Question

2．X、Y、Z、Q、R五種元素的原子序數(shù)依次增大．其中：X的最外層電子排布為nsⁿnp²ⁿ；Y是元素周期表中電負(fù)性最大的元素；Y、Z位于同一主族；Q基態(tài)原子核外的M能層中有兩個(gè)未成對(duì)電子和三個(gè)空軌道；R位于第四周期ⅥB族．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，它的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式為H₂Cr₂O₇
（2）XY₂分子的立體構(gòu)型是V形，中心原子的雜化方式是sp³．
（3）Q與氮元素形成的一種化合物晶胞如圖所示，該化合物的化學(xué)式為NiN．該晶體中與氮原子距離相等且最近的氮原子有12個(gè)．
（4）化合物QZ₄熔點(diǎn)為37℃，沸點(diǎn)為136℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電，可知QZ₄的晶體類型是分子晶體．QZ₄與熱水反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂•xH₂O↓+4HCl．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、R五種元素的原子序數(shù)依次增大．X的最外層電子排布為nsⁿnp²ⁿ，由于n=2，故X為S元素；R位于第四周期ⅥB族，則R為Cr元素；Q基態(tài)原子核外的M能層中有兩個(gè)未成對(duì)電子和三個(gè)空軌道，故核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故Q為Ti；Y是元素周期表中電負(fù)性最大的元素，則Y為F元素；Y、Z位于同一主族，Z的原子序數(shù)小于Cr，故Z為Cl．
（1）R位于第四周期ⅥB族，外圍電子排布式為3d⁵4s¹，最高正化合價(jià)為+6；
（2）SF₂分子中S原子孤電子對(duì)=$\frac{6-1×2}{2}$=2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+2=4，雜化軌道數(shù)目為4；
（3）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中N、Ti原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式；以頂點(diǎn)N原子研究，與之距離最近的N原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用；
（4）化合物QZ₄熔點(diǎn)為37℃，沸點(diǎn)為136℃，熔沸點(diǎn)低，熔融態(tài)不導(dǎo)電，可知QZ₄的晶體類型是分子晶體，TiCl₄與熱水反應(yīng)TiO₂•xH₂O與HCl．

解答 解：X、Y、Z、Q、R五種元素的原子序數(shù)依次增大．X的最外層電子排布為nsⁿnp²ⁿ，由于n=2，故X為S元素；R位于第四周期ⅥB族，則R為Cr元素；Q基態(tài)原子核外的M能層中有兩個(gè)未成對(duì)電子和三個(gè)空軌道，故核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故Q為Ti；Y是元素周期表中電負(fù)性最大的元素，則Y為F元素；Y、Z位于同一主族，Z的原子序數(shù)小于Cr，故Z為Cl．
（1）R位于第四周期ⅥB族，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外圍電子排布式為3d⁵4s¹，最高正化合價(jià)為+6，最高價(jià)氧化物的水化物為H₂Cr₂O₇，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹；H₂Cr₂O₇；
（2）SF₂分子中S原子孤電子對(duì)=$\frac{6-1×2}{2}$=2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+2=4，為V形結(jié)構(gòu)，雜化軌道數(shù)目為4，S原子采取sp³雜化，
故答案為：V形；sp³；
（3）晶胞中N原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、Ti原子數(shù)目=1+12×$\frac{1}{4}$=4，故化學(xué)式為NiN；以頂點(diǎn)N原子研究，與之距離最近的N原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，即晶體中與氮原子距離相等且最近的氮原子有$\frac{8×3}{2}$=12 個(gè)，
故答案為：NiN；12；
（4）化合物QZ₄熔點(diǎn)為37℃，沸點(diǎn)為136℃，熔沸點(diǎn)低，熔融態(tài)不導(dǎo)電，可知QZ₄的晶體類型是分子晶體，TiCl₄與熱水反應(yīng)TiO₂•xH₂O與HCl，反應(yīng)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂•xH₂O↓+4HCl，
故答案為：分子晶體；TiCl₄+（x+2）H₂O=TiO₂•xH₂O↓+4HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、空間構(gòu)型與雜化方式、晶胞計(jì)算、晶體類型與性質(zhì)等，掌握均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，（4）中方程式的書寫為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，中學(xué)不涉及Ti元素化合物知識(shí)．