Question

A 、B 、C 、D 、E是原子序数依次增加的短周期元素。

已知A是形成化合物种类最多的元素， B的第一电离能至第四电离能分别是932kJ·mol^－1、1821kJ·mol^－1、15390kJ·mol^－1、21771kJ·mol^－１；C元素原子核外最外层成对电子对数与其单电子数相等；D元素的常见单质的键能是双原子分子中最大的；E的氧化物是光电纤维的成分。F位于周期表中第四周期IIB族。回答下列问题：

（1）F元素原子的外围电子排布式____.在F元素的硫酸盐中逐滴滴入NaOH溶液至过量得到透明澄清的无色溶液，该溶液中含有一种带两个单位负电荷的配离子，则F元素的硫酸盐与过量NaOH溶液反应的化学方程式为_____

（2）B与氯元素形成的化合物的立体构型为_____

（3）C元素可形成多种单质。其中是一种单质的分子式为C₆₀则C₆₀的为_____晶体，在该晶体中每个C原子只与相邻的3个C原子形成化学键，C₆₀分子中只含有五边形和六边形。其结构如图１所示。则1molC₆₀分子中含______molσ键

（4）A、C 、D三元素形成的一种分子，其化学式为 A_６C_３D_６，该分子结构与苯相似,其结构中含有三个-DA₂，则A_６C_３D_６的结构简式为_____。该分子中电负性最大的元素的杂化轨道类型是_____

（5）C与 E两元素空间网状结构的晶体。其晶胞如图2所示。查阅资料可知该晶体的熔点低于金刚石，其理由是____，若该晶胞边长为a cm，碳原子直径为b cm，硅原子直径为c cm，则该晶胞的空间利用率为_______(用含a.b.c的式子表示)。

Answer

3d104s2 ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4 直线形 分子 90 sp2、sp3 两者都是原子晶体，C-Si键长长于C-C键长 ×100%

【解析】A 、B 、C 、D 、E是原子序数依次增加的短周期元素。A是形成化合物种类最多的元素，A为H元素； B的第一电离能至第四电离能分别是932kJ·mol－1、1821kJ·mol－1、15390kJ·mol－1、21771kJ·mol－１，则B为第ⅡA族元素，为Be元素；C元素原子核外最外层中成对电子对数与其单电子数相等，则C为C元素；D元素的常见单质的键能是双原子分子中最大的，D为N元素；E的氧化物是光电纤维的成分，E为Si元素，F位于周期表中第四周期IIB族，F为Zn元素。

（1）F为Zn元素，Zn原子的外围电子排布式为3d104s2，在硫酸锌中逐滴滴入NaOH溶液至过量得到透明澄清的无色溶液，该溶液中含有一种带两个单位负电荷的配离子，反应的化学方程式为ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4，故答案为：3d104s2；ZnSO4+4NaOH=Na2〔Zn(OH)4〕+ Na2SO4；

（2）B 为Be元素，与氯元素形成的化合物为BeCl2，其中Be的价层电子对数为2，没有孤电子对，立体构型为直线形，故答案为：直线形；

（3）该单质的分子式为C60 则C60的为分子晶体；分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键，根据C的四价原理可知，每个碳原子形成2个单键和1个双键，根据均分法，每个碳原子含有 个共价键，则60个碳原子含有90个共价键，则1molC60分子中含90molσ键，故答案为：分子；90；

（4）A、C 、D三元素形成的一种分子，其化学式为 H６C３N６，该分子结构与苯相似,其结构中含有三个-NH2，则H６C３N６的结构简式为。元素的非金属性越强，电负性越大，该分子中电负性最大的元素是N，分子中N原子有2种，其中-NH2中N原子的价层电子对数为3+×（5-1×2-1）=4，采用sp3杂化，=N-中的N原子的价层电子对数为2+×（5-3）=3，采用sp2杂化，故答案为：；sp2、sp3；

（5）根据均摊法计算晶胞中Si原子数目=8×+6×=4、C原子数目=4，晶胞边长为a cm，则晶胞体积为a3cm3，碳原子直径为b cm，则晶胞中C原子总体积=4××π×（ b）3cm3=πb3cm3，硅原子直径为c cm，则晶胞中Si原子总体积=4××π×（c）3cm3=πc3cm3，故晶胞中C、Si原子总体积=πb3cm3+πb3cm3=π（b3+c3）cm3，故晶胞的空间利用率=×100%=×100%，故答案为：两者都是原子晶体，C-Si键长长于C-C键长； ×100%。