Question

现有_aA、_bB、_cC、_dD、_eE、_gG六种短周期元素，a+b=c，a+c=d，a+d=e，d+e=g，B、C、E、G的单质均有多种同素异形体，请回答下列问题：
Ⅰ．（1）C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为____________。（用相应的元素符号表示）
（2）请比较C₂A₄、D₂A₄、G₂A₄三种化合物的沸点由高到低的顺序为    ____________________。（用化学式表示）
（3）有某种分子式为C₄D₄E₈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____________。
Ⅱ．BG是一种耐磨材料，其与金刚石结构相似，右图为其结构中的最小重复单元，它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

（1）指出B的三溴化物中B的杂化方式为___________；G的三溴化物分子的结构为_________型。
（2）写出合成BG的化学反应方程式为_______________________________。
（3）已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm，则该晶体的密度的表达式为__________g/cm³。（不需化简）

Answer 1

Ⅰ.（1）N＞O＞C      （2分）
（2）N₂H₄＞P₂H₄＞C₂H₄  （2分）
（3）          （2分）
Ⅱ.（1）sP²  （2分）；三角锥  （1分）。
（2）BBr₃＋PBr₃＋3H₂BP＋6HBr （3分）
（3） （3分）

试题分析：由a+b=c，a+c=d，a+d=e，知b、c、d、e间相差a，在短周期内，猜想a=1，且B、C、E、G的单质均有多种同素异形体，则b、c、d、e分别等于5、6、7、8，g=15，对应元素分别是H、B、C、N、O、P，B、C、O、P均有同素异形体。
Ⅰ.（1）N的最外层为半充满状态，第一电离能最大，C、O则按照同周期元素第一电离能的比较即可，则C、N、O的第一电离能由大到小的关系为N＞O＞C
（2）C₂A₄、D₂A₄、G₂A₄三种化合物的化学式为C₂H₄、N₂H₄、P₂H₄，它们均属于分子晶体，但N₂H₄分子间存在氢键，所以沸点最高，其他两种符合相对分子量越大，分子间作用力越大，沸点越高，所以沸点的高低顺序是N₂H₄＞P₂H₄＞C₂H₄
（3）分子式为C₄D₄E₈的物质的最简式为CNO₂, 该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键，所以每个碳原子与其他3个碳原子相连，同时与一个硝基相连，其结构简式为
Ⅱ.（1）B的三溴化物的化学式为BBr₃,中心原子的价层电子对数是3，所以是sp²杂化，G的三溴化物的化学式为PBr₃，中心原子的价层电子对数是4，有1对孤对电子，所以空间构型为三角锥型
（2）根据题目中提供的合成BG的条件，则合成BG的化学反应方程式为BBr₃＋PBr₃＋3H₂BP＋6HBr
（3）B原子位于P的正四面体的中心，所以B与P的最近距离是正四面体的中心到顶点的距离，设立方体的棱长为b，则b×=a,b=a,该晶胞中实际拥有4个BP，所以该晶胞的密度为4×42/N_A/(a×10^-10)³=