Question

前四周期的A、B、C、D四种元素在周期表中均与元素X紧密相邻。已知元素X最高价氧化物的化学式为X₂O₅，B、D同主族且B元素的原子半径是同族元素中最小的，C的最高价氧化物对应的水化物是强酸（本题中出现的B、C均为字母，不是元素符号）。

（1）D元素基态原子的外围电子排布式为____________________。

（2）A、C、X三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为________________（用相应的元素符号作答）。

（3）B、X、D氢化物的沸点由高到低的顺序为_______________（用相应的化学式作答）。

（4）C元素的原子可形成多种离子，试推测下列微粒的立体构型（C为字母，不是碳元素）：

微粒	CO3^2-	CO4^2-
立体构型名称	_________	______________

（5）元素B的一种氢化物B₂H₄具有重要的用途。有关B₂H₄的说法正确的是___。

A．B₂H₄分子间可形成氢键                  B．B原子是sp³杂化

C．B₂H₄分子中含有5个σ键和1个π键      D．B₂H₄晶体变为液态时破坏共价键

（6）E元素和D元素在同一周期，属于VIII族，价层有三个单电子，E(OH)₂为两性氢氧化物，在浓的强碱溶液中可形成E(OH)₄^2-，写出E(OH)₂酸式电离的电离方程式_____________________________。

（7）F元素基态原子M层上有5对成对电子，F形成的单质有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶胞（如下图所示）中F原子的配位数之比为___________，δ、γ、α三种晶胞的边长之比为_____________。

Answer

4s24p3 P＞S＞Si NH3＞AsH3＞PH3 三角锥形 正四面体形 AB Co(OH)2+2H2OCo(OH)42-+2H+ 4：6：3 2

【解析】

元素X最高价氧化物的化学式为X2O5，则X为第ⅤA族元素，前四周期的A、B、C、D均与元素X紧密相邻，即位于X的四周，则A、B、C、D位于元素周期表的第二、三、四周期，X为磷元素，B、D同主族且B元素的原子半径是同族元素中最小的，B、X、D同主族，则B为氮元素，D为砷元素，C的最高价氧化物对应的水化物是强酸，C为硫元素，A为硅元素。

（1）D是砷元素，原子序数为33，其基态原子的外围电子排布式为4s24p3；（2）A、C、X分别为Si、S、P，根据元素周期律，同周期元素从左向右，第一电离逐渐增大，但第ⅡA族和第ⅤA族由于最外层处于全满和半满状态，第一电离能高于相邻族的元素，所以Si、S、P的第一电离能大小顺序为P＞S＞Si；（3）B、X、D氢化物分别为NH3、PH3、AsH3，因为氨分子之间有氢键的存在，所以氨的沸点较大，AsH3的相对分子质量大于PH3，所以沸点也高于PH3，所以它们的沸点由高到低的顺序为NH3＞AsH3＞PH3；（4）SO32-的中心原子硫原子的价层电子对数为4，含有一对孤对电子，空间构型为三角锥形；SO42-的中心原子硫原子的价层电子对数为4，没有孤对电子，空间构型为正四面体形；（5）B2H4为N2H4，A．N2H4分子间与NH3相似，可形成氢键，A正确；B．N2H4分子中N原子的价层电子对数为(5+1+1+1)/2=4，所以氮原子是sp3杂化，B正确；C．N2H4分子中N原子之间是单键，所以没有π键，C错误；D．N2H4是分子晶体，所以晶体变为液态时破坏的是分子间作用力和氢键，D错误；答案选AB；（6）E元素和D元素在同一周期，属于VIII族，价层有三个单电子，E是Co，Co(OH)2为两性氢氧化物，在浓的强碱溶液中可形成Co(OH)42-，因此Co(OH)2酸式电离的电离方程式为Co(OH)2+2H2OCo (OH)42-+2H+。（7）δ晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于晶胞的体心，补全晶胞可知配位数为8，γ晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于面心上，补全晶胞可知，有3层，每层有4个，故Fe原子的配位数为4×3=12。α晶胞中，以顶点Fe原子研究，与之最近的Fe原子处于所在棱的顶点上，补全晶胞可知配位数为6，所以δ、γ、α三种晶胞中Fe原子的配位数之比为4：6：3；设铁原子的直径为a，根据晶胞结构图可知，δ晶胞的边长为 、γ晶胞的边长为 、α晶胞的边长为a，所以δ、γ、α三种晶胞的边长之比为2。