Question

（2012?開封二模）[選修一物質結構與性質]同一周期（短周期）各元素形成單質的沸點變化如圖1所示（按原子序數連續遞增順序排列）．該周期部分元素氟化物的熔點見表．
 

氟化物	AF	BF2	DF4
熔點/K	1266	1534	183

（1）A原子核外共有

11

種不同運動狀態的電子，

4

種不同能級的電子．
（2）B的單質在空氣中燃燒的主要產物是白色的

MgO

，還生成少量的

Mg₃N₂

（填化學式）；
（3）已知下列數據：
①、Fe（s）+

1

2

O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol
②、2C（s）+

3

2

O₂（g）=C₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol
 則C的單質和FeO反應的熱化學方程式為

2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol

．
（4）元素D的氣態氫化物分子為

非極性

分子（填“極性”或“非極性”）．D的電負性比E的

小

 （填“大”或“小”）．在D、E、G、H四種元素形成的氫化物中，熱穩定性最大的是

HCl

 （填化學式）．
（5）G的最高價氧化物水化物的酸根離子的立體構型是

正四面體

，其中G原子的雜化軌道類型是

sp³

．
（6）元素H的鈉鹽晶胞結構如圖2所示，每個Na⁺周圍與之距離最近的Na⁺的個數為

12

．
（7）解釋上表中氟化物熔點差異的原因：

NaF與MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，故SiF₄的熔點低；MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔點比NaF高

．

Answer 1

分析：圖中曲線表示8種元素的原子序數（按遞增順序連續排列）和單質沸點的關系，H、I的沸點低于0℃，可推斷常溫下只有H、I為氣體，故為第三周期元素，結合氟化物化學式，則A為Na，B為Mg，C為Al，D為Si，E為P、G為S，H為Cl，I為Ar，
（1）原子中沒有運動狀態相同的電子，由多少電子具有幾種運動狀態；根據核外電子排布式判斷占有的能級；
（2）鎂與在空氣中燃燒，與氧氣反應生成氧化鎂，與氮氣反應生成氮化鎂；
（3）Al與FeO發生鋁熱反應生成氧化鋁與Fe，根據蓋斯定律由②-①×3可得目標熱化學方程式；
（4）根據氫化物的空間結構，結合正負重心是否重合判斷分子極性；同周期自左而右電負性增強；同周期自左而右非金屬性增強，非金屬性越強氫化物越穩定；
（5）G的最高價氧化物水化物的酸根離子為SO₄^2-，計算S原子價層電子對數與孤對電子，進而確定立體結構與S原子雜化方式；
（6）元素H的鈉鹽為NaCl，根據晶胞結構可知，Na⁺周圍與之距離最近的Na⁺處于對角線上，以中間以中心的黑色球鈉離子分析；
（7）根據晶體類型與晶格能分析解答．

解答：解：圖中曲線表示8種元素的原子序數（按遞增順序連續排列）和單質沸點的關系，H、I的沸點低于0℃，可推斷常溫下只有H、I為氣體，故為第三周期元素，結合氟化物化學式，則A為Na，B為Mg，C為Al，D為Si，E為P、G為S，H為Cl，I為Ar，
（1）A為Na元素，原子核外電子數為11，故共有11種不同運動狀態的電子，原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s¹，有4種不同能級的電子，
故答案為：11；4；
（2）鎂在空氣中燃燒，主要發生鎂和氧氣反應，生成白色氧化鎂，還與氧氣反應生成少量氮化鎂，
故答案為：MgO；Mg₃N₂；
（3）C為Al和FeO反應生成氧化鐵與Al，則有：
①Fe（s）+

1

2

O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol，
②2Al（s）+

1

2

O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol，
利用蓋斯定律將②-①×3可得：2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol，
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）=3Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-859.7kJ/mol；
（4）元素D的氣態氫化物為SiH₄，與甲烷結構相同，為正四面體型，屬于對稱結構，為非極性分子；同周期自左而右電負性增強，故電負性Si＜P，非金屬性Si＜P＜S＜Cl，故HCl最穩，
故答案為：非極性；小；HCl；
（5）G的最高價氧化物水化物的酸根離子為SO₄^2-，S原子價層電子對數=4+

6+2-2×4

2

=4、不含孤對電子，故為正四面體結構，S原子采取sp³雜化，
故答案為：正四面體；sp³；
（6）元素H的鈉鹽為NaCl，在氯化鈉晶胞中若以黑色球為鈉離子，白色球為氯離子，以中心的黑色球鈉離子分析，Na⁺周圍與之距離最近的Na⁺處于對角線上，故有12個，
故答案為：12；
（7）NaF與 MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，故SiF₄的熔點低；Mg²⁺的半徑比Na⁺的半徑小，MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔點比NaF高，
故答案為：NaF與 MgF₂為離子晶體，SiF₄為分子晶體，故SiF₄的熔點低；MgF₂的晶格能比NaF的晶格能大，故MgF₂的熔點比NaF高．

點評：本題考查物質結構與性質，涉及核外電子排布、熱化學方程式、電負性、雜化軌道、分子極性、晶胞、晶體類型與性質等，試題涉及的知識點較多，綜合性較大，注重了對物質結構中常考考點的綜合，難度較大．