Question

3．X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素．X的三個(gè)能級(jí)中排布的電子數(shù)相等；Y基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與能級(jí)數(shù)相等；Z位于X的下兩個(gè)周期，其電離能數(shù)據(jù)分別是：I₁=419kJ•mol^-1，I₂=3051kJ•mol^-1，I3=4411kJ•mol^-1；W³⁺的核外電子排布式是[Ar]3d⁵．回答下列問(wèn)題：
（1）X、Y、Z三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹＞C＞K．
（2）X的某種氧化物與Y₂互為等電子體，寫出該氧化物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C≡O(shè)，該氧化物所含的化學(xué)鍵類型是共價(jià)鍵．
（3）YH₄⁺的空間構(gòu)型是正四面體．X原子的雜化方式均為sp²、相對(duì)分子質(zhì)量最小的X的氫化物分子式為C₂H₄．
（4）四種元素可形成化合物Z₄[W（XY）_n]，W原子的最外層電子數(shù)和配體形成配位鍵時(shí)提供的電子數(shù)之和為14，則 n=6．
（5）下圖B （填“A”、“B”或“C”）表示的是Z晶體中微粒的堆積方式．若Z晶體中一個(gè)晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則Z晶體的密度為$\frac{78}{（a×1{0}^{-10}）^{3}•{N}_{A}}$g/m³（寫出含a的表達(dá)式，用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X的三個(gè)能級(jí)中排布的電子數(shù)相等，則X原子的核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；Y基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與能級(jí)數(shù)相等，其原子序數(shù)大于X，則Y至少3個(gè)能級(jí)，且Z位于X的下兩個(gè)周期，四種元素都是前四周期元素，故Y只能處于第二周期、X處于第四周期，則Y的未成對(duì)電子數(shù)為3，其核外電子排布為1s²2s²2p³，即Y為N元素；W³⁺的核外電子排布式是[Ar]3d⁵，則W原子的價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，則W為26號(hào)Fe元素；Z處于第三周期，其電離能數(shù)據(jù)為：I₁=419kJ•mol^-1，I₂=3051kJ•mol^-1，I₃=4411kJ•mol^-1，說(shuō)明Z最外層含有1個(gè)電子，原子序數(shù)小于Fe，則Z為K元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X的三個(gè)能級(jí)中排布的電子數(shù)相等，則X原子的核外電子排布為1s²2s²2p²，故X為C元素；Y基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與能級(jí)數(shù)相等，其原子序數(shù)大于X，則Y至少3個(gè)能級(jí)，且Z位于X的下兩個(gè)周期，四種元素都是前四周期元素，故Y只能處于第二周期、X處于第四周期，則Y的未成對(duì)電子數(shù)為3，其核外電子排布為1s²2s²2p³，即Y為N元素；W³⁺的核外電子排布式是[Ar]3d⁵，則W原子的價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，則W為26號(hào)Fe元素；Z處于第三周期，其電離能數(shù)據(jù)為：I₁=419kJ•mol^-1，I₂=3051kJ•mol^-1，I₃=4411kJ•mol^-1，說(shuō)明Z最外層含有1個(gè)電子，原子序數(shù)小于Fe，則Z為K元素，
（1）X、Y、Z分別為：C、N、K，金屬元素的電負(fù)性小于非金屬，同一周期中原子序數(shù)越大，電負(fù)性越強(qiáng)，則三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篘＞C＞K，
故答案為：N＞C＞K；
（2）Y₂為N₂，含有14個(gè)電子，X為C元素，C的氧化物與N₂為等電子體，該氧化物為CO，其結(jié)構(gòu)與氮?dú)庀嗨�，所以CO的結(jié)構(gòu)式為：C≡O(shè)，CO為共價(jià)化合物，分子中含有共價(jià)鍵，
故答案為：C≡O(shè)；共價(jià)鍵；
（3）YH₄⁺為NH₄⁺，中心原子N原子形成的4個(gè)共價(jià)鍵，為sp³雜化，空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)；C原子的雜化方式均為sp²，則C形成了2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，滿足條件的相對(duì)分子質(zhì)量最小的X的氫化物為乙烯，分子式為：C₂H₄，
故答案為：正四面體；C₂H₄；
（4）四種元素可形成化合物Z₄[W（XY）_n]為K₄[Fe（CN）_n]，W原子的最外層電子數(shù)和配體形成配位鍵時(shí)提供的電子數(shù)之和為14，其中Fe原子最外層為2個(gè)電子，則配體形成配位鍵時(shí)提供的電子數(shù)為：14-2=12，所以n=6，
故答案為：6；
（5）Z為K元素，金屬鉀為體心立方堆積，所以正確堆積方式為B；每個(gè)晶胞中含有鉀原子數(shù)目為：8×$\frac{1}{8}$+1=2，每個(gè)晶胞的質(zhì)量為：2×$\frac{39}{{N}_{A}}$，晶胞的體積為：V=（apm）³=（a×10^-10）m³，所以甲晶體的密度為：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{78}{{N}_{A}}g}{（a×1{0}^{-10}{）^{3}m}^{3}}$=$\frac{78}{（a×1{0}^{-10}）^{3}•{N}_{A}}$g/m³，
故答案為：B；$\frac{78}{（a×1{0}^{-10}）^{3}•{N}_{A}}$g/m³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用、晶胞的計(jì)算，題目難度中等，合理推斷各元素為解答關(guān)鍵，注意掌握元素周期表結(jié)構(gòu)及元素周期律的內(nèi)容，明確常見金屬晶體堆積方式，試題知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．