Question

现有A、B、C、D、E五种短周期元素，其中元素A、B、C组成的化合物俗称“烧碱”，D是最重要半导体材料，它的高纯度单质是制造电脑CPU芯片的主要材料，而E的单质是一种常用于杀菌消毒的气体．有关高纯度D单质的生产流程如图1所示：

试回答下列问题：
（1）E^-的核外电子排布式为

 

，C₂B₂的电子式为

 

．
（2）电负性：D元素

 

E元素．（填：“＞”、“＜”或“=”）
（3）预测D的氢化物的空间构成的空间构型为

 

，化合物丙中的D元素原子轨道发生的是

 

杂化，固态时丙属于

 

晶体．
（4）化合物A₂B的沸点高于化合物乙的沸点的主要原因是

 

．
（5）已知D单质的结构与金刚石类似，如图2所示．则该晶体中D原子数与D-D单键的数目比为

 

，该晶胞的边长为a（单位：cm），D的摩尔质量为M单位：g?mol^-1），阿佛加德罗常数为N_A，则该晶体的密度为

 

g?cm^-3．（用代数式表达）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五种短周期元素，其中元素A、B、C组成的化合物俗称“烧碱”，三元素形成化合物为NaOH；D是最重要半导体材料，它的高纯度单质是制造电脑CPU芯片的主要材料，则D为Si；E的单质是一种常用于杀菌消毒的气体，则E为Cl；结合高纯度D单质的生产流程，可知甲为SiO₂，B为O元素，乙为HCl，A为H元素，C为Na，丙为SiHCl₃，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五种短周期元素，其中元素A、B、C组成的化合物俗称“烧碱”，三元素形成化合物为NaOH；D是最重要半导体材料，它的高纯度单质是制造电脑CPU芯片的主要材料，则D为Si；E的单质是一种常用于杀菌消毒的气体，则E为Cl；结合高纯度D单质的生产流程，可知甲为SiO₂，B为O元素，乙为HCl，A为H元素，C为Na，丙为SiHCl₃，
（1）Cl^-的核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶，C₂B₂为Na₂O₂，其电子式为，
故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶；；
（2）同周期自左而右电负性增大，故电负性：Si＜Cl，
故答案为：＜；
（3）D的氢化物为SiH₄，Si原子价层电子对数=4+

4-1×4

2

=4，Si原子没有孤对电子，故其空间构型为正四面体，化合物丙SiHCl₃，Si原子成4个σ键，不含孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，SiHCl₃的沸点很低，属于分子晶体，
故答案为：正四面体；sp³；分子；
（4）H₂O分子间存在氢键，故沸点比较HCl高，
故答案为：H₂O分子间存在氢键；
（5）Si单质的结构与金刚石类似，每个Si原子形成4个Si-Si键，每个Si-Si键为1个Si原子提供

1

2

，则该晶体中Si原子数与Si-Si单键的数目比=1：4×

1

2

=1：2，
该晶胞的边长为a cm，则晶胞体积=a³ cm³，晶胞中Si原子数目=4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，晶胞质量=8×

M

NA

g，则该晶体的密度为=

8× M NAg

a3cm3

=

8M

a3?NA

g?cm^-3，
故答案为：1：2；

8M

a3?NA

．

点评：本题考查结构性质位置关系应用、无机物推断、核外电子排布、分子结构、杂化轨道、晶胞计算等，难度中等，注意利用均摊法进行晶胞计算，识记中学常见的晶胞结构．