题目内容

10．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增．B原子的P轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的．D原子得到一个电子后3P轨道全充满．A+比D原子形成的离子少一个电子层．C与A形成A2C型离子化合物．E的原子序数为31，F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体．根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na＜S＜P＜Cl（用元素符号表示）．
（2）化合物BD3的分子空间构型是三角锥形．
（3）上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED），其材料是E与F形成的化合物甲（属于第三代半导体），用它制造的灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%．化合物甲的晶胞结构如图（白球代表F，黑球代表E）．试回答：
①该晶胞中所包含的F原子（白色球）个数为4．
②与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为正四面体．
③下列说法正确的是BCD．
A．该晶胞结构与NaCl相同   B．半导体EB与EF互为等电子体
C．电负性：F＞E             D．EF晶体中含有配位键
④（CH3）3E中E原子的杂化方式为sp2．
⑤该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为$\frac{2\sqrt{6}}{3}$（写出计算过程）

分析 A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增；D原子得到一个电子后3p轨道全充满，则D为Cl元素；A+比D原子形成的离子少一个电子层，则A是Na元素；B原子的p轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，则B是P元素；C与A形成A2C型离子化合物，C原子序数大于B而小于D，则C是S元素；E的原子序数为31，则E是Ga元素；F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体，则F是As元素，再结合题目分析解答

解答 解：A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次递增；D原子得到一个电子后3p轨道全充满，则D为Cl元素；A+比D原子形成的离子少一个电子层，则A是Na元素；B原子的p轨道半充满，形成氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的，则B是P元素；C与A形成A2C型离子化合物，C原子序数大于B而小于D，则C是S元素；E的原子序数为31，则E是Ga元素；F与B属同一主族，E与F形成的化合物常用于制造半导体，则F是As元素，
（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以这几种元素第一电离能从小到大顺序是Na＜S＜P＜Cl，故答案为：Na＜S＜P＜Cl； 
（2）化合物PCl3的分子中，P原子价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形结构，故答案为：三角锥形；
（3）①该晶胞中，F原子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4；
②如图所示与同一个E原子相连的F原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
③该晶胞中E是Ga、F是As原子，As原子个数是4、Ga原子个数=4，所以其化学式为GaAs，
A．氯化钠晶体中Na离子配位数是6，该晶胞中Ga原子配位数是4，所以该晶胞结构与NaCl不同，故错误； 
B．电负性：As＞Ga，故正确；
C．该晶体中As含有孤电子对、Ga含有空轨道，所以含有配位键，故正确； 
D．等电子体原子个数相等且价电子数相等，所以半导体GaP与GaAs互为等电子体，故正确；
故选BCD；
④（CH3）3Ga中Ga原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以Ga的杂化方式为sp2，故答案为：sp2；
⑤根据晶胞结构可知，以E原子为中心，4个F原子构成正四面体，设晶胞参数为a，则紧邻的As原子核间距为2倍As原子半径，即$\frac{\sqrt{2}}{2}$a，而紧邻As、Ga间距离想象为一个正方体内接正四面体，经过简单计算可知正四面体体心为正方体体心，位于正方体体对角线中点处，把上述晶胞拆成8个等大的小立方体，可以发现其中4个的体心位置有Ga原子填充，小立方体的棱长为0.5a，则其体对角线长是$\frac{\sqrt{3}}{2}$a，可得As、Ga间距为$\frac{\sqrt{3}}{4}$a，综上所诉，该晶体中紧邻的F原子之间与紧邻的F、E两原子之间距离的比值为$\frac{2\sqrt{6}}{3}$，
故答案为：$\frac{2\sqrt{6}}{3}$．

点评 该题是高考中的常见题型和考点，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力、自学能力和知识的迁移能力，难点是晶胞计算，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．下列反应中，属于吸热反应的是（　　）
A．氢氧化钠溶液与稀盐酸混合B．消石灰与氯化铵固体混合
C．镁条与稀盐酸反应D．铝粉与氧化铁粉末共热
1．根据所学知识回答下列问题：
（1）下列微粒之间，属于同位素的是BF（填字母），属于同素异形体的是AE．
A．红磷和白磷  B．氕和氚       C．氯气和液氯
D．冰和干冰    E．氧气和臭氧   F．13C和14C
（2）有下列几种物质：①氯化铵   ②氦气   ③氯化镁   ④二氧化碳  ⑤氯化钠    ⑥过氧化钠
其中：a．只含离子键的物质是③⑤（填编号，下同），
b．只含共价键的物质是④，它的电子式为：．
c．既有离子键又共价键的是①⑥．
18．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中Y极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑．
②电解总反应式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是纯铜，电极反应式是Cu2++2e-=Cu．
②Y电极的材料是      粗铜，电极反应式是Cu-2e-=Cu2+．
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
（3）如要在铁上镀银，电解液选用硝酸银，则
①X电极的材料是铁，电极反应式是Ag++e-=Ag．
②Y电极的材料是银，电极反应式是Ag-e-=Ag+．
5．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60的结构．下列叙述正确的是（　　）
A．该物质有很高的熔点、很大的硬度
B．该物质形成的晶体属分子晶体
C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面
D．C60易溶于水
15．工业催化剂K3[Fe（C2O4）3]•3H2O是翠绿色晶体，在421～553℃时，分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O．实验室由草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）、草酸钾（K2C2O4）、草酸（H2C2O4）和双氧水（H2O2）混合制备．
请回答下列问题：
（1）写出H2O2的电子式；[Fe（C2O4）3]3-的名称是三草酸合铁（Ⅲ）离子（或三草酸合铁离子，或三草酸合铁酸根）．
（2）配平以下总反应方程式：
2FeC2O4•2H2O+1H2O2+3K2C2O4+1H2C2O4=2K3[Fe（C2O4）3]•3H2O
（3）制备过程中要防止草酸被H2O2氧化，请写出草酸被H2O2氧化的化学反应方程式H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O．
（4）配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu2++4NH3?[Cu（NH3）4]2+，其稳定常数表达式为：k=$\frac{c[Cu（N{H}_{3}）_{3}^{2+}]}{c（C{u}^{2+}）•{c}^{4}（N{H}_{3}）}$．已知K[Fe（C2O4）3]3-=1020，K[Fe（SCN）3]=22×103，能否用KSCN溶液检验K3[Fe（C2O4）3]•3H2O中的铁元素？否（填“是”“否”）若选“否”，请设计检验铁元素的方案取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H2SO4中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液．若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无．
（5）铁元素可以形成多种配合物，其中一种配合物钾盐A是有争议的食品添加剂．经组成分析A中仅含K、Fe、C、N四种元素．取36.8gA加热至400℃，分解成KCN、Fe3C、C、N2，生成的氮气折合成标准状况下的体积为2.24L，Fe3C质量是C质量的3倍．Fe3C的物质的量是氮气物质的量的$\frac{1}{3}$．则A的化学式为K4Fe（CN）6．
2．下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是（　　）
①CH3  ②CH=CH2  ③NO2
④OH  ⑤   ⑥
A．③④B．②⑤C．①②⑤⑥D．②③④⑤⑥
19．下列属于既有极性键、又有非极性键、σ键和π键的非极性分子是（　　）
A．H2O2B．N2C．C2H4D．BeCl2
11．已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（　　）
A．是吸热反应
B．生成物的总能量高于反应物的总能量
C．只有在加热条件下才能进行
D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量

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