Question

【题目】A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3；工业上电解熔融C2A3制取单质C；B、E除最外层均只有2个电子外，其余各层全充满，E位于元素周期表的ds区。回答下列问题：

（1）B、C中第一电离能较大的是 ______，基态D原子价电子的轨道表达式为______。

（2）DA2分子的VSEPR模型是 ______。H2A比H2D熔、沸点高得多的原因是 ______。

（3）实验测得C与氯元素形成化合物的实际组成为C2Cl6，其球棍模型如图所示。已知C2Cl6 在加热时易升华，与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C(OH)4]。

① C2Cl6属于_____晶体（填晶体类型），其中C原子的杂化轨道类型为_____杂化。

② [C(OH)4]－中存在的化学键有___________。

（4）工业上制备B的单质是电解熔融B的氯化物，而不是电解BA，原因是________。

（5）B、C的氟化物晶格能分别是2957 kJ·molˉ1、5492 kJ·molˉ1，二者相差很大的原因是_______

（6）D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中，E的配位数为___________。

Answer 1

【答案】镁（或Mg） 平面三角形 H2O分子间存在氢键 分子 sp3 极性共价键、配位键（或共价键、配位键） 熔融MgCl2能导电，可电解，MgO熔沸点高，电解熔融MgO能耗大 Al3+比Mg2+电荷高、半径小，AlF3的晶格能比MgCl2大得多 4

【解析】

A、B、C、D、E是前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D同主族且能形成两种常见化合物DA2和DA3，可知A为O，D为S，工业上电解熔融C2A3制取单质C，则C为Al，基态B、E原子的最外层均只有2个电子，其余各电子层均全充满，E位于元素周期表的ds区，结合原子序数可知，B的电子排布为1s22s22p63s2、E的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，B为Mg，E为Zn，据此分析解答。

由上述分析可知，A为O元素，B为Mg元素，C为Al元素，D为S元素，E为Zn元素。

(1)Mg的3s电子全满为稳定结构，难失去电子，则元素Mg与Al第一电离能较大的是Mg；基态S原子的价电子的轨道表达式为，故答案为：Mg；；

(2)DA2为SO2，根据VSEPR理论，价电子对数为=2+=3，VSEPR模型为平面三角形；H2O分子间存在氢键，导致H2O比H2S熔沸点高，故答案为：平面三角形；H2O分子间存在氢键；

(3)①Al2Cl6在加热时易升华，可知其熔沸点较低，可判断为分子晶体，根据图示，Al形成4根共价键，3根为σ键，1根为配位键，其杂化方式为sp3，故答案为：分子；sp3；

②[Al(OH)4]-中，含有H-O极性共价键，氢氧根与铝离子间还形成了配位键，故答案为：极性共价键、配位键；

(4)MgCl2和MgO都是离子晶体，熔融状态都能电离、导电，但MgO的离子键强，晶格能大，熔融时能耗大，所以工业上电解熔融MgCl2制备Mg，故答案为：熔融MgCl2能导电，可电解，MgO熔点高，电解熔融MgO能耗大；

(5)B、C的氟化物分别为MgF2和AlF3，晶格能分别是2957kJ/mol、5492kJ/mol，二者相差很大，二者均为离子晶体，但Al3+比Mg2+电荷高、半径小，AlF3的晶格能比MgCl2大，故答案为：Al3+比Mg2+电荷高、半径小，AlF3的晶格能比MgCl2大得多；

(6)根据晶胞结构，Zn为面心立方最密堆积，S为四面体填隙，ZnS晶胞中S的配位数为4，而ZnS中Zn、S的原子个数比是1∶1，所以Zn的配位数也是4，故答案为：4。