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12．利用周期表中同族元素的相似性，可預(yù)測元素的性質(zhì)．
（1）P元素的基態(tài)原子有3個未成對電子，白磷的分子式為P₄，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．

科學(xué)家目前合成了N₄分子，N原子的雜化軌道類型是sp³，N-N鍵的鍵角為60°；N₄分解后能產(chǎn)生N₂并釋放出大量能量，推測其用途為制造火箭推進劑或炸藥．
（2）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As．
（3）立方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)如圖2所示：
該晶體中，B原子填充在N原子的正四面體空隙，且占據(jù)此類空隙的比例為50% （填百分數(shù)）．
（4）N與As是同族元素，B與Ga是同族元素，立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似，兩種晶體中熔點較高的是氮化硼；立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為a pm，則其密度為

$\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{a}^{3}}$ g•cm^-3 （用含a的式子表示，設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值）．

分析（1）P元素原子價電子排布式為3s²2p³；N₄分子與P₄結(jié)構(gòu)相似，為正四面體構(gòu)型，N₄分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，每個面為正三角形；N₄分解后能產(chǎn)生N₂并釋放出大量能量，可以制造火箭推進劑或炸藥；
（2）同主族自上而下第一電離能減小；
（3）B原子周圍的4個N原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；每個晶胞中由8個這樣的正四面體結(jié)構(gòu)，只有4個填充B原子；
（4）立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似，均屬于原子晶體，原子半徑越小，共價鍵越強，晶體熔點越高；根據(jù)均攤法計算晶胞中As、Ga原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，根據(jù)ρ= $\frac{m}{V}$ 計算晶胞密度．

解答解：（1）P元素原子價電子排布式為3s²2p³，基態(tài)原子有3個未成對電子，N₄分子與P₄結(jié)構(gòu)相似，為正四面體構(gòu)型，N₄分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4，N原子采取sp³雜化，每個面為正三角形，N-N 鍵的鍵角為60°；N₄分解后能產(chǎn)生N₂并釋放出大量能量，可以制造火箭推進劑或炸藥，
故答案為：3；sp³；60°；制造火箭推進劑或炸藥；
（2）同主族自上而下第一電離能減小，故第一電離能：N＞P＞As，
故答案為：N＞P＞As；
（3）B原子周圍的4個N原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；每個晶胞中由8個這樣的正四面體結(jié)構(gòu)，只有4個填充B原子，B原子占據(jù)此類空隙的比例為50%，
故答案為：正四面體；50%；
（4）立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似，均屬于原子晶體，原子半徑N＜As、B＜Ga，故氮化硼中共價鍵更強，氮化硼的晶體熔點更高，晶胞中As、Ga原子數(shù)目均為4，晶胞質(zhì)量為4× $\frac{145}{{N}_{A}}$ g，晶胞密度為4× $\frac{145}{{N}_{A}}$ g÷（a×10^-10cm）³= $\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{a}^{3}}$ g．cm^-3，
故答案為：氮化硼； $\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{a}^{3}}$ ．

點評本題考查晶胞的計算，題目難度中等，涉及核外電子排布、雜化方式判斷、分子結(jié)構(gòu)、電離能、晶胞結(jié)構(gòu)與計算、熔沸點比較等知識，（3）為易錯點、難點，需要學(xué)生具備一定的空間想象，注意同周期元素第一電離能異常情況，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

13．20世紀70年代研制出的鯉電池是一種高能電池，能量密度已達到430W•h•kg^-1，理論值可達到2520W•h•kg^-1．根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題．
（1）金屬鋰在電池中應(yīng)作為負極，該電池具有很大能量密度的原因是Li是第3號元素，具有最小的標(biāo)準電極電位，是地球上最輕的金屬．
（2）該電池的電解液特點是惰性非水有機溶劑，原因是易與水反應(yīng)．
（3）Li-I₂電池常作為心臟起搏器電源，原因是壽命長，Li有強烈化學(xué)活性，與電液接觸后，表面生成鈍化薄膜，增加系統(tǒng)的化學(xué)穩(wěn)定性，輕小，微電流持續(xù)放電時間長．其原電池總反應(yīng)式為2Li+I₂=2LiI．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．

一定條件下，恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g），圖中，曲線a表示該反應(yīng)在T溫度下NO的濃度隨時間的變化；曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時N₂的濃度隨時間的變化．下列敘述正確的是（　�。�

	A．	T溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= $\frac{4（{c}_{0}-{c}_{1}）^{2}}{{{c}_{1}}^{2}}$
	B．	T溫度下，隨著反應(yīng)的進行，混合氣體的密度減小
	C．	曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑
	D．	若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的△H＞0

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．

S₂Cl₂是工業(yè)上常用的硫化劑，實驗室制備S₂Cl₂的方法有2種：
①CS₂+3Cl₂

$\stackrel{50-60℃}{→}$ CCl₄+S₂Cl₂；
②2S+Cl₂

$\stackrel{90-100℃}{→}$ S₂Cl₂．
已知S₂Cl₂中硫元素顯+1價，S₂Cl₂不穩(wěn)定，在水中易發(fā)生岐化反應(yīng)（一部分硫元素價態(tài)升高，一部分降低）．
反應(yīng)涉及的幾種物質(zhì)的熔沸點如表：
實驗室利用下列裝置通過方法①來制備S₂Cl₂（部分夾持儀器已略去）．回答下列問題：

