Question

短周期元素P、Q、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题：

（1） Z的价电子排布式为____________，QZ₃分子的空间构型为____________；

（2） X与Z构成的分子是_________分子(填“极性”或“非极性”)

（3） P和Y形成的化合物，其分子中包含__________键(填个数及 “σ键和π键”)，该分子中P原子的杂化方式为____________，

（4） 写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式_________________；

（5） 金属镁在Q的单质中燃烧得到的产物与水反应生成两种碱性物质，该反应的化学方程式是____________________________________。

Answer

（1）3s23p5 三角锥形

（2）非极性

（3）2个σ键 2个π键 sp

（4）H2S+Cl2═2H++2Cl-+S↓

（5）Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2+2NH3↑

【解析】

试题分析：P、Q、X、Y、Z是短周期元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线型，形成正四面体结构的氢化物是甲烷或硅烷，形成三角锥型的氢化物是氨气，形成V型的氢化物是水或硫化氢，形成直线型结构的氢化物是乙炔、氟化氢或氯化氢，这几种元素的原子序数逐渐增大，所以P的氢化物是甲烷，Q的氢化物是氨气，X的氢化物是硅烷，Y的氢化物是硫化物，Z的氢化物是氯化氢，则P、Q、X、Y、Z分别是C、N、Si、S、Cl元素；

（1）Z为Cl元素，其基态原子电子排布式是1s22s22p63s23p5，价电子排布式为3s23p5，QZ3为NCl3，N原子形成3个σ键，孤对电子数为 =1，为三角锥形；

（2）X与Z构成的分子是SiCl4，为正四面体结构，属于非极性分子；

（3）P和Y形成的化合物为CS2，结构式为S=C=S，含有2个σ键，2个π键，C形成2个σ键，没有孤对电子，为sp杂化；

（4）Y为硫元素，Z为氯元素，可以通过H2S与Cl2的反应证明氯元素的非金属性比硫元素强，相关的离子反应方程式为H2S+Cl2═2H++2Cl-+S↓；

（5）镁和氮气反应生成氮化镁，氮化镁与水反应生成两种碱，分别是氢氧化镁和氨气，所以该反应的化学方程式Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2+2NH3↑。

【考点定位】考查元素及其化合物的性质、分子空间构型等。

【名师点晴】明确常见分子的空间构型是解本题的关键，会根据价层电子对互斥理论判断分子的构型及杂化方式；P、Q、X、Y、Z是短周期元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线型，形成正四面体结构的氢化物是甲烷或硅烷，形成三角锥型的氢化物是氨气，形成V型的氢化物是水或硫化氢，形成直线型结构的氢化物是乙炔、氟化氢或氯化氢，这几种元素的原子序数逐渐增大，所以P的氢化物是甲烷，Q的氢化物是氨气，X的氢化物是硅烷，Y的氢化物是硫化物，Z的氢化物是氯化氢，则P、Q、X、Y、Z分别是C、N、Si、S、Cl元素，以此解答该题。