Question

【題目】X、Y、Z、W、R五種短周期非金屬元素原子序數依次增大，X、Y、Z、W為同周期元素且未成對電子數之比為1：2：3：2，R和Z同主族。請回答下列問題：

（1）Z的基態(tài)原子的價層電子排布圖為___。

（2）Z、W、R三種元素的電負性由大到小的順序為___（用元素符號表示）。

（3）W的常見氫化物氧鍵的鍵能小于HF氫鍵的鍵能，但W的常見氫化物常溫下為液態(tài)而HF常溫下為氣態(tài)的原因是___。

（4）某種分子式為Y4Z4W8的物質（該物質中同種原子的化學環(huán)境完全相同，不含碳碳雙鍵）是一種威力極強的炸藥，則可推知其結構簡式為___。

（5）XR是一種耐磨材料，可由X的三溴化物和R的三溴化物于高溫下在氫氣的氛圍中合成。

①X的三溴化物分子中X原子的雜化方式為___，R的三溴化物分子的空間構型的名稱為___。

②合成XR的化學方程式為___。

（6）Y與W形成的某種常見化合物的晶胞如圖，該晶體中分子的配位數為___，若晶胞的棱長為anm，阿伏加德羅常數的值為NA，晶體的密度為___g/cm3。

Answer 1

【答案】 O＞N＞P 每個H2O平均形成的氫鍵數目比每個HF平均形成的氫鍵數目多 sp2雜化 三角錐形 BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr 12

【解析】

由題干信息，X、Y、Z、W、R為原子序數依次增大的短周期非金屬元素，X、Y、Z、W為同周期元素且未成對電子數之比為1：2：3：2，R和Z同主族，則X為B元素，Y為C元素，Z為N元素，W為O元素，R為P元素，根據原子核外電子排布書寫價電子排布，根據價電子互斥理論及雜化軌道理論判斷雜化方式及空間構型，結合均攤法進行晶胞的相關計算。

(1)根據上述分析可知，Z為N元素，其核外電子排布式為1s22s22p3，則其核外電子排布圖為；

(2)Z為N元素，W為O元素，R為P元素，三種元素非金屬性O>N>P，非金屬性越強，電負性越大，所以三種元素的電負性由大到小的順序為O>N>P；

(3)W的常見氫化物為H2O，每個分子能形成兩條氫鍵，而每個HF分子只能形成一個氫鍵，雖然H2O氫鍵的鍵能小于HF氫鍵的鍵能，但每個H2O平均形成的氫鍵數目比每個HF平均形成的氫鍵數目多，H2O的熔沸點較高，因此水常溫下為液態(tài)而HF常溫下為氣態(tài)；

(4)Y4Z4W8的分子式為C4N4O8，該物質中同種原子的化學環(huán)境完全相同，不含碳碳雙鍵，是一種威力極強的炸藥，可推知其結構簡式為；

(5)①X的三溴化物分子式BBr3，其中B原子的價電子對數為，則B的雜化方式為sp2雜化，R的三溴化物分子式PBr3和氨氣的空間構型相似，所以R的三溴化物分子式PBr3的空間構型為三角錐形；

②XR的分子式為BP，R的三溴化物PBr3，所以合成XR的化學方程式為：BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr；

(6)根據晶胞結構圖可知，Y與W形成的常見化合物為CO2，晶體中分子的配位數為12，一個晶胞中CO2分子位于晶胞的頂點和面心，則一個晶胞中含有CO2分子的數目為，因此一個晶胞的質量m=，晶胞的棱長為anm，則晶胞的體積V為a3×10-21cm3，根據公式可得，晶體的密度。