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（20分）A物質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室一種無色有毒的揮發(fā)性液體，由X、Y兩種短周期元素組成。A在空氣中極易著火生成B氣體和C氣體；A不溶于水，但加熱到423K可以和水反應(yīng)，生成B氣體和D氣體，D只含兩種元素，其中一種是Y。在交流放電的情況下，分解生成E氣體、F固體兩種物質(zhì)，E物質(zhì)和B化學(xué)式量幾乎相等，含Y元素約72.7%；F是環(huán)狀單質(zhì)分子，具有冠狀結(jié)構(gòu)，易溶于A，F(xiàn)的式量約是C的4倍。E可在液氮條件下與HBr于77K生成含雙鍵結(jié)構(gòu)的物質(zhì)G，冷卻至室溫可得G的環(huán)狀三聚體H。

6-1  寫出A、B、C、D、E、F、G、H的結(jié)構(gòu)簡式。

6-2  用X射線衍射法測得F的晶體為正交晶系，晶胞參數(shù)a＝1048pm，b＝1292pm，c＝2455pm。已知該物質(zhì)的密度為2.07g?cm^－3。計(jì)算每個(gè)晶胞中F分子的數(shù)目。

6-3  自發(fā)現(xiàn)富勒烯以來，其神奇的結(jié)構(gòu)和性能引起了人們對碳原子團(tuán)簇廣泛和深入的研究。除了碳原子團(tuán)簇之外，其它元素的原子團(tuán)簇是否也具有類似碳原子團(tuán)簇的奇異的特性，這是個(gè)十分有趣的研究課題。F物質(zhì)有很多同分異構(gòu)體，在實(shí)驗(yàn)手段受到各種條件的限制時(shí)，理論研究是一種重要的補(bǔ)充。廈門大學(xué)化學(xué)系對F物質(zhì)的原子團(tuán)簇進(jìn)行了理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)除了冠狀結(jié)構(gòu)外還有多種結(jié)構(gòu)。其中一種X具有2次對稱軸，以及兩個(gè)包含對稱軸的對稱面，一配位和三配位原子數(shù)目相等；另外一種Y是一種椅式結(jié)構(gòu)原子團(tuán)簇增加2個(gè)原子形成，也具有二次對稱軸，對稱面和對稱軸垂直。請畫出這兩種結(jié)構(gòu)的原子團(tuán)簇。

6-4  五氟化砷AsF₅（2.93g）和上述物質(zhì)F（0.37g）用四氮化四硫S₄N₄（0.53g）在液態(tài)SO₂溶劑中發(fā)生完全的反應(yīng)，溶劑和揮發(fā)性產(chǎn)物被泵抽出后得黃色固體殘留物L(fēng)（3.08g），分析J知其含有：As 28.04%，F(xiàn) 42.70%，N 5.25%，經(jīng)分析L是離子化合物，陰離子為正八面體結(jié)構(gòu)，陽離子為兩種元素組成，結(jié)構(gòu)是直線形。固體L（0.48g）溶于液態(tài)二氧化硫，和疊氮化銫Cs^＋N₃^－（0.31g）完全反應(yīng)，收集應(yīng)釋放出得氮?dú)庥?6.5kPa、298K為67.1cm³。反應(yīng)混合物過濾得難溶藍(lán)黑色纖維狀固體J（0.16g）。分析J知其含有2種元素，其中含N 30.3%。紅外光譜、X射線粉末衍射結(jié)果表明抽出SO₂后殘留物是六氟砷（V）酸銫。

（1）L的實(shí)驗(yàn)式是什么？

（2）提出L的結(jié)構(gòu)式；

（3）寫出配平的生成L的方程式；

（4）1mol L發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量；

（5）J的化學(xué)式；

（6）寫出n mol L生成J的普遍離子方程式。

（12分）A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素，其原子序數(shù)依次增大。A的原子中沒有成對電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D及其同主族元素的氫化物沸點(diǎn)變化趨勢如圖；F是地殼中含量最高的金屬元素；G與F同主族。請回答下列問題：

