Question

[选修-物质结构与性质]
有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A⁺比B^-少一个电子层，B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，且其核内质子数等于中子数．R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A⁺与D^2-离子数之比为2：1．
请回答下列问题：
（1）A元素形成的晶体属于A₂密堆积型式，则其晶体内晶胞类型应属于

体心立方

（填写“六方”、“面心立方”或“体心立方”）．
（2）B^-的电子排布式为

ls²2s²2p⁶3s²3p⁶

，在CB₃分子中C元素原子的原子轨道发生的是

sp³

杂化．
（3）C的氢化物的空间构型为

三角锥形

，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是

氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高

．
（4）B元素的电负性

＞

D元素的电负性（填“＞”、“＜”或“=”）；用一个化学方程式说明B、D两元素形成的单质的氧化性强弱：

H₂S+Cl₂=2HCl+S↓

．
（5）如图所示是R形成的晶体的晶胞，设晶胞的棱长为a cm．试计算R晶体的密度为

312

a3NA

g?cm-3

．（阿伏加德罗常数用N_A表示）

Answer 1

分析：B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，B为Cl元素；B^-离子为Cl^-离子，A⁺比B^-少一个电子层，A⁺为Na⁺离子；C原子的p轨道中有3个未成对电子，C原子的外围电子排布为ns²np³，是第ⅤA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，所以为N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，为第ⅥA族元素，最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，可推知D的相对原子质量为32，其核内质子数等于中子数，所以质子数为16，D为S元素，A⁺是Na⁺离子，D^2-离子是S^2-离子，R是由Na⁺离子与S^2-离子以2：1形成的离子化合物，R是硫化钠．

解答：解：B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，B为Cl元素；B^-离子为Cl^-离子，A⁺比B^-少一个电子层，A⁺为Na⁺离子；C原子的p轨道中有3个未成对电子，C原子的外围电子排布为ns²np³，是第ⅤA族元素，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大，所以为N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，为第ⅥA族元素，最高价氧化物中含D的质量分数为 40%，可推知D的相对原子质量为32，其核内质子数等于中子数，所以质子数为16，D为S元素，A⁺是Na⁺离子，R是由Na⁺离子与D^2-离子以2：1形成的离子化合物，D^2-离子是S^2-离子，R是硫化钠．
（1）A₂密堆积型式晶胞含有2个原子，所以Na元素形成的晶体内晶胞类型应属于体心立方．
故答案为：体心立方
（2）B^-离子为Cl^-离子，电子排布式为ls²2s²2p⁶3s²3p⁶，CB₃分子为NCl₃分子，N原子有一对孤对电子，与Cl原子成3个δ键，杂化轨道数为1+3=4，所以为sp³杂化．
故答案为：ls²2s²2p⁶3s²3p⁶；sp³
（3）C的氢化物为NH₃，N原子采取sp³杂化，N原子有一对孤对电子，所以NH₃为三角锥形，N原子电负性很强，氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高．
故答案为：三角锥形；氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高
（4）B为Cl元素，D为S元素，同周期，自左而右，电负性增强，所以电负性Cl＞S．利用“在氧化还原反应中，氧化剂氧化性大于氧化产物”原理，
一般来说电负性越强，元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，如在H₂S+Cl₂=2HCl+S↓反应中，Cl₂的氧化性大于O₂的氧化性．
故答案为：＞；H₂S+Cl₂=2HCl+S↓
（5）A⁺是Na⁺离子，D^2-离子是S^2-离子，根据均摊法计算，晶胞含有S^2-离子个数8×

1

8

+6×

1

2

=4，含有A⁺是Na⁺离子8个，即一个晶胞含有4个硫化钠分子，所以密度为

78g/mol NAmol-1 ×4

a3cm3

=

312

a3NA

g?cm-3．
故答案为：

312

a3NA

g?cm-3

点评：本题考查元素推断题，题目较为综合，涉及分子的杂化、晶体的类型、电子排布式的书写以及晶胞的计算等知识，本题推断元素的种类是正确解答的关键．