Question

A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號(hào)元素，它們的原子序數(shù)依次遞增．已知B、D兩種元素原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的兩倍，而C元素原子的最外層電子數(shù)等于B元素原子的核外電子數(shù)，E的價(jià)電子數(shù)為1．回答下列問(wèn)題．
（1）畫(huà)出C元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

．
（2）在1mol DC₂中，有

 

 mol D-C鍵．
（3）在化合物BC₂的晶體中，每個(gè)BC₂分子周?chē)�與它距離最近的BC₂分子有

 

個(gè)．
（4）原子序數(shù)介于B、C之間的元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物．則X、B、C的第一電離能順序是

 

（填元素符號(hào)），三種10e^-的化合物中沸點(diǎn)最低的

 

．
（5）已知高溫下C和E元素形成的晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中元素C的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)．如圖所示為C和E元素形成的晶體的一個(gè)晶胞（晶體中最小的重復(fù)單元），則下列說(shuō)法中正確的是

 

A．該晶體化學(xué)式為EC₂（KO₂），每個(gè)晶胞含有個(gè)4個(gè)E⁺和4個(gè)C₂^-
B．晶體中每個(gè)E⁺周?chē)��?個(gè)C₂^-，每個(gè)C₂^-周?chē)��?個(gè)E⁺
C．晶體中與每個(gè)E⁺距離最近的E⁺有8個(gè)
D．晶體中，0價(jià)C與-2價(jià)C的數(shù)目比為3：1
E．C₂^-與N₂互為等電子體．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號(hào)元素，它們的原子序數(shù)依次遞增．B、D兩種元素原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的兩倍，最外層電子數(shù)為4，處于ⅣA族，則B為碳元素、D為Si；C元素原子的最外層電子數(shù)等于B元素原子的核外電子數(shù)，C原子最外層電子數(shù)為6，處于ⅥA族，原子序數(shù)小于Si，則C為O元素；E的價(jià)電子數(shù)為1，原子序數(shù)大于Si，則E為K元素；（4）中X原子序數(shù)介于B、C之間，則X為N元素，元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物，則A為H元素，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20號(hào)元素，它們的原子序數(shù)依次遞增．B、D兩種元素原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的兩倍，最外層電子數(shù)為4，處于ⅣA族，則B為碳元素、D為Si；C元素原子的最外層電子數(shù)等于B元素原子的核外電子數(shù)，C原子最外層電子數(shù)為6，處于ⅥA族，原子序數(shù)小于Si，則C為O元素；E的價(jià)電子數(shù)為1，原子序數(shù)大于Si，則E為K元素，
（1）C為O元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
（2）SiO₂屬于原子晶體，每個(gè)Si原子形成4個(gè)Si-O鍵，1mol SiO₂中有4mol Si-O鍵，故答案為：4；
（3）CO₂晶體中分子之間只有范德華力，為分子密堆積，晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，二氧化碳分子位于頂點(diǎn)與面心，以頂點(diǎn)CO₂分子研究，與之距離最近的CO₂分子位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12個(gè)面共用，故每個(gè)CO₂分子周?chē)�與它距離最近的CO₂有12個(gè)，故答案為：12；
（4）X原子序數(shù)介于B、C之間，則X為N元素，元素X和B、C都可與A形成10e^-的化合物，則A為H元素，同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素2p軌道容納3個(gè)電子，為半滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于氧元素，故第一電離能N＞O＞C，三種10e^-的化合物為CH₄、NH₃、H₂O，常溫下，水為液態(tài)，甲烷與氨氣為氣態(tài)，水的沸點(diǎn)最高，氨氣分子之間存在氫鍵，其沸點(diǎn)比甲烷高，故沸點(diǎn)最低的是CH₄，故答案為：N＞O＞C；CH₄；
（5）高溫下O和K元素形成的晶體呈立方體結(jié)構(gòu)，晶體中元素O的化合價(jià)部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)，
A、由晶胞圖可知，K⁺的個(gè)數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，O₂^-的個(gè)數(shù)為12×

1

4

+1=4，化學(xué)式為KO₂，故A正確；
B、由晶胞圖可知，晶體中每個(gè)K⁺周?chē)��?個(gè)O₂^-，每個(gè)O₂^-周?chē)��?個(gè)K⁺，故B錯(cuò)誤；
C、由晶胞圖可知，以頂點(diǎn)K⁺研究，與之距離最近的K⁺位于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為12個(gè)面共用，故每個(gè)K⁺周?chē)�與它距離最近的K⁺有12個(gè)，故C錯(cuò)誤；
D、晶胞中K⁺與O₂^-個(gè)數(shù)分別為4、4，所以晶胞中共有8個(gè)氧原子，根據(jù)電荷守恒-2價(jià)O原子數(shù)目為2，所以0價(jià)氧原子數(shù)目為8-2=6，所以晶體中，0價(jià)氧原子與-2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3：1，故D正確；
E．O₂^-與N₂的原子數(shù)目相等，但電子總數(shù)或價(jià)電子總數(shù)不相等，二者不是等電子體，故E錯(cuò)誤，
故答案為：AD．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、電離能、晶體結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，側(cè)重考查晶胞問(wèn)題，需要學(xué)生具有一定觀察與空間想象能力，掌握晶胞中利用均攤法的有關(guān)計(jì)算，（2）（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意識(shí)記中學(xué)常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu)，難度中等．