Question

【題目】請回答以下問題：

（1）第四周期的某主族元素，其第一至五電離能數據如圖所示，則該元素對應原子的M層電子排布式為____________。

（2）如圖所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點變化．每個小黑點代表一種氫化物，其中a點代表的是______。

（3）CO2在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖所示．該晶體的熔點比SiO2晶體________（填“高”或“低”），該晶體中碳原子軌道的雜化類型為______。

（4）化合物(CH3)3N與鹽酸反應生成[(CH3)3NH]+，該過程新生成的化學鍵為____（填序號）。

A.離子鍵 B.配位鍵 C.氫鍵 D.非極性共價鍵

若化合物(CH3)3N能溶于水，試解釋其原因:_________________________。

（5）一種新型儲氫化合物A是乙烷的等電子體，其相對分子質量為30.8，且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會慢慢釋放氫氣，同時A轉化為化合物B，B是乙烯的等電子體�；�合物A的結構式為__________________（若含有配位鍵，要求用箭頭表示）

（6）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148 ℃液化，形成一種能導電的熔體，測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子，熔體中P－Cl的鍵長只有198 nm和206 nm兩種，這兩種離子的化學式為______________________；正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角原因為_____________________________；若PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，它的熔體也能導電，經測定知其中只存在一種P－Br鍵長，試用電離方程式解釋PBr5熔體能導電的原因______________________。

（7）氫化鋁鈉（NaAlH4）是一種新型輕質材料， NaAlH4可由AlCl3和NaH在適當條件下合成。NaAlH4的晶胞結構如下圖所示。NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4- 有_________個；NaAlH4晶體的密度為___________g·cm-3（用含a的代數式表示）。

Answer 1

【答案】 3s23p6 SiH4、 高 sp3 B 與水極性相似與水可以形成分子間氫鍵 PCl4+、PCl6- PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角； PBr5==Br-+ PBr4+ 8

【解析】試題分析：(1)由該元素的第一至五電離能數據可知，該元素第一二電離能較小，說明容易失去2個電子，即最外層有兩個電子，已知該元素為第四周期的主族元素，則該元素為第四周期，第IIA族元素Ca；（2）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH3、H2O、HF因存在氫鍵，故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F象；（3）根據CO2在高溫高壓下所形成的晶體晶胞圖，可知該晶體中原子之間通過共價鍵結合，為原子晶體；該晶體中C原子形成4個C-O單鍵，則C原子含有4價層電子對；（4） (CH3)3N中N原子提供電子對、H+提供空軌道形成配位鍵；(CH3)3N是極性分子，與水分子之間可以形成氫鍵；（5）等電子體是原子數和價電子數分別都相等的物質，A是乙烷的等電子體，其相對分子質量為30.8，且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會慢慢釋放氫氣，同時A轉化為化合物B，B是乙烯的等電子體。A是BNH6；(6) PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl4+和一種正六面體形陰離子是PCl6-；PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對； PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，它的熔體也能導電，其中只存在一種P-Br鍵長，則電離生成PBr4+與Br-；（7）根據晶胞圖分析NaAlH4晶體中與Na+緊鄰且等距的AlH4- 的個數；根據 計算NaAlH4晶體的密度。

解析：(1)根據分析，該元素為Ca，M層有8個電子，M層電子排布式為3s23p6；（2）在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，NH3、H2O、HF因存在氫鍵，故沸點高于同主族相鄰元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反�，F象，組成與結構相似，相對分子量越大，分子間作用力越大，沸點越高，故a點代表的應是第IVA族的第二種元素Si的氫化物，即SiH4；（3）根據CO2在高溫高壓下所形成的晶體晶胞圖，可知該晶體中原子之間通過共價鍵結合，為原子晶體，碳原子的半徑比硅原子小，所以鍵能大，晶體的熔點比SiO2晶體高；該晶體中C原子形成4個C-O單鍵，則C原子含有4價層電子對，所以C原子軌道的雜化類型為sp3；（4） (CH3)3N中N原子提供電子對、H+提供空軌道形成配位鍵，化合物(CH3)3N與鹽酸反應生成[(CH3)3NH]+，新生成的化學鍵為配位鍵，選B；(CH3)3N是極性分子，(CH3)3N與水分子之間可以形成氫鍵，所以(CH3)3N能溶于水；（5）等電子體是原子數和價電子數分別都相等的物質，A是乙烷的等電子體，其相對分子質量為30.8，且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會慢慢釋放氫氣，同時A轉化為化合物B，B是乙烯的等電子體。A是BNH6，結構式是；(6) PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl4+和一種正六面體形陰離子是PCl6-；PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角；PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，它的熔體也能導電，其中只存在一種P-Br鍵長，則電離生成PBr4+與Br-，電離方程式為：PBr5=PBr4++Br -；（7）根據晶胞圖，NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4- 有8個；根據均攤原則，晶胞中含有Na+數 ，晶胞中含有AlH4- 的個數是，所以晶胞的摩爾質量是216g/mol，晶胞的體積是 ， g·cm-3 。