Question

4．A、B、C、D、E为核电荷数依次增大的五种元素．A的基态原子中有2个未成对电子，B是地壳中含量最多的元素，C是短周期中最活泼的金属元素，D与C可形成CD型离子化合物，E的基态原子3d轨道上有2个电子．请回答下列问题：
（1）E的基态原子价层电子排布式为3d²4s²．
（2）DB₂^-离子的立体构型为V形；A、B、C的电负性由大到小的顺序为O＞C＞Na（用元素符号表示）．
（3）AB₂形成的晶体的熔点低于（填“高于”、“低于”或“等于”）CD形成的晶体的熔点，原因是CO₂形成的晶体属于分子晶体，NaCl属于离子晶体，离子键强于分子间作用力．
（4）ED₄是制取航空材料的重要原料．E与B形成的一种晶体的晶胞结构如图所示．取该晶体和A的单质放在电炉中，并通入D₂后高温加热，可制得ED₄，同时产生一种造成温室效应的气体，该反应的化学方程式是TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种常见元素，它们的核电荷数依次增大．E的基态原子3d轨道上有2个电子，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，则E为Ti；B是地壳中含量最多的元素，则B为O元素；C是短周期中最活泼的金属元素，则C为Na；D与C可形成CD型离子化合物，则D为Cl；A的基态原子中有2个未成对电子，原子序数小于氧，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故A为碳元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种常见元素，它们的核电荷数依次增大．E的基态原子3d轨道上有2个电子，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，则E为Ti；B是地壳中含量最多的元素，则B为O元素；C是短周期中最活泼的金属元素，则C为Na；D与C可形成CD型离子化合物，则D为Cl；A的基态原子中有2个未成对电子，原子序数小于氧，原子核外电子排布式为1s²2s²2p²，故A为碳元素．
（1）E的基态3d轨道上有2个电子，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，基态原子价层电子排布式为3d²4s²，
故答案为：3d²4s²；
（2）ClO₂^-中Cl原子孤电子对数=$\frac{7+1-2×2}{2}$=2，价层电子对数=2+2=4，为V形结构，同周期自左而右电负性增大，非金属性越强电负性越大，故电负性O＞C＞Na，
故答案为：V形；O＞C＞Na；
（3）CO₂形成的晶体属于分子晶体，NaCl属于离子晶体，离子键强于分子间作用力，通常情况下，离子晶体熔点大于分子晶体熔点，故CO₂形成的晶体的熔点低于NaCl，
故答案为：低于；CO₂形成的晶体属于分子晶体，NaCl属于离子晶体，离子键强于分子间作用力；
（4）该晶胞中Ti原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2、O原子个数=2+4×$\frac{1}{2}$=4，则Ti、O原子个数之比=2：4=1：2，则化学式为TiO₂，TiO₂放在电炉中，通入Cl₂和碳的单质后高温加热，可制得TiCl₄，同时产生一种造成温室效应的气体，该气体为二氧化碳，该反应的化学方程式为：TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂，
故答案为：TiO₂+C+2Cl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl₄+CO₂．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及晶胞计算、杂化轨道、电负性、核外电子排布、晶体性质等，推断元素是解题关键，注意利用均摊法进行晶胞计算．