Question

【題目】[化學—選修3：物質結構與性質]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·mol-1、5492 kJ·mol-1，二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。

① 在該晶胞中，E的配位數為______________。

② 原子坐標參數可表示晶胞內部各原子的相對位置。右圖晶胞中，原子坐標參數a為（0，0，0）；b為（，0，）；c為（，，0）。則d原子的坐標參數為_________________。

③ 已知該晶胞的密度為ρ g/cm3，則其中兩個D原子之間的距離為_________ pm（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】（1）鎂（或Mg）（1分）（1分）

（2）平面三角形（1分）H2O分子間存在氫鍵（1分）

（3）①分子（1分）sp3（1分）②極性共價鍵、配位鍵（或共價鍵、配位鍵）（1分）

（4）熔融MgCl2能導電，可電解；MgO熔沸點高，電解熔融MgO能耗大（2分）

（5）Al3+比Mg2+電荷高、半徑小，AlF3的晶格能比MgCl2大得多（2分）

（6）①4（1分）②（0，，）（1分）③（2分）

【解析】

試題分析：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，因此A是O，D是S；工業上電解熔融C2A3制取單質C，則C是Al；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，因此B是Mg，E是Zn。

（1）同周期自左向右第一電離能逐漸增大，但Mg的3s軌道電子處于全充滿狀態，穩定性強，因此B、C中第一電離能較大的是Mg，基態S原子價電子的軌道表達式為。

（2）SO2分子中價層電子對數是，所以其VSEPR模型是平面三角形。由于H2O分子間存在氫鍵，因此H2O比H2S熔沸點高得多。

（3）① Al2Cl6的熔沸點較低，易升華，屬于分子晶體（填晶體類型），其中Al原子形成4個共價鍵，雜化軌道類型為sp3雜化。

② [Al(OH)4]－中存在的化學鍵有極性共價鍵、配位鍵。

（4）由于熔融MgCl2能導電，可電解；MgO熔沸點高，電解熔融MgO能耗大，所以工業上制備Mg的單質是電解熔融氯化鎂，而不是電解氧化鎂。

（5）由于Al3+比Mg2+電荷高、半徑小，所以形成的離子鍵強，AlF3的晶格能比MgCl2大得多。

（6）① 在該晶胞中，Zn的配位數為4。

②根據晶胞結構可知d原子位于右側面心處，所以坐標參數為（0，1/2，1/2）。

③ 該晶胞中S和Zn的原子個數均是4個，晶胞的密度為ρ g/cm3，則晶胞的邊長是。兩個S原子之間的距離為面對角線的一般，即為 pm。