Question

[化學—選修3：物質結構與性質]（15分）

有A、B、C、D、E、F、G、H原子序數遞增的前四周期八種元素。請根據下列信息，回答問題：

①A、B、C、D、E、F為短周期主族元素，原子半徑大小關系為A＜D＜C＜B＜F＜E；

②A與D形成的化合物常溫下為液態；

③B元素原子價電子（外圍電子）排布為nSnnPn

④F元素原子的核外p電子總數比s電子總數多1；

⑤第一電子能：F＜E；

⑥G的基態原子核外有6個未成對電子；

⑦H能形成紅色（或磚紅色）的和黑色的HD兩種化合物。

（1）G元素基態原子的價電子排布圖為 。

（2）中B原子采取的雜化軌道類型為 。

（3）根據等電子體原理，推測分子的空間構型為 。

（4）下列有關E、F的敘述正確的是（ ）

a.離子半徑E＞F b.電負性E＜F

c.單質的熔點E＞F d. E、F的單質均能與氧化物發生置換

e. E的氧化物具有兩性 f. E、F均能與氯元素構成離子晶體

（5）極易溶于,原因是 。

（6）E單質的晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，晶胞如下圖丙所示。則E單質的晶體堆積模型為 。

若已知E原子半徑為r pm，表示阿伏伽德羅常數，晶胞的邊長為a。晶胞的高為h，則晶胞的密度可表示為 g/cm3。（用只含r和代數式表示）

 

 

 

Answer 1

（1）（2分）

（2）sp2雜化

（3）直線型

（4）abde

（5）根據“相似相容原理”，極性分子NH3易溶于極性溶劑H2O；NH3分子與H2O分子間可以形成氫鍵，

（6）六方最密堆積 或

【解析】

試題分析：由⑦知H是Cu，D是O元素；則A是H元素；B元素原子價電子（外圍電子）排布為nSnnPn ，則n=2，所以B是C元素；則C是N元素；F元素原子的核外p電子總數比s電子總數多1,有F、Na、Al符合條件，F、Na可排除，則F是Al元素；E的原子半徑比F大，但E的第一電離能也比F大，同周期元素中比AL原子半徑大的元素又Na、Mg，其中Mg的3s軌道為全滿狀態，第一電離能比Al大，所以E是Mg元素； G的基態原子核外有6個未成對電子；則G是Cr元素；（1）G元素基態原子的價電子排布式為3d54s1，排布圖為；

（2）根據雜化軌道理論，CO32-中C原子的價層電子對數=3+1/2(4+2-3×2)=3，所以C原子是sp2雜化；

（3）N2O與CO2是等電子體，所以N2O與CO2的空間構型相同，都是直線型分子；

（4）E、F是同周期元素，且F的原子序數小于E。a、E、F的離子的電子層結構相同，核電荷數大的離子半徑小，所以離子半徑E>F，正確；b、同周期元素核電荷數大的電負性大，所以電負性F>E,正確；c、Mg的原子半徑比Al大，所以Al的金屬鍵較強，熔點高，F>E，錯誤；d、E、F的還原性較強，可以與氧化物發生置換反應，如Mg與二氧化碳的反應，鋁熱反應，正確；e、E的氧化物氧化鋁既能與酸反應，又能與堿反應，具有兩性，正確；f、氯化鋁是分子晶體，錯誤，答案選abde；

（5）氨氣是極性分子，水也是極性分子，根據“相似相容原理”，極性分子NH3易溶于極性溶劑H2O，且NH3分子與H2O分子間可以形成氫鍵；

（6）Mg的晶胞結構表示Mg是六方最密堆積；根據“均攤法”計算晶胞中Mg的原子個數是1+1/8×8=2,晶胞的邊長a=2r，高h=a,1pm=1×10-10cm，

則晶胞的密度=2×24/NA/a2h==

考點：考查元素推斷，物質結構與性質應用，雜化軌道的判斷，核外電子排布圖的書寫，晶胞計算