题目

题型：不详难度：来源：

（14分）现有5种短周期元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子，B最外层上电子数是次外层电子数的两倍，C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性，E是短周期中电负性最小的元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题：
（1）写出A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式      。
（2）CS₂和B、D元素形成的一种化合物为等电子体，则CS₂的分子结构为    ，1molCS₂中含有的π键为           个。
（3）Y的中心原子的杂化轨道类型为     ，分子的立体构型为        。
（4）由A、B、D、E形成的化合物W、Z，其中W由三种元素组成，Z由四种元素组成，水溶液物显碱性，用离子方程式表示Z溶液显碱性的原因       。等浓度，等体积的W，Z的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序为           。
（5）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，钛原子的电子排布式为     ，该氮化钛的化学式为  ，氮原子的配位数为      。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm，则氮化钛的密度为 g.cm³（N_A为阿佛加德罗常数值，只列式计算）。

答案

（1）Na⁺[:H]^－（1分）   （2）S＝C＝S（1分），2×6.02×10²³个（1分）
（3）sp³（1分），三角锥形（1分）
（4）HCO₃^－+H₂OH₂CO₃+OH^－（2分）  c(Na⁺)＞c(HCO₃^－)＞c(CO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)（2分）
（5）1S²2S²2p⁶3S²3d²4S²（1分）  TiN（1分）  6（1分）62×4/(2a×10^－10)N_A（2分）

解析

试题分析：现有5种短周期元素A、B、C、D、E，原子序数依次增大。A的同位素中有一种核素无中子，则A是氢元素；B最外层上电子数是次外层电子数的两倍，因此B是碳元素；C元素最简单的氢化物Y的水溶液呈碱性，则C是氮元素，Y是氨气。E是短周期中电负性最小的元素，则E的金属性最强，因此是钠元素。D与可与A、B、C、E四种元素分别形成原子个数比不相同的常见化合物，这说明D是氧元素。
（1）A、E两元素形成的原子个数比为1:1的化合物是氢化钠，含有离子键，电子式为。
（2）CS₂和B、D元素形成的一种化合物为等电子体，该化合物是CO₂，二氧化碳是直线形结构，因此则CS₂的分子结构为直线形，结构式为S＝C＝S。双键是由1个δ键和 1个π键构成的，1molCS₂分子中含有2个碳硫双键，因此含有的π键为2×6.02×10²³个个。
（3）氨气分子中氮原子含有1对孤对电子，价层电子对数是4，速中心原子的杂化轨道类型为sp³，分子的立体构型为三角锥形。
（4）由A、B、D、E形成的化合物W、Z，其中W由三种元素组成，Z由四种元素组成，水溶液物显碱性，则该化合物分别是碳酸钠和碳酸氢钠，二者均强碱弱酸盐，水解溶液显碱性，因此Z溶液显碱性的原因是HCO₃^－+H₂OH₂CO₃+OH^－。由于碳酸氢根的水解程度大于电离程度，因此等浓度，等体积的W，Z的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序为c(Na⁺)＞c(HCO₃^－)＞c(CO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)。
（5）钛是22号元素，依据核外电子排布规律可知钛原子的电子排布式为1S²2S²2p⁶3S²3d²4S²。根据晶胞结构可知钛原子个数是1+12× ＝4，氮原子个数是8×+6×＝4，因此化学式为TiN。氮原子周围离氮原子最近的钛原子个数6个（上下左右前后各1个），因此氮原子的配位数为6。晶胞中N、Ti之间的最近距离为apm，则晶胞的边长是2a×10^－10 cm，则有 ×N_A＝4，即则氮化钛的密度为62×4/(2a×10^－10)N_Ag.cm³。