Question

已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，其中A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，B、D、F元素原子最外電子層的p能級(jí)（軌道）上的電子均處于半滿狀態(tài)，元素E的最高正價(jià)氧化物的水化物在同周期元素的最高正價(jià)氧化物的水化物中酸性最強(qiáng)．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）A、B、C三元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

 

（用對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)填空，下空同），三者的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

 

（2）A、B、C三元素的氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)分別是

 

（3）B、D、F三元素的氫化物的沸點(diǎn)從高到低排列次序是（填化學(xué)式）

 

，其原因是

 

．
（4）F元素原子基態(tài)時(shí)的核外電子排布式為

 

．
（5）由B、E兩種元素組成的化合物X，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，x分子為三角錐形分子，且分子里B、E兩種原子最外層均達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．X遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)，則X分子的電子式為

 

，X分子的中心原子的雜化軌道類型為

 

，X與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（6）另有一種位于周期表中ds區(qū)的元素G，該元素單質(zhì)形成的晶體晶胞如圖所示，若假設(shè)該原子半徑為r，相對(duì)原子質(zhì)量為Mr，則該元素單質(zhì)的密度可表示為

 

．（用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F，其中B、D、F原子最外電子層的p能級(jí)（軌道）上的電子處于半滿狀態(tài)，外圍電子排布為ns²np³，處于ⅤA族，則B為N元素，D為P元素，F(xiàn)為As元素；A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，則A為碳元素、C為O元素；元素E的最高正價(jià)氧化物的水化物在同周期元素的最高正價(jià)氧化物的水化物中酸性最強(qiáng)，其原子序數(shù)小于As，大于P元素，則E處于第三周期，故E為Cl元素，據(jù)此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E＜F，其中B、D、F原子最外電子層的p能級(jí)（軌道）上的電子處于半滿狀態(tài)，外圍電子排布為ns²np³，處于ⅤA族，則B為N元素，D為P元素，F(xiàn)為As元素；A、B、C是同一周期相鄰的三種元素，則A為碳元素、C為O元素；元素E的最高正價(jià)氧化物的水化物在同周期元素的最高正價(jià)氧化物的水化物中酸性最強(qiáng)，其原子序數(shù)小于As，大于P元素，則E處于第三周期，故E為Cl元素，
（1）同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2p能級(jí)容納3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C；同周期自左而右電負(fù)性增大，故電負(fù)性O(shè)＞N＞C，
故答案為：N＞O＞C；O＞N＞C；
（2）C、N、O三元素的氫化物分子分別為CH₄、NH₃、H₂O，空間結(jié)構(gòu)分別是：正四面體、三角錐形、V形，
故答案為：正四面體、三角錐形、V形；
（3）N、P、As三元素的氫化物分別為NH₃、PH₃、AsH₃，都形成分子晶體，但NH₃分子之間存在氫鍵，AsH₃、PH₃分子之間為范德華力，氫鍵比范德華力更強(qiáng)，NH₃沸點(diǎn)最高，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，故沸點(diǎn)AsH₃＞PH₃，沸點(diǎn)從高到低排列次序是NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；NH₃分子之間存在氫鍵，AsH₃、PH₃分子之間為范德華力，氫鍵比范德華力更強(qiáng)，NH₃沸點(diǎn)最高，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，AsH₃沸點(diǎn)比PH₃高；
（4）F為As元素，處于第四周期ⅤA族，原子基態(tài)時(shí)的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（5）由N、Cl兩種元素組成的化合物X，常溫下為易揮發(fā)的淡黃色液體，X分子為三角錐形分子，且分子里N、Cl兩種原子最外層均達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則X為NCl₃，則NCl₃分子的電子式為，NCl₃分子的中心N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，N原子采取sp³雜化，NCl₃遇水蒸氣可形成一種常見的漂白性物質(zhì)，生成HClO，同時(shí)生成NH₃，反應(yīng)方程式為：NCl₃+3H₂O═NH₃+3HClO，
故答案為：；sp³；NCl₃+3H₂O═NH₃+3HClO；
（6）另有一種位于周期表中ds區(qū)的元素G，由該元素單質(zhì)形成的晶體晶胞可知，晶胞中G原子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，則晶胞質(zhì)量=

4Mr

NA

g，原子半徑為r，則晶胞棱長=4r×

2

2

=2

2

r，晶胞體積=（2

2

r）³=16

2

r³，則該元素單質(zhì)的密度為

4Mr NA

16 2 r3

=

Mr

4 2 NAr3

，
故答案為：

Mr

4 2 NAr3

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目比較綜合，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、電負(fù)性、電離能、核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化理論、晶胞計(jì)算等，側(cè)重考查主干知識(shí)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，難度中等，（6）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，計(jì)算晶胞棱長是關(guān)鍵．