Question

10．X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大．X的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對值相等，Y有三個(gè)能級，且每個(gè)能級上的電子數(shù)相等，Z原子未成對電子數(shù)在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比Z的低，R與Y同一主族，Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)．請回答下列問題：
（1）R核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²．
（2）X、Y、Z、W形成的有機(jī)物YW（ZX₂）₂中Y、Z的雜化軌道類型分別為sp²、sp³，ZW₃^-離子的立體構(gòu)型是平面三角形．
（3）下列關(guān)于Y₂X₂分子和X₂W₂分子的說法正確的是b．
a．分子中都含σ鍵和π鍵
b．Y₂X₂分子的沸點(diǎn)明顯低于X₂W₂分子
c．都是含極性鍵和非極性鍵的非極性分子
d．互為等電子體
（4）將Q單質(zhì)的粉末加入到ZX₃的濃溶液中，并通入W₂，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為2Cu+8NH₃+O₂+2H₂O=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-．
（5）W和Na的一種離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該離子化合物為Na₂O（填化學(xué)式）．Na⁺的配位數(shù)為4，距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體．已知該晶胞的密度為ρg•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則兩個(gè)最近的W離子間距離為$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10^-7 nm．（用含ρ、N_A的計(jì)算式表示）

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，則X為H元素；Y有三個(gè)能級，且每個(gè)能級上的電子數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p²，故Y為C元素；R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，則外圍電子排布為ns²np³，原子序數(shù)小于Si，故Z為N元素；W與Z同周期，第一電離能比Z的低，則W為O元素；Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)，不可能為短周期元素，原子序數(shù)小于30，故核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則Q為Cu元素，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，則X為H元素；Y有三個(gè)能級，且每個(gè)能級上的電子數(shù)相等，核外電子排布為1s²2s²2p²，故Y為C元素；R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，則外圍電子排布為ns²np³，原子序數(shù)小于Si，故Z為N元素；W與Z同周期，第一電離能比Z的低，則W為O元素；Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)，不可能為短周期元素，原子序數(shù)小于30，故核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則Q為Cu元素，
（1）Si核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；
（2）H、C、N、O形成的有機(jī)物CO（NH₂）₂，分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，C原子采取sp²雜化，N原子形成3個(gè)σ鍵，含有1對孤電子對，N原子采取sp³雜化；
NO₃^-離子的立體構(gòu)型是平面三角形，
故答案為：sp²、sp³；平面三角形；
（3）下列關(guān)于C₂H₂分子和H₂O₂分子中
a．H₂O₂分子中只含σ鍵，故b錯(cuò)誤；
b．H₂O₂分子分子間存在氫鍵，其沸點(diǎn)明顯高于C₂H₂分子，故正確；
c．過氧化氫是含極性鍵和非極性鍵的極性分子，故錯(cuò)誤；
d．兩者價(jià)電子總數(shù)不等，不是互為等電子體，故錯(cuò)誤；
故選：b；
（4）將Cu單質(zhì)的粉末加入到NH₃的濃溶液中，并通入O₂，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，反應(yīng)生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，該反應(yīng)的離子方程式為：2Cu+8NH₃+O₂+2H₂O=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-，
故答案為：2Cu+8NH₃+O₂+2H₂O=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-；
（5）晶胞中Na⁺離子數(shù)目為8，O^2-離子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Na⁺離子、O^2-離子數(shù)目之比為2：1，故該晶體化學(xué)式為Na₂O，由圖可知，每個(gè)Na⁺離子周圍有4個(gè)O^2-離子，Na⁺離子配位數(shù)為4，距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽離子有8個(gè)，8個(gè)鈉離子構(gòu)成的幾何體為：立方體，
面心O^2-離子與頂點(diǎn)O^2-離子距離最近，晶胞質(zhì)量為$\frac{4×62}{{N}_{A}}$g，該晶胞的密度為ρg•cm^-3，而晶胞體積為$\frac{4×62}{{N}_{A}}$g÷ρg•cm^-3=$\frac{248}{ρ{N}_{A}}$cm³，晶胞棱長為$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm，則兩個(gè)最近的W離子間距離為$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$cm=$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10^-7nm，
故答案為：Na₂O；4；立方體；$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10^-7nm．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化軌道、分子構(gòu)型、晶體類型與性質(zhì)、配合物、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．