Question

【題目】已知A、B、C、D四種元素的原子序數之和等于36.A的單質是最輕的氣體；B的基態原子有3個不同的能級，各能級中電子數相等；D有“生物金屬”之稱，其單質和化合物有廣泛的用途，D4+離子和氬原子的核外電子排布相同.工業上利用DO2和碳酸鋇在熔融狀態下制取化合物甲(甲可看做一種含氧酸鹽).化合物甲有顯著的“壓電性能”，應用于超聲波的發生裝置.經X射線分析，化合物甲晶體的晶胞結構為立方體(如下圖所示)，其中Ba2+占據體心位置，O2-占據棱心位置，D4+占據頂點位置.

請回答下列問題：

（1）A、B、C三種元素的電負性由大到小的順序是__________________(填元素符號).

（2）BA4分子的空間構型是______________；B原子軌道的雜化類型為_____.

（3）C的氣態氫化物的電子式為____；其沸點高于同主族其他元素氫化物的沸點，主要原因是____________________.

（4）D的基態原子核外電子排布式為____________________.

（5）①制備化合物甲的化學方程式為____________________.

②在甲晶體中，若將D4+置于立方體的體心，Ba2+置于立方體的頂點，則O2-處于立方體的__________.

③在甲晶體中，D4+的氧配位數為__________.

④已知甲晶體的摩爾質量為M g/mol，其晶胞邊長為4.03×10-10m，則甲晶體的密度為__________________g/cm3(要求列出算式，阿伏加德羅常數用NA表示).

Answer 1

【答案】N＞C＞H； 正四面體型 sp3 因為其分子間存在氫鍵，所以其沸點高于同主族其他元素氫化物的沸點 1s22s22p63s23p63d24s2 BaCO3+TiO2=BaTiO3+CO2↑ 面心 6

【解析】

A的單質是最輕的氣體，即A為H，B的基態原子有3個不同的能級，各能級中電子數相等，即B的電子排布式為1s22s22p2，即B為C，D有“生物金屬”之稱，其單質和化合物有廣泛的用途，D4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，即D的原子序數為22，D為Ti，原子序數自核等于36，則C為N，然后進行分析。

A的單質是最輕的氣體，即A為H，B的基態原子有3個不同的能級，各能級中電子數相等，即B的電子排布式為1s22s22p2，即B為C，D有“生物金屬”之稱，其單質和化合物有廣泛的用途，D4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，即D的原子序數為22，D為Ti，原子序數自核等于36，則C為N，

（1）同周期從左向右電負性增大，即電負性大小順序是N>C>H；

（2）BA4為CH4，空間構型為正四面體，中心原子C有4個σ鍵，無孤電子，價層電子對數為4，則雜化類型為sp3；

（3）C的氣態氫化物為NH3，其電子式為；氨氣分子間存在氫鍵，其余同主族氫化物不含分子間氫鍵，因此氨氣沸點高于同主族其他元素氫化物的沸點；

（4）D為Ti，其基態原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d24s2；

（5）①根據化合物甲的晶胞結構，Ba2＋位于內部，Ba2＋個數為1，Ti4＋位于頂點，個數為8×1/8=1，O2－位于棱上，個數為12×1/4=3，甲的化學式為BaTiO3，因此化學反應方程式為BaCO3＋TiO2=BaTiO3＋CO2↑；

②若將Ti4＋置于立方體的體心，Ba2＋置于立方體的頂點，根據晶胞的結構，推出O2－位于面心；

③Ti4＋的氧配位數，指的是距離Ti4＋最近的O2－的個數，根據晶胞的結構，推出Ti4＋的氧的配位數為6；

④晶胞的質量為 g，晶胞的體積為(4.03×10－10×102)3cm3，根據密度的定義，得出甲晶體的密度為 g/cm3。