Question

前四周期的A、B、C、D四種元素在周期表中均與元素X緊密相鄰．已知元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸．
（1）D元素基態(tài)原子的電子排布式為

 

．
（2）A、C、X三種元素原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?div id="q0caoau" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（用相應(yīng)的元素符號作答）．
（3）B、X、D氫化物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?div id="swemasy" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)及推斷

分析：元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，則X為第ⅤA族元素，前四周期的A、B、C、D均與元素X緊密相鄰，即位于X的四周，則A、B、C、D位于元素周期表的第二、三、四周期，X為磷元素，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，B、X、D同主族，則B為氮元素，D為砷元素，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸，C為硫元素，A為硅元素，F(xiàn)元素基態(tài)原子M層上有5對成對電子，則F的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以F為鐵元素，據(jù)此答題．

解答： 解：元素X最高價氧化物的化學(xué)式為X₂O₅，則X為第ⅤA族元素，前四周期的A、B、C、D均與元素X緊密相鄰，即位于X的四周，則A、B、C、D位于元素周期表的第二、三、四周期，X為磷元素，B、D同主族且B元素的原子半徑是同族元素中最小的，B、X、D同主族，則B為氮元素，D為砷元素，C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸，C為硫元素，A為硅元素，F(xiàn)元素基態(tài)原子M層上有5對成對電子，則F的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，所以F為鐵元素，
（1）D是砷元素，原子序數(shù)為33，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³或[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（2）A、C、X分別為Si、S、P，根據(jù)元素周期律，同周期元素從左向右，第一電離逐漸增大，但第ⅡA族和第ⅤA族由于最外層處于全滿和半滿狀態(tài)，第一電離能高于相鄰族的元素，所以Si、S、P的第一電離能大小順序?yàn)镻＞S＞Si，故答案為：P＞S＞Si；
（3）B、X、D氫化物分別為NH₃、PH₃、AsH₃，因?yàn)榘狈肿又�間有氫鍵的存在，所以氨的沸點(diǎn)較大，則AsH₃＞的相對分子質(zhì)量大于PH₃，所以沸點(diǎn)也高于PH₃，所以它們的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹H₃＞AsH₃＞PH₃，故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
（4）EO₂^-為ClO₂^-，EO₃^-為ClO₃^-，它們的中心原子氯原子的價層電子對數(shù)均為

7+1

2

=4，所以氯原子都是sp3雜化，在ClO₂^-中有兩個Cl-O鍵，所以ClO₂^-的空間構(gòu)型為V形，而在ClO₃^-中有三個Cl-O鍵，所以ClO₃^-的空間構(gòu)型為三角錐形；HClO₂和HClO₃可表示為（HO）ClO和（HO）ClO₂，HClO₂中的Cl為+3價，而HClO₃中的Cl為+5價．HClO₃中的Cl正電性更高，導(dǎo)致Cl-O-H中的電子更向Cl偏移，更易電離出H⁺，故HClO₃的酸性更強(qiáng)，
故答案為：V形；三角錐形； HClO₂和HClO₃可表示為（OH）ClO和（OH）ClO₂，HClO₂中的Cl為+3價，而HClO₃中的Cl為+5價，HClO₃中的Cl正電性更高，導(dǎo)致Cl-O-H中的電子更向Cl偏移，更易電離出H⁺，故HClO₃的酸性更強(qiáng)；
（5）B₂H₄為N₂H₄，
A．N₂H₄分子間與NH₃相似，可形成氫鍵，故A正確；　               
B．N₂H₄分子中N原子的價層電子對數(shù)為

5+1+1+1

2

=4，所以氮原子是sp³雜化，故B正確；
C．N₂H₄分子中N原子之間是單鍵，所以沒有π鍵，故C錯誤；　   
D．N₂H₄是分子晶體，所以晶體變?yōu)橐簯B(tài)時破壞的是分子間作用力和氫鍵，故D錯誤；
故選AB；
（6）F是鐵元素，鐵是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子組成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動，因此鐵能導(dǎo)電；δ晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于晶胞的體心，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為8，γ晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于面心上，補(bǔ)全晶胞可知，有3層，每層有4個，故Fe原子的配位數(shù)為4×3=12．α晶胞中，以頂點(diǎn)Fe原子研究，與之最近的Fe原子處于所在棱的頂點(diǎn)上，補(bǔ)全晶胞可知配位數(shù)為6，所以δ、γ、α三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)之比為4：6：3；設(shè)鐵原子的直徑為a，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，δ晶胞的邊長為

2a

3

、γ晶胞的邊長為

2a

2

、α晶胞的邊長為a，所以δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為

2a

3

：

2a

2

：a=

2

3

：

2

：1，
故答案為：鐵是金屬晶體，由金屬陽離子和自由電子組成，自由電子在外加電場的作用下可發(fā)生定向移動，因此鐵能導(dǎo)電；4：6：3； 

2

3

：

2

：1．

點(diǎn)評：本題主要考查了原子核外電子排布、第一電離能、分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、原子雜化軌道、晶胞結(jié)構(gòu)的計算等知識點(diǎn)，中等難度，解題時請注意基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用．