Question

1．短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大．它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形（V形）、直线形．回答下列问题：
（1）Y的最高价氧化物的化学式为SO₃；Z的核外电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵．
（2）D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体，写出E的氧化物的化学式N₂O．
（3）D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为直线型．D原子的轨道杂化方式是sp．
（4）写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式H₂S+Cl₂═2H⁺+2Cl^-+S↓．
（5）金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质，该反应的化学方程式是Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑．

Answer 1

分析 D、E、X、Y、Z是短周期元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形（V形）、直线型，形成正四面体结构的氢化物是甲烷或硅烷，形成三角锥型的氢化物是氨气，形成V型的氢化物是水或硫化氢，形成直线型结构的氢化物是乙炔、氟化氢或氯化氢，这几种元素的原子序数逐渐增大，所以D的氢化物是甲烷，E的氢化物是氨气，X的氢化物是硅烷，Y的氢化物是硫化物，Z的氢化物是氯化氢，则D、E、X、Y、Z分别是C、N、Si、S、Cl元素，据此答题．

解答 解：D、E、X、Y、Z是短周期元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形（V形）、直线型，形成正四面体结构的氢化物是甲烷或硅烷，形成三角锥型的氢化物是氨气，形成V型的氢化物是水或硫化氢，形成直线型结构的氢化物是乙炔、氟化氢或氯化氢，这几种元素的原子序数逐渐增大，所以D的氢化物是甲烷，E的氢化物是氨气，X的氢化物是硅烷，Y的氢化物是硫化物，Z的氢化物是氯化氢，则D、E、X、Y、Z分别是C、N、Si、S、Cl元素．
（1）Y最高价氧化物的化学式是SO₃，Z为Cl元素，其基态原子电子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，
故答案为：SO₃；1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；
（2）D的最高价氧化物为CO₂，与E的一种氧化物为等电子体，则E的氧化物为N₂O，
故答案为：N₂O；
（3）D和Y形成的化合物是CS₂，其分子的空间构型和二氧化碳的相同，为直线型；分子中碳原子价层电子对数为$\frac{4+0}{2}$=2，不含孤电子对，采取sp杂化；
故答案为：直线型；sp；
（4）Y为硫元素，Z为氯元素，可以通过H₂S与Cl₂的反应证明氯元素的非金属性比硫元素强，相关的离子反应方程式为H₂S+Cl₂═2H⁺+2Cl^-+S↓，
故答案为：H₂S+Cl₂═2H⁺+2Cl^-+S↓；
（5）镁和氮气反应生成氮化镁，氮化镁与水反应生成两种碱，分别是氢氧化镁和氨气，所以该反应的化学方程式Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑，
故答案为：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑．

点评 本题考查元素及其化合物的性质、分子空间构型等知识点，明确常见分子的空间构型是解本题的关键，会根据价层电子对互斥理论判断分子的构型及杂化方式，为高考热点．