Question

19．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子．回答下列问题：
（1）四种元素中电负性最大的是O（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³．
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是O₃（填分子式），原因是O₃相对原子质量较大，范德华力较大；
（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp³．
（4）化合物D₂A的立体构型为V形，中心原子的价层电子对数为4，单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl（或2Cl₂+Na₂CO₃=Cl₂O+CO₂+2NaCl）．

Answer 1

分析 C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、D为同周期元素，则应为第三周期元素，D元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素．
（1）同周期自左而右电负性增大，Cl元素氧化物中氧元素表现负价，四种元素电负性最大的为O元素；C为P元素，原子核外电子数为15，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）A为O元素，有O₂、O₃两种同素异形体，均形成分子晶体，相对原子质量较大，分子间作用力越大，物质的沸点越高；
（3）C和D反应可生成化合物为PCl₃，P原子形成3个P-Cl键，含有1对孤对电子；
（4）化合物D₂A为Cl₂O，计算O原子孤电子对数、价层电子对数，价层电子对数=δ键数目+孤电子对数，进而确定空间构型；氯气与湿润的Na₂CO₃反应得到Cl₂O，由电子转移守恒可知，先得到HCl生成，HCl再与碳酸钠反应．

解答 解：C核外电子总数是最外层电子数的3倍，应为P元素，C、D为同周期元素，则应为第三周期元素，D元素最外层有一个未成对电子，应为Cl元素，A^2-和B⁺具有相同的电子构型，结合原子序数关系可知A为O元素，B为Na元素．
（1）同周期自左而右电负性增大，Cl元素氧化物中氧元素表现负价，四种元素电负性最大的为O元素；C为P元素，原子核外电子数为15，根据能量最低原理原理，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p³，
故答案为：O；1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2）A为O元素，有O₂、O₃两种同素异形体，二者对应的晶体都为分子晶体，因O₃相对原子质量较大，则范德华力较大，沸点较高，
故答案为：O₃；O₃相对原子质量较大，范德华力较大；
（3）C和D生成组成比为1：3的化合物E为PCl₃，P原子形成3个P-Cl键，含有1对孤对电子，立体构型为为三角锥形，杂化轨道数目为3，P原子采取sp³杂化，
故答案为：三角锥形；sp³；
（4）化合物D₂A为Cl₂O，O为中心原子，形成2个σ键，孤电子对数为$\frac{6-1×2}{2}$=2，则中心原子的价层电子对数为4，立体构型为V形，
氯气与湿润的Na₂CO₃反应得到Cl₂O，由电子转移守恒可知，先得到HCl生成，HCl再与碳酸钠反应，反应的方程式为：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl（或2Cl₂+Na₂CO₃=Cl₂O+CO₂+2NaCl），
故答案为：V形；4；2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl（或2Cl₂+Na₂CO₃=Cl₂O+CO₂+2NaCl）．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、沸点比较、杂化方式与空间构型判断、化学方程式书写等，侧重考查学生的分析能力，需要学生具备扎实的基础，难度中等．