Question

5．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有如圖所示的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元，（圖中正四面體以外可能有的部分未畫(huà)出，虛線(xiàn)不表示化學(xué)鍵或分子間作用力，X、Y可以相同也可以不同）．A、B的晶體類(lèi)型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)．C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，且D是陽(yáng)離子，D與F的組成元素相同．C、E、F的晶體類(lèi)型相同，由E構(gòu)成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)．
（1）寫(xiě)出單質(zhì)A的同素異形體與B物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；與A同主族的第四周期元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為4s²4p²．
（2）上述六種物質(zhì)或粒子的組成元素中有三種處于同一周期，請(qǐng)寫(xiě)出這三種元素第一電離能由大到小的順序N＞O＞C（用元素符號(hào)回答）
（3）上述六種物質(zhì)或粒子中互為等電子體的是CH₄、NH₄⁺（寫(xiě)出化學(xué)式）
（4）F分子的中心原子雜化類(lèi)型是sp³，E易溶于F，其原因是NH₃和H₂O為極性分子，相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有正四面體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元，D是陽(yáng)離子，故D為NH₄⁺；
C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，故電子數(shù)為10，D與F的組成元素相同，故F為NH₃；
由E構(gòu)成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)，故E為H₂O；
C、E、F的晶體類(lèi)型相同，屬于分子晶體，故C為CH₄；
A、B的晶體類(lèi)型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)，A為金剛石，B為二氧化硅，
再結(jié)合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)或粒子，其中A、B、C、D都具有正四面體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元，D是陽(yáng)離子，故D為NH₄⁺；
C、D、E、F含有相等的電子數(shù)，故電子數(shù)為10，D與F的組成元素相同，故F為NH₃；
由E構(gòu)成的物質(zhì)常溫下呈液態(tài)，故E為H₂O；
C、E、F的晶體類(lèi)型相同，屬于分子晶體，故C為CH₄；
A、B的晶體類(lèi)型相同．單質(zhì)A的同素異形體能與B物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)，A為金剛石，B為二氧化硅，
（1）A是金剛石、B是二氧化硅，單質(zhì)A的同素異形體與B物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)生成Si和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；與A同主族的第四周期元素是Ge元素，原子核外有32個(gè)電子，Ge基態(tài)原子的外圍電子排布式為4s²4p²，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Si+2CO↑；4s²4p²；
（2）上述六種物質(zhì)或粒子的組成元素中有三種處于同一周期，分別為C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但I(xiàn)IA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以
這三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）原子數(shù)相同，電子數(shù)目相同的為等電子體，CH₄、NH₄⁺ 是等電子體；
故答案為：CH₄、NH₄⁺；
（4）F分子是NH₃，中心原子N原子成3個(gè)σ鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化；NH₃和H₂O為極性分子符合相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵，所以氨氣易溶于水．
故答案為：sp³；NH₃和H₂O為極性分子，相似相溶原理，且NH₃和H₂O分子之間能形成氫鍵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系及應(yīng)用，涉及等電子體、氫鍵、原子雜化方式判斷、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，正確判斷微粒是解本題關(guān)鍵，熟悉常見(jiàn)微粒結(jié)構(gòu)、10電子分子或離子，知道氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響，題目難度不大．