Question

有 X、Y、Z、W四種元素，其中X是周期表中原子半徑最小的元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數(shù)為29．回答下列問題：
（1）由X、Y 構(gòu)成的10電子化合物的分子式

 

；基態(tài)  Y原子的核外電子排布式為

 

．
（2）離子Z₃^-的中心原子軌道雜化類型為

 

，離子Z₃^-的空間構(gòu)型為

 

；
（3）化合物ZX₃的沸點(diǎn)比化合物YX₄的高，其主要原因是

 

；
（4）元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是

 

．
（5）元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該氯化物的化學(xué)式是

 

，它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物H₂WCl₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：X是元素周期表原子半徑最小的元素，則X為H元素；Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，所以Y為C元素；
Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，即電子排布為1s²2s²2p³，所以Z為N元素；
W的原子序數(shù)為29，所以W為銅元素，
根據(jù)分析可知：X為H元素、Y為C元素、Z為N元素、W為Cu元素，然后根據(jù)元素周期表、元素周期律知識進(jìn)行解答．

解答： 解：X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成的單質(zhì)是最輕的物質(zhì)，則X是H元素；Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，所以內(nèi)層電子數(shù)只能是2，則Y是C元素；Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則Z是N元素；W的原子序數(shù)為29，則W是Cu元素，
（1）X為H元素、Y為C元素，由X、Y 構(gòu)成的10電子化合物為甲烷，其分子式為：CH₄；
基態(tài)C原子的核外電子總數(shù)為6，核外含有2個電子層，其基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p²，
故答案為：CH₄；1s²2s²2p²；
（2）N₃^-離子與二氧化碳互為等電子體，結(jié)構(gòu)簡式為：[N=N=N]^-，離子中含有2個σ鍵、2個π鍵，中心原子采用sp雜質(zhì)，其空間構(gòu)型為直線型，
故答案為：sp雜化；直線型；
（3）N原子電負(fù)性較大，C原子電負(fù)性較小，所以氨氣分子中存在氫鍵，甲烷分子中不含氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致氨氣的沸點(diǎn)大于甲烷，
故答案為：NH₃分子存在氫鍵；
（4）CO₂和N₂O的原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等，所以是等電子體，
故答案為：N₂O；
（5）利用均攤法知，該晶胞中黑色球個數(shù)=4，白色球個數(shù)=

1

8

×8+

1

2

×6=4，黑色球和白色球的個數(shù)之比=4：4=1：1，所以該物質(zhì)的化學(xué)式是CuCl，它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成配合物H₂CuCl₃，根據(jù)CuCl和H₂CuCl₃知，氯元素、銅元素的化合價不變，所以該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)而是化合反應(yīng)，所以其反應(yīng)方程式為：CuCl+2HCl═H₂CuCl₃（或CuCl+2HCl═H₂[CuCl₃]，
故答案為：CuCl；CuCl+2HCl═H₂CuCl₃（或CuCl+2HCl═H₂[CuCl₃]）．

點(diǎn)評：本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，涉及原子雜化方式的判斷、氫鍵、等電子體等知識，題目難度中等，為高考的熱點(diǎn)，正確判斷各元素名稱為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律的關(guān)系．