Question

现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期元素，a+b=c，a+c=d，a+d=e，d+e=g，B、C、E、G的单质均有多种同素异形体，请回答下列问题：

Ⅰ．（1）C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为____________。（用相应的元素符号表示）

（2）请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为??? ____________________。（用化学式表示）

（3）有某种分子式为C4D4E8的物质（该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键）是一种威力极强的炸药，则可推知其结构简式为____________。

Ⅱ．BG是一种耐磨材料，其与金刚石结构相似，右图为其结构中的最小重复单元，它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

（1）指出B的三溴化物中B的杂化方式为___________；G的三溴化物分子的结构为_________型。

（2）写出合成BG的化学反应方程式为_______________________________。

（3）已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm，则该晶体的密度的表达式为__________g/cm3。（不需化简）

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）N＞O＞C?????? （2分）

（2）N2H4＞P2H4＞C2H4?? （2分）

（3）?????????? （2分）

Ⅱ.（1）sP2 （2分）；三角锥?? （1分）。

（2）BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr? （3分）

（3）? （3分）

【解析】

试题分析：由a+b=c，a+c=d，a+d=e，知b、c、d、e间相差a，在短周期内，猜想a=1，且B、C、E、G的单质均有多种同素异形体，则b、c、d、e分别等于5、6、7、8，g=15，对应元素分别是H、B、C、N、O、P，B、C、O、P均有同素异形体。

Ⅰ.（1）N的最外层为半充满状态，第一电离能最大，C、O则按照同周期元素第一电离能的比较即可，则C、N、O的第一电离能由大到小的关系为N＞O＞C

（2）C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的化学式为C2H4、N2H4、P2H4，它们均属于分子晶体，但N2H4分子间存在氢键，所以沸点最高，其他两种符合相对分子量越大，分子间作用力越大，沸点越高，所以沸点的高低顺序是N2H4＞P2H4＞C2H4

（3）分子式为C4D4E8的物质的最简式为CNO2, 该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键，所以每个碳原子与其他3个碳原子相连，同时与一个硝基相连，其结构简式为

Ⅱ.（1）B的三溴化物的化学式为BBr3,中心原子的价层电子对数是3，所以是sp2杂化，G的三溴化物的化学式为PBr3，中心原子的价层电子对数是4，有1对孤对电子，所以空间构型为三角锥型

（2）根据题目中提供的合成BG的条件，则合成BG的化学反应方程式为BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr

（3）B原子位于P的正四面体的中心，所以B与P的最近距离是正四面体的中心到顶点的距离，设立方体的棱长为b，则b×=a,b=a,该晶胞中实际拥有4个BP，所以该晶胞的密度为4×42/NA/(a×10-10)3=

考点：考查元素推断、电离能的判断、沸点的比较、分子结构的分析、杂化轨道空间构型的判断及晶胞的计算