Question

【題目】已知A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)之和等于36.A的單質(zhì)是最輕的氣體；B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，各能級(jí)中電子數(shù)相等；D有“生物金屬”之稱，其單質(zhì)和化合物有廣泛的用途，D4+離子和氬原子的核外電子排布相同.工業(yè)上利用DO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物甲(甲可看做一種含氧酸鹽).化合物甲有顯著的“壓電性能”，應(yīng)用于超聲波的發(fā)生裝置.經(jīng)X射線分析，化合物甲晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為立方體(如下圖所示)，其中Ba2+占據(jù)體心位置，O2-占據(jù)棱心位置，D4+占據(jù)頂點(diǎn)位置.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）A、B、C三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是__________________(填元素符號(hào)).

（2）BA4分子的空間構(gòu)型是______________；B原子軌道的雜化類型為_____.

（3）C的氣態(tài)氫化物的電子式為____；其沸點(diǎn)高于同主族其他元素氫化物的沸點(diǎn)，主要原因是____________________.

（4）D的基態(tài)原子核外電子排布式為____________________.

（5）①制備化合物甲的化學(xué)方程式為____________________.

②在甲晶體中，若將D4+置于立方體的體心，Ba2+置于立方體的頂點(diǎn)，則O2-處于立方體的__________.

③在甲晶體中，D4+的氧配位數(shù)為__________.

④已知甲晶體的摩爾質(zhì)量為M g/mol，其晶胞邊長(zhǎng)為4.03×10-10m，則甲晶體的密度為__________________g/cm3(要求列出算式，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示).

Answer 1

【答案】N＞C＞H； 正四面體型 sp3 因?yàn)槠浞肿娱g存在氫鍵，所以其沸點(diǎn)高于同主族其他元素氫化物的沸點(diǎn) 1s22s22p63s23p63d24s2 BaCO3+TiO2=BaTiO3+CO2↑ 面心 6

【解析】

A的單質(zhì)是最輕的氣體，即A為H，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，各能級(jí)中電子數(shù)相等，即B的電子排布式為1s22s22p2，即B為C，D有“生物金屬”之稱，其單質(zhì)和化合物有廣泛的用途，D4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，即D的原子序數(shù)為22，D為Ti，原子序數(shù)自核等于36，則C為N，然后進(jìn)行分析。

A的單質(zhì)是最輕的氣體，即A為H，B的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí)，各能級(jí)中電子數(shù)相等，即B的電子排布式為1s22s22p2，即B為C，D有“生物金屬”之稱，其單質(zhì)和化合物有廣泛的用途，D4＋離子和氬原子的核外電子排布相同，即D的原子序數(shù)為22，D為Ti，原子序數(shù)自核等于36，則C為N，

（1）同周期從左向右電負(fù)性增大，即電負(fù)性大小順序是N>C>H；

（2）BA4為CH4，空間構(gòu)型為正四面體，中心原子C有4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則雜化類型為sp3；

（3）C的氣態(tài)氫化物為NH3，其電子式為；氨氣分子間存在氫鍵，其余同主族氫化物不含分子間氫鍵，因此氨氣沸點(diǎn)高于同主族其他元素氫化物的沸點(diǎn)；

（4）D為Ti，其基態(tài)原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d24s2；

（5）①根據(jù)化合物甲的晶胞結(jié)構(gòu)，Ba2＋位于內(nèi)部，Ba2＋個(gè)數(shù)為1，Ti4＋位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為8×1/8=1，O2－位于棱上，個(gè)數(shù)為12×1/4=3，甲的化學(xué)式為BaTiO3，因此化學(xué)反應(yīng)方程式為BaCO3＋TiO2=BaTiO3＋CO2↑；

②若將Ti4＋置于立方體的體心，Ba2＋置于立方體的頂點(diǎn)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，推出O2－位于面心；

③Ti4＋的氧配位數(shù)，指的是距離Ti4＋最近的O2－的個(gè)數(shù)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，推出Ti4＋的氧的配位數(shù)為6；

④晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞的體積為(4.03×10－10×102)3cm3，根據(jù)密度的定義，得出甲晶體的密度為 g/cm3。