Question

運用物質(zhì)結構的知識完成下列問題．
（1）第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有

 

（填元素符號）．
（2）配離子[TiCl（H₂O）₅]²⁺的中心離子化合價為

 

，配體的化學式為

 

．
（3）BF₃與一定量水形成（H₂O）₂?BF₃晶體Q，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R：

①晶體Q中不存在的作用力為

 

（填字母）．
A．共價鍵   B．離子鍵   C．配位鍵    D．范德華力    E．氫鍵
②R中陽離子的空間構型為

 

．
（4）硼砂是含結晶水的四硼酸鈉，其陰離子X^m-（含B、O、H三種元素）的球棍模型如圖1所示．則m=

 

（填數(shù)字）．
（5）以四氯化鈦、碳化鈣、疊氮酸鹽（如NaN₃）作原料，可以生成碳氮化鈦化合物，其結構是用碳原子取代氮化鈦晶胞（結構如圖2）所有頂點的氮原子，這種碳氮化鈦化合物的化學式為

 

．

（6）部分化學鍵的鍵能見表：

化學鍵	Si-O	Si-Cl	H-H	H-Cl	Si-Si	Si-C
鍵能/kJ?mol-1	460	360	436	431	176	347

①比較下列兩組物質(zhì)的熔點高低 （填“＞”或“＜”）
SiC

 

 Si；SiCl₄

 

 SiO₂
②工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取：SiCl₄（g）+2H₂（g）

高溫  .

 Si（s）+4HCl（g）
計算該反應的反應熱△H=

 

 kJ/mol．

Answer 1

考點：配合物的成鍵情況,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,晶胞的計算,反應熱和焓變

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第ⅡA元素第一電離能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族元素；
（2）配離子[TiCl（H₂O）₅]²⁺中Cl^-、H₂O含有孤對電子對是配體，根據(jù)離子電荷判斷中心離子Tiⁿ⁺的電荷；
（3）①非金屬元素原子之間易形成共價鍵，含有空軌道的原子和含有孤電子對的原子之間易形成配位鍵，分子之間存在范德華力，水分子中的O原子和其它分子中的H原子易形成氫鍵；②根據(jù)價層電子對互斥理論確定H₃O⁺空間構型；
（4）根據(jù)化合價代數(shù)和為零作判斷；
（5）利用均攤法計算該晶胞中含有的各種原子個數(shù)，從而確定其化學式；
（6）①物質(zhì)的熔點與晶體類型有關，原子晶體的熔點大于分子晶體的熔點；如果晶體類型相同，物質(zhì)的熔點與化學鍵的鍵長成反比，鍵長越短，鍵能越大，熔點越高；
②化學反應方程式中的反應熱=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和；

解答： 解：（1）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第ⅡA元素第一電離能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族元素，所以第二周期中第一電離能順序為：Li＜B＜Be＜C＜O＜N，第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素；
故答案為：Be、C、O；
（2）配離子[TiCl（H₂O）₅]²⁺的中心離子所帶的電荷2+1=3，故中心離子為Ti³⁺，Cl^-、H₂O含有孤對電子對是配體，故答案為：+3，Cl^-、H₂O；
（3）①非金屬元素原子之間易形成共價鍵，B原子含有空軌道、O原子含有孤電子對，所以B原子和O原子之間存在配位鍵，分子之間存在范德華力，水分子中的O原子和其它分子中的H原子易形成氫鍵，所以不涉及的是離子鍵，故選B；
②H₃O⁺中O原子價層電子對個數(shù)=3+

1

2

（6-1-3×1）=4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形結構，故答案為：三角錐形；
（4）依據(jù)化合價H為+1，B為+3，O為-2，可得m=2，故答案為：2；
（5）該晶胞中C原子個數(shù)=8×

1

8

，N原子個數(shù)=6×

1

2

，Ti原子個數(shù)=1+12×

1

4

，所以其化學式為：Ti₄CN₃，故答案為：Ti₄CN₃；
（6）①碳化硅和硅都是原子晶體，晶體類型相同的物質(zhì)其熔點與鍵長成正比，鍵長越長，鍵能越小，熔點越低，碳化硅的鍵長小于硅硅鍵長，所以碳化硅的熔點比硅的高；二氧化硅是原子晶體，氯化硅是分子晶體，原子晶體的熔點高于分子晶體，所以二氧化硅的熔點比氯化硅的高．
故答案為：＞，＜；
②△H=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2-176kJ/mol×2-431kJ/mol×4=+236 kJ/mol．
故答案為：+236．

點評：本題考查的知識點較多，有第一電離能、配合物的結構、化學鍵、晶胞的結構的計算、反應熱的計算等，知識跨度較大，中等難度．