Question

【題目】A、B、C、D、E代表前四周期原子序數依次增大的五種元素。A、D同主族且有兩種常見化合物DA2和DA3；工業上電解熔融C2A3制取單質C；B、E除最外層均只有2個電子外，其余各層全充滿，E位于元素周期表的ds區。回答下列問題：

（1）B、C中第一電離能較大的是 ______，基態D原子價電子的軌道表達式為______。

（2）DA2分子的VSEPR模型是 ______。H2A比H2D熔、沸點高得多的原因是 ______。

（3）實驗測得C與氯元素形成化合物的實際組成為C2Cl6，其球棍模型如圖所示。已知C2Cl6 在加熱時易升華，與過量的NaOH溶液反應可生成Na[C(OH)4]。

① C2Cl6屬于_____晶體（填晶體類型），其中C原子的雜化軌道類型為_____雜化。

② [C(OH)4]－中存在的化學鍵有___________。

（4）工業上制備B的單質是電解熔融B的氯化物，而不是電解BA，原因是________。

（5）B、C的氟化物晶格能分別是2957 kJ·molˉ1、5492 kJ·molˉ1，二者相差很大的原因是_______

（6）D與E所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。在該晶胞中，E的配位數為___________。

Answer 1

【答案】鎂（或Mg） 平面三角形 H2O分子間存在氫鍵 分子 sp3 極性共價鍵、配位鍵（或共價鍵、配位鍵） 熔融MgCl2能導電，可電解，MgO熔沸點高，電解熔融MgO能耗大 Al3+比Mg2+電荷高、半徑小，AlF3的晶格能比MgCl2大得多 4

【解析】

A、B、C、D、E是前四周期原子序數依次增大的五種元素。A、D同主族且能形成兩種常見化合物DA2和DA3，可知A為O，D為S，工業上電解熔融C2A3制取單質C，則C為Al，基態B、E原子的最外層均只有2個電子，其余各電子層均全充滿，E位于元素周期表的ds區，結合原子序數可知，B的電子排布為1s22s22p63s2、E的電子排布為1s22s22p63s23p63d104s2，B為Mg，E為Zn，據此分析解答。

由上述分析可知，A為O元素，B為Mg元素，C為Al元素，D為S元素，E為Zn元素。

(1)Mg的3s電子全滿為穩定結構，難失去電子，則元素Mg與Al第一電離能較大的是Mg；基態S原子的價電子的軌道表達式為，故答案為：Mg；；

(2)DA2為SO2，根據VSEPR理論，價電子對數為=2+=3，VSEPR模型為平面三角形；H2O分子間存在氫鍵，導致H2O比H2S熔沸點高，故答案為：平面三角形；H2O分子間存在氫鍵；

(3)①Al2Cl6在加熱時易升華，可知其熔沸點較低，可判斷為分子晶體，根據圖示，Al形成4根共價鍵，3根為σ鍵，1根為配位鍵，其雜化方式為sp3，故答案為：分子；sp3；

②[Al(OH)4]-中，含有H-O極性共價鍵，氫氧根與鋁離子間還形成了配位鍵，故答案為：極性共價鍵、配位鍵；

(4)MgCl2和MgO都是離子晶體，熔融狀態都能電離、導電，但MgO的離子鍵強，晶格能大，熔融時能耗大，所以工業上電解熔融MgCl2制備Mg，故答案為：熔融MgCl2能導電，可電解，MgO熔點高，電解熔融MgO能耗大；

(5)B、C的氟化物分別為MgF2和AlF3，晶格能分別是2957kJ/mol、5492kJ/mol，二者相差很大，二者均為離子晶體，但Al3+比Mg2+電荷高、半徑小，AlF3的晶格能比MgCl2大，故答案為：Al3+比Mg2+電荷高、半徑小，AlF3的晶格能比MgCl2大得多；

(6)根據晶胞結構，Zn為面心立方最密堆積，S為四面體填隙，ZnS晶胞中S的配位數為4，而ZnS中Zn、S的原子個數比是1∶1，所以Zn的配位數也是4，故答案為：4。