Question

（2012?石家莊一模）【化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．其相關(guān)信息如下表所示：

X的基態(tài)原子中電子分布在三個(gè)不同的能級中，且每個(gè)能級的電子總數(shù)相同

Y元素的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

Z元素的族序數(shù)是周期數(shù)的三倍

W原子的第一至第六電離能分別為：I1=578kJ?mol-1，I2=1817kJ?mol-1， I3=2745kJ?mol-1，I4=11575kJ?mol-1，I5=14830kJ?mol-1，I6=18376kJ?mol-1

Q為前四周期中電負(fù)性最小的元素

R位于周期表的第11列

請回答：
（1 ）R基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為

或

，R在周期表中位于

ds

區(qū)．
（2 ）X、Y、Z的第一電離能由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

N＞O＞C

 （用元素符號表示）
（3）含有元素Q的鹽的焰色反應(yīng)為

紫

色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是

電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量

（4）X的氯化物的熔點(diǎn)比Q的氯化物的熔點(diǎn)

低

 （“高”或“低”），理由是

固態(tài)CCl₄屬于分子晶體，而KCl屬于離子晶體

（5）光譜證實(shí)單質(zhì)W與強(qiáng)堿性溶液反應(yīng)有[W（OH）₄]^-生成，則[W（OH）₄]^-中存在

acd

（填選項(xiàng)字母）_：
a．極性共價(jià)鍵   b．非極性共價(jià)鍵   c配位鍵   d．σ鍵    e．π鍵
（6）金剛砂（SiC）的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，則金剛砂的晶胞中含有

4

個(gè)硅原子，

4

個(gè)碳原子，其中硅原子的雜化方式為

sp³

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大：
X元素的基態(tài)原子中電子分布在三個(gè)不同的能級中，且每個(gè)能級中的電子總數(shù)相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)，則Y為N元素；
Z元素的族序數(shù)是其周期數(shù)的三倍，則Z為O元素；
W原子的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價(jià)，且Z的原子序數(shù)小于W，則W為Al元素；
Q為前四周期中電負(fù)性最小的元素，則Q為鉀元素；
元素R位于周期表的第11列，原子序數(shù)大于K元素，處于第四周期，為Cu元素，
然后利用原子結(jié)構(gòu)及分子的空間構(gòu)型來解答．

解答：解：X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大：
X元素的基態(tài)原子中電子分布在三個(gè)不同的能級中，且每個(gè)能級中的電子總數(shù)相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)，則Y為N元素；
Z元素的族序數(shù)是其周期數(shù)的三倍，則Z為O元素；
W原子的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價(jià)，且Z的原子序數(shù)小于W，則W為Al元素；
Q為前四周期中電負(fù)性最小的元素，則Q為鉀元素；
元素R位于周期表的第11列，原子序數(shù)大于K元素，處于第四周期，為Cu元素，
（1）Cu原子核外有29個(gè)電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，其價(jià)電子為3d和4s電子，所以銅基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為  或 ，該元素位于ds區(qū)，
故答案為：  或 ；ds；
（2）同一周期中，第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以這三種元素的第一電離能大小順序是：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）Q為K元素，其焰色反應(yīng)是紫色，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)及基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量，所以許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，
故答案為：紫；電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量；
（4）離子晶體的熔點(diǎn)比分子晶體高，固體四氯化碳屬于分子晶體，氯化鉀屬于離子晶體，所以固態(tài)四氯化碳的熔點(diǎn)低于氯化鉀，
故答案為：低；固態(tài)CCl₄屬于分子晶體，而KCl屬于離子晶體；
（5）[Al（OH）₄]^-中氫原子和氧原子之間存在極性共價(jià)鍵，為σ鍵，鋁原子含有空軌道，氧原子含有孤電子對，所以該離子中含有配位鍵，
故選：a c d；
（6）金剛砂（SiC）的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，則金剛砂的晶胞中含有硅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，金剛砂中碳原子和硅原子個(gè)數(shù)之比為1：1，所以該晶胞中碳原子個(gè)數(shù)是4，
每個(gè)硅原子連接4個(gè)C-Si鍵，所以硅原子的雜化方式為sp³，
故答案為：4；4；sp³．

點(diǎn)評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、電離能、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算等，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞的有關(guān)計(jì)算．