Question

【題目】前四周期元素X、Y、Z、M、N、O、P，原子序數逐漸增大，其中X、Y、Z、M、N為短周期元素，而X、Y、Z、M處于同周期的P區，且未成對電子數之比為1:2:3:2；N與Z同族。O、P分別位于周期表第2、4列，P的單質被稱為“未來金屬”，具有質量輕、強度大、耐腐蝕性好的優點。

（1）Y、Z、M三種元素的電負性由大到小的順序：________（用元素符號表示）。

（2）M的常見氫化物的氫鍵的鍵能小于HF的氫鍵的鍵能，但Z的常見氫化物常溫下為液態而HF常溫下為氣態的原因是：__________。

（3）XN一種耐磨涂料，可用于金屬表面保護層，該化合物可由X的三溴化物和N的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成。

①寫出合成XN的化學方程式：_________。（各物質用化學式表示）

②XN的晶體的晶胞如圖所示：

其中實心球為N，在一個晶胞中N原子空間堆積方式為______，N原子的配位數為______；該結構中有一個配位鍵，提供空軌道的原子是________（寫元素符號）。

（4）O和硫形成的某種晶體的晶胞如圖a所示：該晶胞原子的坐標參數A為（0，0，0）；B為（1，0，0）。則C原子的坐標參數為_______。

（5）圖b為P的一種面心立方晶胞結構，若晶胞的邊長為anm，則P的密度為_____g·cm-3（用含a和NA的代數式表示）

Answer 1

【答案】O＞N＞C 平均每個H2O分子間的氫鍵數目比HF分子間的多 BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr 面心立方堆積 4 B （1/4，1/4，1/4）

【解析】

前四周期元素X、Y、Z、M、N、O、P，原子序數逐漸增大，其中X、Y、Z、M、N為短周期元素，而X、Y、Z、M處于同周期的p區，且未成對電子數之比為1:2:3:2；推出X為B元素、Y為C元素、Z為N元素、M為O元素；N與Z同族，則N為P元素；則O、P為第四周期，且分別位于周期表第2、4列，P的單質被稱為“未來金屬”，具有質量輕、強度大、耐腐蝕性好的優點，則P為Ti元素，O為Ca元素，結合元素的結構及性質進行答題。

由分析可知：X為B元素、Y為C元素、Z為N元素、M為O元素、N為P元素、O為Ca元素、P為Ti元素。

（1）由分析可知：Y為C元素、Z為N元素、M為O元素，同周期元素從左到右電負性逐漸增大，所以元素C、N、O的電負性由大到小的順序為O＞N＞C，故答案為：O＞N＞C。

（2）M為O元素，M的常見氫化物為H2O，每個分子能形成兩條氫鍵，而每個HF分子只能形成一個氫鍵，所以雖然H2O氫鍵的鍵能小于HF氫鍵的鍵能，但水常溫下為液態而HF常溫下為氣態，故答案為：每個H2O平均形成的氫鍵數目比每個HF平均形成的氫鍵數目多。

（3）①XR的分子式為BP，R的三溴化物PBr3，所以合成XR的化學方程式為：BBr3＋PBr3＋3H2BP＋6HBr，故答案為：BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。

②BP晶體結構中，實心球為P原子，根據晶胞結構分析，P做面心立方最密堆積；P位于頂點和面心，故1mol晶胞中含有P原子的數目為8×+6×=4，B位于晶胞內，故含有B原子的數目為4個，所以P原子的配位數為4，沒有孤電子對的原子提供空軌道，B原子沒有孤電子對，所以提供空軌道，P原子提供孤電子對，故答案為：面心立方堆積；4；B。

（4）根據各個原子的相對位置可知，C在各個方向的1/4處，所以其坐標為（1/4，1/4，1/4），故答案為：（1/4，1/4，1/4）。

（5）圖b為Ti的一種面心立方晶胞結構，Ti原子的個數為：8×+6×=4個，若晶胞的邊長為anm，體積為(a×10-7)3cm3，NA表示阿伏伽德羅常數，則晶體Ti的密度為=g·cm-3，故答案為：。