(4)氯元素能形成多种含氧酸,已知常温下电离常数K(HClO)＝3×108、K(HClO2)＝1.1×102,试从结构上加以解释________________________________________________。 (5)氟化钙主要用作冶炼金属的助熔剂,其晶胞结构如图Ⅱ所示,则编号为①的微粒是________(写具体的微粒符号),若该晶体的密度为ρ g·cm3,则晶胞Ca2、F的最短距离为________ cm(阿伏加德罗常数用NA表示,只写出计算式)。 答案 (1)[Ar]3d104s24p5(或1s22s22p63s23p63d104s24p5) F>O>Cl>Br
(2)卤素单质是分子晶体,分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大,而相对分子质量随着原子序数的增大而增大 V形 sp3 (3)分子 a
(4)HClO、HClO2中氯元素化合价分别为＋1价、＋3价,正电性越高,导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移,越易电离出H,K值更大一些
＋(5)Ca2
＋
－
＋
－
－－
34
3
4×78
ρNA
解析 (1)由周期表中电负性递变规律并结合元素的性质可确定O、F、Cl、Br电负性大小顺序为F>O>Cl>Br。
(2)卤素单质是分子晶体,分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大,而相对分子质量随着原子序数的增大而增大。SnCl2中每个锡原子形成2个σ键,另外还有1对孤电子对,故中心原子锡为sp2杂化,分子为V形,同理分析知OF2的中心原子杂化类型为sp3。
(3)由CrO2Cl2的溶解性及CCl4是非极性分子知,CrO2Cl2最可能是非极性分子,故其分子结构中的两个氯原子、两个氧原子处于对称位置,故其最可能的结构为a。
(4)HClO、HClO2可表示为HOCl和HOClO,相应地氯元素化合价分别为＋1价、＋3价,正电性越高,导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移,越易电离出H,K值更大一些。
11
(5)晶胞中,①代表的微粒个数为8×＋6×＝4,另一种微粒个数为8,其个数之比为1∶2,所以
82①代表
＋
Ca2,化学式为
＋
CaF2。设晶胞边长为a cm,则
3
a3·ρ·NA＝4×78,得a＝3
4×78
,则面对角ρNA
线为2×3
4×7812
cm,其为×ρNA44
3
4×7811
cm,边长的为×ρNA44
3
3
4×78
cm,所以其最短距离ρNA
为
2? ×44×7821
?＋?×ρNA4
3
4×7823
? cm＝ρNA44×78
cm。 ρNA
考向突破三 元素推断型综合题
1.题型特点
以推断出的几种元素立题,依托它们之间组成的物质,综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 2.解题指导
元素推断首先要抓住突破口,表现物质特征处大都是突破口所在,每种物质都有其独特的化学性质,当看到这些信息时,应积极联想教材中的相关知识(原子的结构特点、元素化合物的性质特性),进行假设验证,综合上述信息推断元素为哪种,再根据试题要求解答相关问题,因而元素推断是解答这类问题的关键所在,常用元素推断方法有如下三种:
(1)直觉法:直觉是一种对问题直接的、下意识的、不经严密逻辑推理的思维。直觉是以对经验的共鸣和理解为依据的,来自于厚实而清晰的知识积累和丰富而熟练的思维经验。因此扭转学生思维形式上的某种定势,打破固有因果链,通过适当的方法训练引发学生的直觉思维,是实现思维突破的重要途径。
(2)论证法:我们通过对题目背景的初步分析,得到的可能猜测不止一种,这时我们就可以运用论证法,将可能的假设一一代入原题,与题中的逻辑关系对照,若结论与原题条件相符,则为正确答案,反之,则结论有误。
(3)位置图示法:采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示,直观地揭示题目条件间的内在联系和变化规律,使学生形象简洁、系统完整地把握题目的关键,降低思维难度,培养学生掌握规律、分析问题、解决问题的能力。
1.X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素,原子序数依次增大。X、Y、Z、W为同周期元素,X原子的最高能级有两个空轨道,Y为同周期形成化合物种类最多的元素,Z原子的第一电离能大于W原子的第一电离能,R和Z同主族。请回答下列问题:
(1)Y、Z、W三种元素的电负性由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。 (2)R的基态原子的价层电子排布图为________________________。
(3)W的常见氢化物的氢键的键能小于HF氢键的键能,但W的常见氢化物沸点高于HF沸点的原因是___________________________________________________________________。 (4)某种分子式为Y4Z4W8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。Y原子的杂化方式为________。 (5)XR是一种耐磨材料,可由X的三溴化物和R的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。 ①R的三溴化物分子的立体构型为_________________________________________。 ②合成XR的化学方程式为_______________________________________________。 (6) Y与W形成的某种常见化合物的晶胞结构如图所示,该晶体中分子的配位数为________,若晶胞的棱长为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为________ g·cm3。
－
答案 (1)O>N>C
(2)
(3)每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均形成的氢键数目多
(4)
高温
sp3杂化
(5)①三角锥形 ②BBr3＋PBr3＋3H2=====BP＋6HBr 1.76×1023
(6)12 a3×NA
[命题意图] 本题主要考查物质结构与性质,具体考查电负性、价电子排布、氢键、结构简式、杂化类型、晶体结构等,意在考查考生分析解决化学问题及计算能力。
解析 X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素原子序数依次增大,X、Y、Z、W为同周期元素,结合元素周期表可知,X、Y、Z、W位于第二周期,R位于第三周期,X原子的最高能级有两个空轨道;即第二能层有两个空轨道,则2p轨道只有一个电子,故X为B元素;Y为同周期形成