Question

【题目】请回答以下问题：

（1）第四周期的某主族元素，其第一至五电离能数据如图所示，则该元素对应原子的M层电子排布式为____________。

（2）如图所示，每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化．每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是______。

（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示．该晶体的熔点比SiO2晶体________（填“高”或“低”），该晶体中碳原子轨道的杂化类型为______。

（4）化合物(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3NH]+，该过程新生成的化学键为____（填序号）。

A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.非极性共价键

若化合物(CH3)3N能溶于水，试解释其原因:_________________________。

（5）一种新型储氢化合物A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会慢慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。化合物A的结构式为__________________（若含有配位键，要求用箭头表示）

（6）PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，熔体中P－Cl的键长只有198 nm和206 nm两种，这两种离子的化学式为______________________；正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角原因为_____________________________；若PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P－Br键长，试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因______________________。

（7）氢化铝钠（NaAlH4）是一种新型轻质材料， NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如下图所示。NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的AlH4- 有_________个；NaAlH4晶体的密度为___________g·cm-3（用含a的代数式表示）。

Answer 1

【答案】 3s23p6 SiH4、 高 sp3 B 与水极性相似与水可以形成分子间氢键 PCl4+、PCl6- PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角； PBr5==Br-+ PBr4+ 8

【解析】试题分析：(1)由该元素的第一至五电离能数据可知，该元素第一二电离能较小，说明容易失去2个电子，即最外层有两个电子，已知该元素为第四周期的主族元素，则该元素为第四周期，第IIA族元素Ca；（2）在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象；（3）根据CO2在高温高压下所形成的晶体晶胞图，可知该晶体中原子之间通过共价键结合，为原子晶体；该晶体中C原子形成4个C-O单键，则C原子含有4价层电子对；（4） (CH3)3N中N原子提供电子对、H+提供空轨道形成配位键；(CH3)3N是极性分子，与水分子之间可以形成氢键；（5）等电子体是原子数和价电子数分别都相等的物质，A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会慢慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。A是BNH6；(6) PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-；PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对； PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，其中只存在一种P-Br键长，则电离生成PBr4+与Br-；（7）根据晶胞图分析NaAlH4晶体中与Na+紧邻且等距的AlH4- 的个数；根据 计算NaAlH4晶体的密度。

解析：(1)根据分析，该元素为Ca，M层有8个电子，M层电子排布式为3s23p6；（2）在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，组成与结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越大，沸点越高，故a点代表的应是第IVA族的第二种元素Si的氢化物，即SiH4；（3）根据CO2在高温高压下所形成的晶体晶胞图，可知该晶体中原子之间通过共价键结合，为原子晶体，碳原子的半径比硅原子小，所以键能大，晶体的熔点比SiO2晶体高；该晶体中C原子形成4个C-O单键，则C原子含有4价层电子对，所以C原子轨道的杂化类型为sp3；（4） (CH3)3N中N原子提供电子对、H+提供空轨道形成配位键，化合物(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3NH]+，新生成的化学键为配位键，选B；(CH3)3N是极性分子，(CH3)3N与水分子之间可以形成氢键，所以(CH3)3N能溶于水；（5）等电子体是原子数和价电子数分别都相等的物质，A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会慢慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。A是BNH6，结构式是；(6) PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-；PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角；PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，其中只存在一种P-Br键长，则电离生成PBr4+与Br-，电离方程式为：PBr5=PBr4++Br -；（7）根据晶胞图，NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的AlH4- 有8个；根据均摊原则，晶胞中含有Na+数 ，晶胞中含有AlH4- 的个数是，所以晶胞的摩尔质量是216g/mol，晶胞的体积是 ， g·cm-3 。