Question

短周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大．已知：①A与E同主族，E的单质与D₂反应可生成E₂D和E₂D₂两种固体；②F的单质在D₂中燃烧的产物可使品红溶液褪色；B的单质在D₂中燃烧可生成BD和BD₂两种气体；③CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各种反应和生成物的电子数都与E⁺相等．请回答下列问题：
（1）BD₂的结构式为

O=C=O

，F的离子结构示意图为

，CA₃分子的空间构型为

三角锥型

．
（2）废旧印刷电路板上含有铜，以往回收的方法是将其灼烧使用铜转化为氧化铜，再用稀硫酸来溶解．现改用A₂D₂和稀硫酸浸泡即达目的，又保护了环境，其反应的化学方程式为

Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O

；
（3）在火箭推进器中装有强还原剂C₂A₄和强氧化剂A₂D₂，已知0.5mol液态C₂A₄和足量液态A₂D₂反应，生成一种无色无味无毒的气体和水蒸气，放出320kJ热量，写出该反应的热化学方程式

N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1

．
（4）离子化合物CA₅的电子式为

，其晶体的最小结构单元如图所示经实验测得CA₅晶体的密度为dg/cm³，阿伏加德罗常数用N_A表示，则该晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为

3

2

3	19 NAd

cm．

Answer 1

分析：根据题意知，F的单质在D₂中燃烧的产物可使品红溶液褪色，能使品红溶液褪色的化合物是二氧化硫，所以F是硫，D单质是氧气；E的单质与氧气反应可生成E₂D和E₂D₂两种固体，E在化合物中的化合价是+1价，E₂D₂中氧元素的化合价是-1价，所以E是钠；A与E同主族，且A的原子序数最小，CA₄⁺+DA^-=CA₃↑+A₂D，各种反应和生成物的电子数都与E⁺相等，所以A是氢元素；B的单质在氧气中燃烧可生成BD和BD₂两种气体，A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，所以B是碳元素，C是氮元素，所以A、B、C、D、E、F分别是氢元素、碳元素、氮元素、氧元素、钠元素、硫元素．
（1）根据二氧化碳的结构写出结构式；根据硫离子的核外电子写出其离子结构示意图；根据氨气分子的VSEPR模型判断其空间构型；
（2）根据氧化铜和稀硫酸反应的生成物写出双氧水和铜、硫酸反应的方程式；
（3）根据反应物和生成物及焓变之间的关系写出热化学反应方程式；
（4）先判断该离子化合物的化学式，再根据其化学式写出电子式；
设晶胞的边长为acm，则有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为顶点和体心的距离，为

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

．

解答：解：（1）二氧化碳中碳元素和氧元素形成的是共价键，是直线型结构，碳和一个氧原子之间存在两对共用电子对，所以其结构式为O=C=O；硫离子中含有18个电子，所以其离子结构示意图为，氨气是三角锥型结构，
故答案为：O=C=O；；三角锥型；
（2）氧化铜和稀硫酸反应的生成物是硫酸铜和水，双氧水有强氧化性，铜有还原性，在酸性条件下，双氧水和铜能发生氧化还原反应，所以双氧水和铜、稀硫酸的反应方程式为：
Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（3）0.5molN₂H₄参加反应放出320KJ能量，所以1molN₂H₄参加反应放出640kJ能量，所以该热化学反应方程式为：
N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1，
故答案为：N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂（g）+4H₂O（g）；△H=-640kJ?mol^-1；
（4）离子化合物CA₅为NH₄H，所以阴离子为氢离子，阳离子为铵根离子，其电子式为；
晶胞中含有的阳离子个数为1，阴离子个数为8×

1

8

=1，即晶胞中含有一个“NH₄H分子”，设晶胞的边长为acm，则有

19 NA

a3

=d，a=

3	19d NA

，晶体中阴离子与阳离子之间的最短距离为顶点和体心的距离，为

3

2

a=

3

2

3	19 NAd

，
故答案为：；

3

2

3	19 NAd

．

点评：本题考查较为综合，涉及原子结构与元素周期律知识以及晶胞的计算等知识，题目难度较大，注意利用均摊法判断晶胞问题．