题目

题型：不详难度：来源：

（1）主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布。元素B与氮元素同周期，B的原子序数大于氮，而第一电离能比氮的小。A与B能形成两种化合物A₂B₂和A₂B，其中B的杂化方式分别为       、        。A₂B、NH₃、SiH₄的键角由大到小依次为    （填化学式）。A₂B由液态形成晶体时密度减小，主要原因是                  。
（2）新型无机材料在许多领域被广泛应用。陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它硬度大、化学稳定性强，是很好的高温陶瓷材料。除氢氟酸外，氮化硅不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强。氮化硅的晶体类型是                ，氮化硅与氢氟酸反应的化学方程式为         。
（3）MgC0₃和CaC0₃都为离子晶体，热分解的温度分别为402℃和900℃，请根据结构与性质的关系说明它们热分解温度不同的原因：                。
（4）砷化镓广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。镓的基态原子价电子排布式为     ，砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为     g（用N_A表示阿伏加德罗常数）。

答案

（1）sp³(1分) sp^,3(1分)SiH₄>NH₃>H₂O（2分）形成晶体时，每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子的空间利用率低，密度反而减小（2分）
（2）原子晶体(1分)Si₃N₄+12HF=3SiF₄+4NH₃↑（2分）
（3）Mg²⁺半径小于Ca²⁺半径，故MgO晶格能大于CaO晶格能，所以Mg²⁺比Ca²⁺更易与碳酸根离子中的阳离子结合，使碳酸根离子分解为二氧化碳；（2分）
（4）4s²4p¹（2分） 3.00×10³²/a³·N_A（2分）

解析

试题分析：(1) 主族元素A的简单阳离子不与任何原子具有相同的核外电子排布,则A是H元素，A与B能形成两种化合物A₂B₂和A₂B且B为第二周期元素，所以B为O元素；化合物A₂B₂和A₂B分别是H₂O₂、H₂O，二者都是sp³杂化，SiH₄、NH₃、H₂O的价层电子对都是4，但孤电子对数分别是0、1、2，价层电子对数相同时孤对越多键角越小，所以键角的大小顺序是SiH₄>NH₃>H₂O；液态水的密度大于冰，是因为冰中的每个水分子与4个水分子形成氢键，构成空间正四面体网状结构，水分子的空间利用率低，密度反而减小；
（2）氮化硅硬度大、化学稳定性强，属于原子晶体；氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氨气，化学方程式为Si₃N₄+12HF=3SiF₄+4NH₃↑；
（3）二者的阴离子都是碳酸根离子，阳离子不同，所以应比较阳离子的半径的不同所决定的离子键的强弱不同，Mg²⁺半径小于Ca²⁺半径，故MgO晶格能大于CaO晶格能，所以Mg²⁺比Ca²⁺更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为二氧化碳；
（4）镓是第四周期ⅢA主族元素，最外层3个电子，所以其基态原子价电子排布式为4s²4p¹，砷化镓的晶胞结构与金刚石相似，所以砷化镓的晶胞中有4个砷原子，则1个晶胞中砷元素的质量是
4×75g/N_A=300g/N_A，晶胞的体积为（a×10^-10）³cm³,所以每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为3.00×10³²/a³·N_Ag。