Question

19．元素周期表中，一稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，B、D两元素原子的次外层电子数为18，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高．

（1）B元素在周期表中的位置第四周期ⅡB族； D的最高价氧化物的水化物的化学式为HBrO₄．
（2）E的气态氢化物在同族元素中沸点最高的原因是：HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量．
（3）A、C两元素第一电离能前者大于后者（填“大于”或“小于”）．无论是A和C的单质还是A和C的氢化物的固体，均能与水剧烈反应生成气体，当上述四种固体分别与足量水反应时，满足n（消耗固体）：n（气体）：n（转移电子）=1：1：1关系的反应的化学方程式KH+H₂O=KOH+H₂↑．
（4）B元素能形成多种配合物，如B²⁺可与NH₃形成配离子[B（NH₃）₄]²⁺．其配体的空间构型为三角锥形；图1表示B与某种元素X形成的化合物晶胞，如果该化合物中B和X通过离子键结合，该晶体中阳离子的配位数为4．
若B和X通过共价键结合，则该化合物的化学式为a（a  ZnX   b ZnX₂  c ZnX₃），
（5）A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如图2示．该化合物的电子式．则晶胞中与A离子距离相等且最近的E离子围成的几何体形状是正方体．

Answer 1

分析 在元素周期表中，某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，处于第四周期，与其同周期的 A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，则A为Ca、C为K，B、D两元素原子的次外层电子数为18，则B为Zn、D为Br，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高，则E为F，据此解答．

解答 解：在元素周期表中，某稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s²4p⁶，处于第四周期，与其同周期的 A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，则A为Ca、C为K，B、D两元素原子的次外层电子数为18，则B为Zn、D为Br，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高，则E为F，
（1）B为Zn元素，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，处于周期表中第四周期ⅡB族，D为Br，D的最高价氧化物的水化物的化学式为HBrO₄，
故答案为：第四周期ⅡB族；HBrO₄；
（2）HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量，所以沸点较高，
故答案为：HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量；
（3）A为Ca、C为K，Ca元素原子4s能级容纳2个电子，为全满稳定状态，能量较大，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Ca＞K，在KH、CaH₂、K、Ca中，分别与足量水反应时，满足n（消耗固体）：n（气体）：n（转移电子）=1：1：1关系的物质为KH，反应的化学方程式为KH+H₂O=KOH+H₂↑，
故答案为：大于；KH+H₂O=KOH+H₂↑；
（4）B为Zn，Zn元素能形成多种配合物，如Zn²⁺可与NH₃形成配离子[Zn（NH₃）₄]²⁺，其配体为NH₃分子，分子中N原子成3个N-H单键、含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp³杂化，故NH₃分子为三角锥型，图1表示Zn与某种元素X形成的化合物晶胞，如果该化合物中B和X通过离子键结合，根据晶胞结构图可知，晶体中阳离子的配位数为4，由晶胞结构可知，晶胞中Zn原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Zn原子，X原子处于顶点与面心，晶胞中X原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故该化合物化学式为ZnX，故选a，
故答案为：三角锥形；4；a；
（5）A为Ca，E为F，A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如图2示，则在该晶胞中含有氟离子数为8，钙离子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以该化合物为CaF₂，它的电子式是，根据晶胞的结构图可知，以晶胞顶点的钙离子为例，与钙离子距离相等且最近的氟离子分布在经过该顶点的8个晶胞中，所以氟离子围成的几何体形状是正方体，
故答案为：；正方体．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、元素周期律、分子构型、电子式、晶胞的计算等，解题关键是元素推断，答题时注意元素周期律及晶胞结构的分析．