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【题目】【化学选修-物质结构与性质】
已知前四周期六种元素A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107,且它们的核电荷数依次增大,B原子的p轨道半充满,其氢化物沸点是同族元素中最低的,D原子得到一个电子后3p轨道全充满,A与C能形成A2C型离子化和物,其中的阴、阳离子相差一个电子层,E4+离子和氩原子的核外电子排布相同.请回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序是______(填元素符号)
(2)化合物BD3的分子空间构型可描述为______,B的原子轨道杂化类型为______。
(3)已知F元素在人体内含量偏低时,会影响O2在体内的正常运输.已知F2+与KCN溶液反应得F(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物.则F的基态原子价电子排布式为______。CN-与______(一种分子)互为等电子体,则1个CN-中π键数目为______。
(4)EO2与碳酸钡在熔融状态下反应,所得晶体的晶胞结构如图所示,则该反应的化学方程式为______,
在该晶体中,E4+的氧配为数为______。若该晶胞边长为anm可计算该晶体的密度为______g/cm3(阿伏加德罗常数为NA)
【答案】Na<S<P<Cl三角锥形sp33d64s2N22TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑6233/[NA×(a×10-7)3]
【解析】
B原子的p轨道半充满,其氢化物沸点是同族元素中最低,B是P元素;D原子得到一个电子后3p轨道全充满,D是Cl元素;B、C、D原子序数依次增大,C是S元素;A与C能形成A2C型离子化和物,其中的阴、阳离子相差一个电子层,A是Na元素;E4+离子和氩原子的核外电子排布相同,E是Ti元素;A、B、C、D、E、F的原子序数之和为107,F是F是26号元素Fe.⑴A、B、C、D是同周期元素,第一电离能随核电荷数的增加而增大,但P最外层半充满,电离能大于S,所以A、B、C、D第一电离能由小到大的顺序是Na<S<P<Cl;
(2)化合物PCl3中P原子的价层电子对数=3+1/2(5-3×1)=4,有1对孤电子,所以空间构型为三角锥型;P原子是sp3杂化;
(3)Fe原子的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布为3d64s2,CN-是2原子10个价电子的离子,与之互为等电子体的分子是价电子为5个的N元素的分子N2,则1个CN-中π键数目与1个N2的π键数目相同,都是2个;
(4)利用“均摊法”计算晶胞中各原子的个数分别是Ba:1个,O:3个,Ti:1个,所以TiO2与碳酸钡反应生成BaTiO2和二氧化碳,化学方程式为TiO2+BaCO3= BaTiO3+ CO2↑;Ti4+位于4个O原子构成的正方形的中心,即6个O原子构成的正八面体的中心,所以Ti4+的氧配为数为6;晶胞密度=晶胞质量/晶胞体积=(137+69+48)/NA/(a×10-7)3=233/[NA×(a×10-7)3]