁺处于对角线上，以中间以中心的黑色球钠离子分析；
（7）根据晶体类型与晶格能分析解答．

解答：解：图中曲线表示8种元素的原子序数（按递增顺序连续排列）和单质沸点的关系，H、I的沸点低于0℃，可推断常温下只有H、I为气体，故为第三周期元素，结合氟化物化学式，则A为Na，B为Mg，C为Al，D为Si，E为P、G为S，H为Cl，I为Ar，
（1）A为Na元素，原子核外电子数为11，故共有11种不同运动状态的电子，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s¹，有4种不同能级的电子，
故答案为：11；4；
（2）镁在空气中燃烧，主要发生镁和氧气反应，生成白色氧化镁，还与氧气反应生成少量氮化镁，
故答案为：MgO；Mg₃N₂；
（3）C为Al和FeO反应生成氧化铁与Al，则有：
①Fe（s）+

1

2

O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol，
②2Al（s）+

1

2

O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol，
利用盖斯定律将②-①×3可得：2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol，
故答案为：2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol；
（4）元素D的气态氢化物为SiH₄，与甲烷结构相同，为正四面体型，属于对称结构，为非极性分子；同周期自左而右电负性增强，故电负性Si＜P，非金属性Si＜P＜S＜Cl，故HCl最稳，
故答案为：非极性；小；HCl；
（5）G的最高价氧化物水化物的酸根离子为SO₄^2-，S原子价层电子对数=4+

6+2-2×4

2

=4、不含孤对电子，故为正四面体结构，S原子采取sp³杂化，
故答案为：正四面体；sp³；
（6）元素H的钠盐为NaCl，在氯化钠晶胞中若以黑色球为钠离子，白色球为氯离子，以中心的黑色球钠离子分析，Na⁺周围与之距离最近的Na⁺处于对角线上，故有12个，
故答案为：12；
（7）NaF与 MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低；Mg²⁺的半径比Na⁺的半径小，MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔点比NaF高，
故答案为：NaF与 MgF₂为离子晶体，SiF₄为分子晶体，故SiF₄的熔点低；MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔点比NaF高．

点评：本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、热化学方程式、电负性、杂化轨道、分子极性、晶胞、晶体类型与性质等，试题涉及的知识点较多，综合性较大，注重了对物质结构中常考考点的综合，难度较大．