Question

已知A、B、R、D都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A元素基态原子第一电离能比B元素基态原子的第一电离能大，B的基态原子的L层、R基态原子的M层均有2个单电子，D是第Ⅷ族中原子序数最小的元素。

（1）写出基态D原子的电子排布式                 。

（2）已知高纯度R的单质在现代信息技术与新能源开发中具有极为重要的地位。工业上生产高纯度R的单质过程如下：

写出③的反应方程式               ，已知RHCl₃的沸点是31.5℃，   则该物质的晶体类型是         ，组成微粒的中心原子的轨道杂化类型为            ，空间构型是           。

（3）A的第一电离能比B的第一电离能大的原因是             ，A、B两元素分别与R形成的共价键中，极性较强的是          。A、B两元素间能形成多种二元化合物，其中与A₃^-互为等电子体的物质的化学式为          。

（4）已知D单质的晶胞如图所示，则晶体中D原子的配位数为          ，一个D的晶胞质量为           。

Answer

（1）[Ar]3d64s2；

（2）SiHCl3+H2Si+3HCl；分子晶体；sp3；四面体形；

（3）N原子的2p能级处于较稳定的半充满状态；Si-O键；N2O；

（4）8；；

【解析】

试题分析：A、B、R、D都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。D是第Ⅷ族中原子序数最小的元素，D为Fe元素，B的基态原子的L层有2个单电子，B为C或O元素，A元素基态原子第一电离能比B元素基态原子的第一电离能大，原子序数比B小，因此A为N元素，B为O元素，R基态原子的M层有2个单电子，R为Si或S元素，高纯度R的单质在现代信息技术与新能源开发中具有极为重要的地位，R为Si元素。

（1）D为Fe元素，是26号元素，基态的电子排布式为[Ar]3d64s2，故答案为：[Ar]3d64s2；

（2）根据流程图，反应③中SiHCl3 与H2反应生成了纯净的硅，反应方程式为SiHCl3 + H2 Si + 3HCl；根据RHCl3的沸点是31.5℃，沸点较低，该物质在固态时构成分子晶体，组成微粒的中心原子Si与4个原子相连，没有孤电子对，采用sp3杂化，空间构型是四面体形，故答案为：SiHCl3 + H2 Si + 3HCl；分子晶体；sp3；四面体形；

（3）A为N元素，N的2p为半充满状态，较为稳定，导致N的第一电离能比O的第一电离能大，O的非金属性较强，吸引电子的能力大于N，极性较强的是Si-O键，A、B两元素间能形成多种二元化合物，其中与N3-互为等电子体的物质的化学式为N2O，故答案为：N原子的2p能级处于较稳定的半充满状态；Si-O键；N2O；

（4）根据铁单质的晶胞示意图，晶胞为体心立方，体心的铁原子到8个顶点的距离相等且最短，铁原子的配位数为8，一个铁的晶胞中含有铁原子的数目为1+8×=2，1mol晶胞的质量为112g，一个晶胞的质量为g，故答案为：8；。

【考点定位】考查原子核外电子排布、配位数、化学键与晶胞计算

【名师点晴】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、分子结构与性质、晶体类型与性质、晶胞计算等。推断元素是解题的关键，要充分利用原子序数的关系结合周期表的结构进行判断元素。此类试题为历年高考的常考题型，其中晶胞配位数以及密度的计算是本题的难点。根据铁单质的晶胞示意图，晶胞为体心立方，要求学生熟悉各种形式的晶胞结构图。