（1）寫出F元素基態(tài)原子的核外電子排布式              ；

（2）B、C、D三種元素電負(fù)性由大到小的順序是                （用元素符號表示）；

（3）下列有關(guān)上述元素的說法，正確的是           （填序號）；

①CA₃沸點(diǎn)高于BA₄，主要是因?yàn)榍罢呦鄬Ψ肿淤|(zhì)量較大

②Ni(BD)₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，因此固態(tài)Ni(BD)₄屬于離子晶體

③C的氫化物的中心原子采取sp²雜化

④F單質(zhì)的熔點(diǎn)高于E單質(zhì)，是因?yàn)?i>F單質(zhì)的金屬鍵較強(qiáng)

⑤比G的原子序數(shù)少1的元素第一電離能高于G

（4）CA₃分子的空間構(gòu)型為            ，1 mol B₂A₄分子中含有         molσ鍵；

（5）ED是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。ED的熔點(diǎn)比NaCl高，其原因是                                           。

說明：O攝氏度=273K

【解析】原子中沒有成對電子只有氫元素，即A是H�；鶓B(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，說明這三種軌道分別是1s、2s和2p，又因?yàn)槊糠N軌道中的電子總數(shù)相同，所以B是C。根據(jù)氫化物沸點(diǎn)變化趨勢如圖可判斷，氫化物形成的晶體是分子晶體，但D的最高，沸點(diǎn)是100℃，說明氫化物中含有氫鍵，且D位于第二周期，故D是O。地殼中含量最高的金屬元素是Al，即F是Al。G與F同主族，G的原子序數(shù)最大，則G是Ga。由于A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，所以C是N。

（1）Al的原子序數(shù)是13，所以基態(tài)原子的核外電子排布式1S²2S²2P⁶3S²3P¹。

（2）電負(fù)性是用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引了的大小，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大。C、N、O均屬于同一周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，所以非金屬性逐漸增強(qiáng)，即電負(fù)性大小順序?yàn)镺 > N > C

（3）氨氣中含有氫鍵所以其沸點(diǎn)高于甲烷的，①不正確。CCl₄、苯等有機(jī)溶劑均屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可判斷Ni(CO)₄應(yīng)為分子晶體，②不正確。氨氣分子中的中心原子有4對電子對，其中有1對孤電子對，所以空間構(gòu)型是三角錐形，采用sp³雜化，③不正確。鎂合鋁是金屬，形成的是金屬晶體，金屬原子半徑越小，金屬離子的電荷數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，所以④正確。比G的原子序數(shù)少1的元素是鋅，由于鋅的核外電子均是全充滿，穩(wěn)定，所以其第一電離能要大于Ga，⑤正確。

（4）在CH₂＝CH₂中含有4個(gè)C－H單鍵和1個(gè)碳碳雙鍵，而雙鍵又是又1個(gè)σ鍵和1個(gè)鍵構(gòu)成的，所以1mol乙烯中含有5molσ鍵。

（5）氧化鎂和氯化鈉均屬于離子晶體，形成離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。形成離子鍵的離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，鎂離子半徑小于鈉離子半徑氧離子半徑小于氯離子半徑，所以氧化鎂的熔點(diǎn)高于氯化鈉的。

（12分）A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素，其原子序數(shù)依次增大。A的原子中沒有成對電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D及其同主族元素的氫化物沸點(diǎn)變化趨勢如圖；F是地殼中含量最高的金屬元素；G與F同主族。請回答下列問題：

（1）寫出F元素基態(tài)原子的核外電子排布式               ；

（2）B、C、D三種元素電負(fù)性由大到小的順序是                 （用元素符號表示）；

（3）下列有關(guān)上述元素的說法，正確的是            （填序號）；

①CA₃沸點(diǎn)高于BA₄，主要是因?yàn)榍罢呦鄬Ψ肿淤|(zhì)量較大

②Ni(BD)₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，因此固態(tài)Ni(BD)₄屬于離子晶體

③C的氫化物的中心原子采取sp²雜化

④F單質(zhì)的熔點(diǎn)高于E單質(zhì)，是因?yàn)?i>F單質(zhì)的金屬鍵較強(qiáng)

