Question

前四周期原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、Q、E五種元素中，X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分數(shù)）最高的元素，Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，E⁺核外各能層電子均已充滿．請回答下列問題：
（1）X、Y、Z的第一電離能由小到大的順序為

 

．（用元素符號表示）
（2）已知YZ₂⁺與XQ₂互為等電子體，則l mol YZ₂⁺中含有π鍵數(shù)目為

 

．
（3）Z的氣態(tài)氫化物沸點比Q的氣態(tài)氫化物高得多，其原因是

 

．
（4）Y、Z與氫元素可形成化合物HYZ₃，是實驗室常用試劑．HYZ₃分子中Y的雜化方式為

 

，YZ₃^-的空間構型是

 

．
（5）E原子的價層電子排布式為

 

；E有可變價態(tài)，它的基價態(tài)的離子與Z的陰離子形成晶體的晶胞如圖所示．
①該晶體的化學式為

 

，Z的陰離子的配位數(shù)為

 

．
②Z的陰離子的堆積模型為

 

．
A．簡單立方      B．六方最密     C．面心立方   D．體心立方
③已知晶胞邊長為apm，則晶胞的密度為

 

g?cm^-3（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

考點：位置結構性質(zhì)的相互關系應用,晶胞的計算,金屬晶體的基本堆積模型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：前四周期原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、Q、E五種元素，X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分數(shù)）最高的元素，則Z為O元素；Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y為N元素；Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，則Q為S元素；E⁺核外各能層電子均已充滿，原子序數(shù)大于硫，應處于第四周期，E原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，則E為Cu元素．

解答： 解：前四周期原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、Q、E五種元素，X元素原子核外有三種不同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同，核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；Z是地殼內(nèi)含量（質(zhì)量分數(shù)）最高的元素，則Z為O元素；Y原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Y為N元素；Q原子核外的M層中只有兩對成對電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，則Q為S元素；E⁺核外各能層電子均已充滿，原子序數(shù)大于硫，應處于第四周期，E原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，則E為Cu元素．
（1）同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級容納3個電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N，
故答案為：C＜O＜N；
（2）NO₂⁺與CS₂互為等電子體，則NO₂⁺中N原子與O原子之間形成2對共用電子對，則1molNO₂⁺含有π鍵數(shù)目為2mol×6.02×10²³mol^-1=1.204×10²⁴，
故答案為：1.204×10²⁴；
（3）H₂O分子間存在氫鍵，而H₂S分子之間存在范德華力，氫鍵比較范德華力更強，故H₂O的沸點高于H₂S，
故答案為：H₂O分子間存在氫鍵；
（4）N、O與氫元素可形成化合物HNO₃，HNO₃分子中N原子價層電子對數(shù)為3+

5+1-2×3

2

=3，N原子雜化方式為sp²，N原子沒有孤對電子，NO₃^-的空間構型是：平面三角形，
故答案為：sp²；平面三角形；
（5）E原子序數(shù)為29，原子核外電子數(shù)為29，原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，價電子排布式為3d¹⁰4s¹；
①由晶胞結構可知，晶胞中Cu原子數(shù)目=4、O原子數(shù)目=1+8×

1

8

=2，晶體中Cu、O原子數(shù)目之比=2：1，故該晶體的化學式為：Cu₂O；O原子與周圍的4個Cu原子形成正四面體，氧的配位數(shù)為4，
②由晶胞結構可知，氧離子為體心立方堆積，故選D；
③若該晶胞的邊長為apm，晶胞體積為（a×10^-10cm）³，晶胞中有4個Cu原子、2個O原子，故晶胞質(zhì)量為

4×64+2×16

NA

g，故該氧化物的密度為

4×64+2×16

NA

g÷（a×10^-10cm）³=

2.88×1032

a3NA

g/cm³，
故答案為：3d¹⁰4s¹； ①Cu₂O； 4；②D； ③

2.88×1032

a3NA

．

點評：本題考查物質(zhì)結構與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、等電子體、化學鍵、晶胞計算等，推斷元素是解題關鍵，注意利用均攤法進行晶胞計算，難度中等．