Question

已知：A、B、C、D四種短周期元素，其化合價最高正價數依次為1、4、5、7，已知B原子的核外次外層電子數為2。A、C原子的核外次外層電子數為8。D元素的最高價氧化物對應的水化物是已知含氧酸中酸性最強的酸。試回答下列有關的問題：
（1）寫出C元素原子的價電子軌道表達式       ；D元素的價電子排布式        。
（2）已知B元素與氫元素形成的氣態化合物在標準狀況下的密度為1.161g·L^-1，則在該化合物的分子中B原子的雜化方式為          。
（3）已知C、D兩種元素形成的化合物通常有CD₃、CD₅兩種。這兩種化合物中一種為非極性分子，一種為極性分子，則屬于極性分子的化合物的化學式是          。
（4）由B元素形成具有正四面體結構的晶體和由C元素形成具有正四面體結構的晶體相比，熔點較高的晶體是        （填寫晶體的名稱）。
（5）由A、D兩元素形成的化合物組成的晶體中，陰、陽離子都具有或近似具有球型對稱結構，它們都可以看作剛性圓球，并彼此“相切”。如下圖所示為A、D形成化合物的晶胞結構圖以及晶胞的剖面圖：
若
a＝5.6×10^-8cm，則該晶體的密度為              g·cm^-3（精確到小數點后1位）。

Answer 1

（12分，每空2分）  （1）、3s²3p⁵
（2）sp      （3）PCl₃        （4）金剛石    （5）2.2

試題分析：已知B的原子核外次外層電子數為2，最高正價為4，則B為碳元素；A、C原子的核外次外層電子數為8，最高正價分別為1、5，則A為鈉元素，C為磷元素；D元素的最高價氧化物對應的水化物是已知含氧酸中最強的酸，該酸為高氯酸，且Cl的最高價為+7，所以D為氯元素。
（1）C為磷元素，最外層有5個電子，3s能級有2個電子，3p能級有3個電子，P原子的價電子軌道表示式為。D為氯元素，原子核外有17個電子，價電子排布式為3s²3p⁵。
（2）B為碳元素，已知B與氫元素形成的化合物在標準狀況下的密度為1.161g/L，該化合物的摩爾質量為1.161g/L×22.4L/mol＝26g/mol，故該氫化物為C₂H₂。乙炔是直線型結構，C原子雜化軌道數為1+1＝2，C原子的雜化方式為sp雜化。
（3）C為磷元素、D為氯元素，CD₃、CD₅分別為PCl₃、PCl₅。PCl₅中心原子P原子最外層電子全部成鍵為非極性分子，PCl₃中心原子P原子最外層電子未全部成鍵為極性分子，P原子呈3個σ鍵、含有1對孤對電子對，采取sp³雜化，空間結構為三角錐型。
（4）由B元素形成具有正四面體結構的晶體是金剛石，由C元素形成具有正四面體結構的晶體是白磷。金剛石是原子晶體，白磷是分子晶體，所以熔點較高的晶體是金剛石。
（5）在氯化鈉晶胞中還有鈉離子和氯離子的個數分別是。由于晶胞的邊長是＝5.6×10^-8cm，則該晶體的密度為，解得ρ＝2.2 g/cm
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的應試能力和邏輯推理能力。該題以“周期表中元素的推斷”為載體，比較全面考查學生有關元素推斷知識和靈活運用知識的能力。考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。