- 物质性质的研究
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X、Y、Z、W、R、Q六种短周期元素原子序数依次增大，Y、R、Q三种元素在周期表中相对位置如下：
请填写下列空白：
（1）若Y与Q形成的液体化合物是常见的重要有机溶剂．则Y、Q两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是：______（用化学式表示）．
（2）若化合物WQ是海水中的主要成分．以石墨为电极电解WQ的水溶液，其阳极电极反应式为______．
（3）若Z、R是同一主族元素．写出均含X、W、Z、R四种元素的两种化合物相互间发反 应生成气体的离子方程式：______．
（4）若A是Y元素组成的单质，能发生如图所示转化，工业上通过在高温下置换反应c制取非金属单质D．C是Z和Y的化合物，B、D在现代信息技术上有着重要用途．则反应c的化学方程式：______．
（5）由X、Y两种元素形成的正四面体分子是一种常见的气体燃料．通常状况下1g该物质完全燃烧生成液态水时所释放的能量为51.25kg/mol，请写出表示其燃烧的热化学方程式：______．
正确答案
（1）Y与Q形成的液体化合物是常见的重要有机溶剂为CCl4，由于原子序数的关系，则Y为C，Q为Cl，非金属性Cl＞C，则元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序为HClO4＞H2CO3，故答案为：HClO4＞H2CO3；
（2）由信息可知WQ为NaCl，以石墨为电极电解NaCl的水溶液，氯离子在阳极放电，电极反应为2C1--2e-=C12↑，
故答案为：2C1--2e-=C12↑；
（3）由原子序数的关系及位置关系，Z为O，R为S，均含X、W、Z、R四种元素的两种化合物为NaHSO3、NaHSO4，二者反应的离子反应为HSO3-+2H+=SO2↑+H2O，故答案为：HSO3-+2H+=SO2↑+H2O；
（4）由信息可知，A为C，为SiO2，D为Si，则反应c为碳与二氧化硅的置换反应，该反应为SiO2+2C 
故答案为：SiO2+2C 
（5）C、H形成的四面体分子为甲烷，1molCH4（g）燃烧放出的热量为16×51.25kJ=820kJ，则热化学反应方程式为
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-820 kJ•mol-1，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-820 kJ•mol-1．
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空：
(1)亚铜离子(Cu＋)基态时的电子排布式为________；
(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示)，用原子结构观点加以解释：________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为________，B与N之间形成________键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为________。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d10
(2)Br>As>Se As、Se、Br原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大；Se原子最外层电子排布为4s24p4，而As原子最外层电子排布为4s24p3，p电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以As元素的第一电离能比Se大
(3)sp3 配位(答共价不得分)
(4)12
(1)铜原子失去最外层的一个电子变为亚铜离子(Cu＋)。(3)因为BF3中的硼元素具有空轨道，NH3中有孤对电子，能够与B形成配位键生成BF3·NH3，故BF3·NH3中B原子是sp3杂化。
点拨：本题考查电子排布式、电离能的比较、杂化类型的判断，考查考生灵活解决问题的能力。难度中等。
VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途，请回答下列问题。
（1）砷的基态原子的电子排布式为 。
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
（3）NH3的沸点比PH3高，原因是 ；PO43－离子的立体构型为 。
（4）AsH3是无色稍有大蒜气味的气体，在AsH3中As原子的杂化轨道类型为 。
（5）H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系，解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因 。
（6）磷的一种单质白磷（P4)属于分子晶体，其晶胞结构如下图。已知最近两个白磷分子间的距离为 a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g/cm3(只要求列算式，不必计算）。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3
（2）N>P>As
（3）NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力（合理答案均计分） 正四面体
（4）sp3杂化
（5）H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，更易电离出H+（合理答案均计分）
（6）
试题分析：（1）砷是33号元素，根据构造原理得基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
（2）同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As
（3）NH3的沸点比PH3高，是因为NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的分子间作用力；根据分子立体构型的计算方法，PO43－离子的价层电子对是4，无孤对电子，所以立体构型为正四面体
（4）AsH3中As的价层电子对数是4，所以杂化轨道数也为4，因此杂化轨道类型是sp3杂化
（5）对于同种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，越易电离出H+，酸性越强；
（6）在该晶胞中，实际含有4个白磷分子，其质量为4×31×4/NAg，最近两个白磷分子间的距离为 a pm，则立方体的棱长是√-2-apm=√-2-a×10-10m，所以该晶体的密度ρ=m/V=496/[NA (√-2-a×10-10)3]。
硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。
（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为________，B原子的杂化类型为________。
（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。图（a）是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为________，该晶体的晶体类型是________。
（3）正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连[如图（b）]。
①硼酸分子中B最外层有________个电子，1 mol H3BO3的晶体中有________mol氢键。
②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B（OH）3·H2O，它电离生成少量[B（OH）4]－和H＋离子。则硼酸为________元酸，[B（OH）4]－含有的化学键类型为________。
正确答案
（1）平面三角形 sp2
（2）BP 原子晶体
（3）①6 3 ②一 共价键、配位键
（1）BF3分子中，B原子形成了3个σ键，不含孤电子对，故杂化轨道数为3，杂化方式为sp2杂化，BF3分子立体构型为平面三角形。（2）一个晶胞中含有B原子的个数为8×
Q、R、T、X、Y、Z是六种原子序数依次增大的前四周期常见元素，其相关信息如下表：
（1）Z元素的原子基态时的电子排布式是________。
（2）下列叙述正确的是________（填字母序号）。
a．Q的气态氢化物比R的气态氢化物稳定
b．Q的含氧酸一定比R的含氧酸酸性强
c．R的气态氢化物的熔点在同族元素的氢化物中最低
d．R的第一电离能、电负性都比Q的大
（3）Q和T可形成两种常见化合物，分别表示为QT和QT2。QT分子中σ键和π键的个数比为________；QT2分子中，Q原子采取________杂化。
（4）笑气（R2T）是一种麻醉剂，有关理论认为R2T与QT2分子具有相似的结构。故R2T的空间构型是________，其为________（填“极性”或“非极性”）分子。
（5）含有Q、Y和镁三种元素的某种晶体具有超导性，其结构如图所示。则该晶体的化学式为________；晶体中每个镁原子周围距离相等且最近的Y原子有______个。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）
（2）d （3）1∶2 sp （4）直线形 非极性
（5）MgNi3C 12
Q的单质是实验室常用的惰性电极材料，则Q是C元素；R原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子，故R为N元素；根据氢化物的化学式H2T知
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