Question

【題目】X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的短周期主族元素，R為過渡元素。Y的最高價氧化物的水化物是強酸，Z元素的基態(tài)原子中有2個未成對電子，基態(tài)W原子的價電子排布式為nsn-1npn-1，X與W為同主族元素。基態(tài)R原子的M能層全充滿，核外有且僅有1個未成對電子。請回答下列問題：

（1）基態(tài)R原子核外價電子排布式為___。

（2）X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的順序為___(填元素符號)。

（3）元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的沸點___(填“高于”或“低于”)元素X的簡單氣態(tài)氫化物的沸點，其主要原因是___；元素Y的簡單氣態(tài)氫化物中Y原子的雜化類型為___，元素X的簡單氣態(tài)氫化物分子的空間構(gòu)型為___。

（4）Y的氣態(tài)氫化物在水中可形成氫鍵，其氫鍵最可能的形式為___(填序號)。

A. B. C. D.

（5）R元素與Y元素形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球代表R原子)，若該晶胞的邊長是acm，則該晶體的密度為___g·cm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】3d104s1 N>O>C 高于 NH3分子間形成氫鍵 sp3 正四面體 B

【解析】

X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的短周期主族元素，基態(tài)W原子價層電子排布式為nsn-1npn-1，則n=3，W為Si元素，X與W為同主族元素，則X為C元素；Y的最高價氧化物的水化物是強酸，且原子序數(shù)大于C小于Si，則Y為N元素；Z元素基態(tài)原子中有2個未成對電子，原子序數(shù)大于C小于Si，則其核外電子排布應為1s22s22p4，為O元素；基態(tài)R原子M能層全充滿且核外有且僅有1個未成對電子，價層電子排布為3d104s1，R為Cu元素。

(1)根據(jù)分析可知R為Cu元素，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d104sl，其核外價層電子排布式為3d104s1；

(2)同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但N原子的2p為半充滿，較穩(wěn)定，第一電離能大于O，所以三種元素的第一電離能從大到小的順序為N＞O＞C；

(3)NH3分子間形成氫鍵，導致氨氣的沸點大于甲烷；NH3分子中N原子價層電子對數(shù)為=4，采用sp3雜化；X為C元素，其簡單氫化物為甲烷，甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)；

(4)氫鍵可以表示為X-H…Y，氨氣溶于水生成NH3H2O，能夠電離生成銨根離子和氫氧根離子，因此其氫鍵最可能的形式為是由氨氣分子中N原子與水分子中的H原子之間形成，所以選C；

(5)R為Cu元素，晶胞中N原子的個數(shù)為=1，Cu原子的個數(shù)為=3，所以晶胞的質(zhì)量為g，晶胞邊長為acm，則晶胞的體積V=a3cm3，所以晶胞的密度為gcm-3。