⑤比G的原子序數(shù)少1的元素第一電離能高于G

（4）CA₃分子的空間構(gòu)型為            ，1 mol B₂A₄分子中含有          molσ鍵；

（5）ED是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。ED的熔點(diǎn)比NaCl高，其原因是                                            。

說明：O攝氏度=273K

【解析】原子中沒有成對電子只有氫元素，即A是H�；鶓B(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，說明這三種軌道分別是1s、2s和2p，又因?yàn)槊糠N軌道中的電子總數(shù)相同，所以B是C。根據(jù)氫化物沸點(diǎn)變化趨勢如圖可判斷，氫化物形成的晶體是分子晶體，但D的最高，沸點(diǎn)是100℃，說明氫化物中含有氫鍵，且D位于第二周期，故D是O。地殼中含量最高的金屬元素是Al，即F是Al。G與F同主族，G的原子序數(shù)最大，則G是Ga。由于A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，所以C是N。

（1）Al的原子序數(shù)是13，所以基態(tài)原子的核外電子排布式1S²2S²2P⁶3S²3P¹。

（2）電負(fù)性是用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引了的大小，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大。C、N、O均屬于同一周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，所以非金屬性逐漸增強(qiáng)，即電負(fù)性大小順序?yàn)镺 > N > C

（3）氨氣中含有氫鍵所以其沸點(diǎn)高于甲烷的，①不正確。CCl₄、苯等有機(jī)溶劑均屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可判斷Ni(CO)₄應(yīng)為分子晶體，②不正確。氨氣分子中的中心原子有4對電子對，其中有1對孤電子對，所以空間構(gòu)型是三角錐形，采用sp³雜化，③不正確。鎂合鋁是金屬，形成的是金屬晶體，金屬原子半徑越小，金屬離子的電荷數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，所以④正確。比G的原子序數(shù)少1的元素是鋅，由于鋅的核外電子均是全充滿，穩(wěn)定，所以其第一電離能要大于Ga，⑤正確。

（4）在CH₂＝CH₂中含有4個(gè)C－H單鍵和1個(gè)碳碳雙鍵，而雙鍵又是又1個(gè)σ鍵和1個(gè)鍵構(gòu)成的，所以1mol乙烯中含有5molσ鍵。

（5）氧化鎂和氯化鈉均屬于離子晶體，形成離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。形成離子鍵的離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，鎂離子半徑小于鈉離子半徑氧離子半徑小于氯離子半徑，所以氧化鎂的熔點(diǎn)高于氯化鈉的。

短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置關(guān)系如右圖所示，已知在同周期元素的常見簡單離子中，W的簡單離子半徑最小，X、Y、Z、W的單質(zhì)及其化合物在日常生活中用途極其廣泛。

（1）X元素在元素周期表中的位置___? __________。

（2）X、Y、Z元素的氫化物均有兩種或兩種以上，其中一定條件下，液態(tài)YH3與液態(tài)H2Z可以發(fā)生類似方式電離，則液態(tài)YH3中陰離子的電子式為_______________。

（3）超細(xì)WY粉末被應(yīng)用于大規(guī)模集成電路領(lǐng)域。其制作原理為W2Z3、Y2、X在高溫下反應(yīng)生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個(gè)數(shù)比均為1∶1；其反應(yīng)的化學(xué)方程式為????????????????????????????? _。

（4）以W為材料制成的容器在空氣中具有自我保護(hù)作用，這種容器____（填“能”或“不能”）用來腌制咸菜，原因是_________________________________________。

（5）某汽車尾氣分析儀以燃料電池為工作原理測定XZ的濃度，其裝置如圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔－氧化鈉，其中Z2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。則負(fù)極的反應(yīng)式___________。

關(guān)于該電池的下列說法，正確的是______

A．工作時(shí)電極b作正極，Z2- 通過固體介質(zhì)NASICON由電極b流向電極a

B．工作時(shí)電流由電極a通過傳感器流向電極b

C．傳感器中通過的電流越大，尾氣中XZ的含量越高

（6）由元素X與元素Z組成的某種陰離子具有還原性，能被酸性KMnO4氧化，請?zhí)顚懴鄳?yīng)的離子，并給予配平：。