物質(zhì)	S	CS₂	CCl₄	S₂Cl₂
沸點/℃	445	47	77	137
熔點/℃	113	-109	-23	-77

（1）S₂Cl₂分子中各原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)，則其電子式為

．
（2）實驗中鹽酸通常采用36.5%的濃溶液，不用稀鹽酸的理由是稀鹽酸還原性弱，反應(yīng)困難．
（3）D中采用熱水浴加熱的原因是使CS₂平穩(wěn)汽化，避免產(chǎn)物S₂Cl₂汽化．
（4）D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用．這種冷卻裝置可應(yīng)用于下列高中化學(xué)中BC實驗．
A．銀鏡反應(yīng) B．制取乙酸乙酯 C．制取溴苯 D．制備乙烯
（5）A裝置儀器裝配時，整套裝置裝配完畢后，應(yīng)先進行氣密性檢查，再添加試劑．實驗完畢，拆除裝置時，應(yīng)先將E中長導(dǎo)管移開液面，目的是防止倒吸．
（6）實驗過程中，若缺少C裝置，則發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品渾蝕不清且生成兩種有刺激性氣味的氣體，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可用化學(xué)方程式表示為2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．實驗完畢，當(dāng)把剩余濃鹽酸倒入E燒杯中與吸收了尾氣的濃氫氧化鈉溶液混合時，發(fā)現(xiàn)有少量黃綠色刺激性氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是ClO^-+2H⁺+Cl^-=Cl₂↑+H₂O．（用離子方程式表示）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．下列實驗的有關(guān)敘述錯誤的是（　　）

選項	A	B	C	D
實驗裝置圖
實驗現(xiàn)象	U形管右側(cè)液面下降	小試管中品紅溶液褪色	加入少量酚酞，溶液變淺紅色	關(guān)閉彈簧夾，雙手捂住圓底燒瓶，導(dǎo)管中水柱上升后靜止不動
實驗結(jié)論	該條件下鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕	證明二氧化硫具有還原性	證明Na₂CO₃能夠發(fā)生水解	該裝置氣密性良好

A．

B．

C．

D．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

17．短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序數(shù)依次增大，甲的L層電子數(shù)是K層的3倍，丁所在族序數(shù)是周期數(shù)的2倍，乙、丙、丁的最外層電子數(shù)之和為10．下列說法正確的是（　　）

	A．	簡單離子半徑：乙＞丙＞丁
	B．	最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：乙＞丙
	C．	簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：�。炯�
	D．	甲和丁組成的化合物在熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

4．實驗室制乙烯通常采用95%的乙醇與濃硫酸（體積比為1：3）混合加熱到170℃制得，請根據(jù)實驗回答下列問題．
（1）其制備原理可用化學(xué)方程式表示為：CH₃-CH₂-OH

$→_{170℃}^{濃硫酸}$ CH₂=CH₂↑+H₂O，濃硫酸的作用是催化、脫水作用．反應(yīng)裝置中除了加入乙醇和濃硫酸外，還需要加入碎瓷片（或沸石）（填物質(zhì)名稱）
（2）請從以下裝置中選擇該反應(yīng)的反應(yīng)裝置：C

（3）反應(yīng)過程中乙醇常被炭化，溶液中有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，隨著反應(yīng)進行炭化現(xiàn)象越來越嚴重，同時制得的乙烯氣體中通常會含有CO₂、SO₂等氣體，為確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫，可讓混合氣體依次通過下圖實驗裝置．（可供選擇的試劑：品紅溶液、氫氧化鈉溶液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸，試劑可重復(fù)使用．）

A．①②中盛放的試劑分別為①品紅；②NaOH溶液；（填試劑名稱）
B．能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是裝置①中品紅褪色．
C．能確認含有乙烯的現(xiàn)象是裝置③中品紅不褪色，裝置④中溶液褪色．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

1．一定量的鋅粉和2mol•L^-1的過量鹽酸反應(yīng)，當(dāng)向其中加入少量的下列物質(zhì)時，能夠加快反應(yīng)速率，又不影響產(chǎn)生H₂總量的是（　　）
①石墨 ②CuO ③銅粉 ④鐵粉 ⑤濃鹽酸 ⑥醋酸鈉固體．

A．

①③④

B．

①③⑤

C．

②④⑥

D．

②⑤⑥

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

2．W、X、Y、Z均為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增加，X、Y同周期，W、Z同主族，且X、Y最外層電子數(shù)之和是W、Z最外層電子數(shù)之和的6倍．下列說法正確的是（　�。�

	A．	簡單離子半徑：Y＜Z
	B．	氫化物的穩(wěn)定性：X＞Y
	C．	原子失電子能力：W＜Z
	D．	X與Y形成的簡單化合物為離子化合物

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