Question

【題目】【化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】X、Y、Z、W、R、I、Q為前30號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，Y有三個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等，Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比Z的低，R與Y同一主族，I的原子序數(shù)是W的兩倍，Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)．請(qǐng)回答下列問題：

（1）Q+核外電子排布式為___________，Y的電子排布圖為_________

（2）化合物ZX3中Z原子的雜化方式為___________，ZW2- 離子的立體構(gòu)型是___________；

（3）①Y、R的最高價(jià)氧化物的沸點(diǎn)較高的是___________(填化學(xué)式)，原因是___________；

②W與I的簡(jiǎn)單氫化物中W的熔沸點(diǎn)更高，原因是__________________

（4）向Q元素的硫酸鹽溶液中通入足量ZX3，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為 _；

（5）Y有多種同素異形體，其中一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該晶體一個(gè)晶胞的Y原子數(shù)為___________，Y原子的配位數(shù)為___________，若晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，晶體的密度為ρ g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為___________(用含a和ρ的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10；

（2）sp3；(1分)V形；(1分)

（3）①SiO2；(1分)SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體；(2分)

②水分子間用氫鍵，(2分)

（4）Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+或Cu2++4NH3.H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O(2分)

（5）8(1分)；4(1分)；(2分)

【解析】試題分析：X、Y、Z、W、R、I、Q為前30號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，則X為H元素；Y有三個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)上的電子數(shù)相等，核外電子排布為1s22s22p2，故Y為C元素；R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，則外圍電子排布為ns2np3，原子序數(shù)小于Si，故Z為N元素；W與Z同周期，第一電離能比Z的低，則W為O元素，I的原子序數(shù)是W的兩倍，可知I為S元素；Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)，不可能為短周期元素，原子序數(shù)小于30，故核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，則Q為Cu元素；

（1）Cu+核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10；碳原子的電子排布式為；

（2）NH3中N原子的雜化軌道形式為sp3，NO2-離子中N原子孤電子對(duì)數(shù)為=1、價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+1=3，其立體構(gòu)型是V形；

（3）①Y、R的最高價(jià)氧化物分別為二氧化碳、二氧化硅，SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，故沸點(diǎn)較高的是SiO2；②O與S的簡(jiǎn)單氫化物中H2O的熔沸點(diǎn)更高，原因是水分子間存在氫鍵；

（4）將Cu單質(zhì)的粉末加入到NH3的濃溶液中，并通入O2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，該反應(yīng)的離子方程式為：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-；

（5）碳有多種同素異形體，其中一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該晶體一個(gè)晶胞的Y原子數(shù)為：4+8×1/8+6×1/2=8；每個(gè)Y與周圍的4個(gè)Y原子相鄰，故Y原子的配位數(shù)為4；若晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則晶胞體積為(a×10-10)3cm3，晶體的密度為ρ g/cm3，則晶胞質(zhì)量為(a×10-10)3cm3×ρ g/cm3=ρa(bǔ)3×10-30ρ g，則8×12/NAg=ρa(bǔ)3×10-30ρg，故NA=。