Question

9．元素周期表反映了元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律．請根據(jù)短周期元素在周期表中的位置、結(jié)構(gòu)和相關(guān)性質(zhì)，回答下列問題：
（1）第VIA族元素形成的氣態(tài)氫化物中沸點(diǎn)最高的是H₂O（用分子式表示），原因是H₂O分子間可以形成氫鍵，該分子的空間構(gòu)型為V形．
（2）第二周期元素中，除Be、B、Ne三種元素外，其他元素的氫化物沸點(diǎn)如表1所示，其中E的化學(xué)式為CH₄；第三周期元素單質(zhì)的熔點(diǎn)（℃）變化如圖a所示，其中h的元素符號為Si．                （表1）

氫化物	A	B	HF	D	E
沸點(diǎn)/℃	1317	100	19.5	-33.35	-164

（3）第二、第三周期的某些元素能形成單質(zhì)甲和化合物乙，它們具有圖b所示的結(jié)構(gòu)單元，甲和乙的晶體類型相同，甲的某種同素異形體與乙在高溫時(shí)能發(fā)生置換反應(yīng)生成h的單質(zhì)和CO．若該反應(yīng)生成的h的單質(zhì)含有1mol共價(jià)鍵，則參加反應(yīng)的乙的質(zhì)量為30g．
（4）碳元素的某種單質(zhì)具有平面層狀結(jié)構(gòu)，該單質(zhì)的名稱為石墨；同一層中的原子構(gòu)成許多的正六邊形，單質(zhì)與熔融的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質(zhì)（其中的元素鉀用“●”表示），原子分布如圖c所示，該物質(zhì)的化學(xué)式為KC₈．

Answer 1

分析 （1）H₂O分子間可以形成氫鍵，第VIA族元素形成的氣態(tài)氫化物中水的沸點(diǎn)最高；
（2）LiH屬于離子晶體，其它氫化物屬于分子晶體，LiH的沸點(diǎn)最高，而氨氣、水、HF分子均存在氫鍵，沸點(diǎn)均高于甲烷的；
第三周期中Si單質(zhì)為原子晶體，其熔點(diǎn)最高；
（3）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結(jié)構(gòu)單元的單質(zhì)甲和化合物乙，甲和乙的晶體類型相同，且二者在高溫下發(fā)生反應(yīng)，則甲為碳單質(zhì)（金剛石）、乙為二氧化硅，h為Si，反應(yīng)生成的Si的單質(zhì)含有1mol共價(jià)鍵，每個Si原子形成4個Si-Si，每個Si-Si鍵為1個Si原子提供$\frac{1}{2}$，則生成Si為0.5mol，結(jié)合Si原子守恒計(jì)算二氧化硅的質(zhì)量；
（4）碳元素的某種單質(zhì)具有平面層狀結(jié)構(gòu)，該單質(zhì)為石墨；
K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結(jié)構(gòu)，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，根據(jù)均攤法計(jì)算．

解答 解：（1）H₂O分子間可以形成氫鍵，第VIA族元素形成的氣態(tài)氫化物中水的沸點(diǎn)最高，水分子中O原子形成2個O-H鍵，含有2對孤對電子，空間結(jié)構(gòu)為V形，
故答案為：H₂O；H₂O分子間可以形成氫鍵；V形；
（2）離子晶體的氫化物其沸點(diǎn)最大，所以A是離子晶體，第二周期中屬于分子晶體的氫化物有甲烷、氨氣、水和氟化氫，氨氣、水和氟化氫中含有氫鍵，且水是液態(tài)，所以這四種氫化物中水的沸點(diǎn)最大，甲烷的沸點(diǎn)最低，故E為CH₄，
第三周期中Si單質(zhì)為原子晶體，其熔點(diǎn)最高，故h的元素符號為Si，
故答案為：CH₄；Si；
（3）第二、第三周期的某些元素中能形成正四面體結(jié)構(gòu)單元的單質(zhì)甲和化合物乙，甲和乙的晶體類型相同，且二者在高溫下發(fā)生反應(yīng)，則甲為碳單質(zhì)（金剛石）、乙為二氧化硅，h為Si，反應(yīng)生成的Si的單質(zhì)含有1mol共價(jià)鍵，每個Si原子形成4個Si-Si，每個Si-Si鍵為1個Si原子提供$\frac{1}{2}$，則生成Si為0.5mol，結(jié)合Si原子守恒，參加反應(yīng)二氧化硅的質(zhì)量為0.5mol×60g/mol=30g，
故答案為：30；
（5）碳元素的某種單質(zhì)具有平面層狀結(jié)構(gòu)，該單質(zhì)為石墨；
K原子鑲嵌在正六邊形的中心，該正六邊形周圍有6個未鑲嵌K原子正六邊形結(jié)構(gòu)，即鑲嵌K原子的正六邊形周圍連接6個C原子，該碳原子為3個正六邊形共有，故結(jié)構(gòu)中K原子與C原子數(shù)目之比為1：（6+6×$\frac{1}{3}$）=8，故化學(xué)式為KC₈，
故答案為：石墨；KC₈．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及晶體類型與熔沸點(diǎn)關(guān)系、元素化合物推斷、晶胞計(jì)算等，（5）中的關(guān)鍵是尋找重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，可以用黑色球構(gòu)成的正三角形解答更簡單，難度中等．