Question

【題目】原子序數(shù)依次遞增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五種元素，其中X是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，Q原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，W元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級有4個未成對電子。回答下列問題：

(1)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為____， Y2X2分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為_______ 。

(2)化合物ZX3的沸點比化合物YX4的高，其主要原因是_____。

(3)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_______。

(4)元素W能形成多種配合物，如：W(CO)5等。

①基態(tài)W3+的M層電子排布式為______。

②W(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷W(CO)x晶體屬于________（填晶體類型）。

(5)下列有關(guān)的說法正確的是________________。

A.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔沸點越高

B.電負性順序：X＜Y＜Z＜Q

C.因為晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔點低

D.H2YO3的分子結(jié)構(gòu)中含有一個非羥基氧，故其為中強酸

(6)Q和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構(gòu)成的幾何體為_____。已知該晶胞密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求晶胞邊長a=_____cm。（用含ρ、NA的計算式表示）

Answer 1

【答案】sp 3：2 氨分子間形成氫鍵，作用力大 N2O 3s23p63d5 分子晶體 BC 立方體結(jié)構(gòu)

【解析】

原子序數(shù)依次遞增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四種元素，其中X是原子半徑最小的元素，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，則Y是C元素；Q原子基態(tài)時2p原子軌道上有2個未成對的電子，原子序數(shù)大于碳，核外電子排布式為1s22s22p4，則Q為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則Z為N元素；W元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級有4個未成對電子，外圍電子排布為3d64s2，則W為Fe元素，據(jù)此解答。

根據(jù)上述分析可知：X是H元素；Y是C元素；Z是N元素；Q是O元素；W是Fe元素。

(1)Y2X2分子是C2H2，結(jié)構(gòu)式為HC≡CH，分子中C原子軌道的雜化類型為sp雜化，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，則HC≡CH分子中σ鍵和π鍵個數(shù)比為3：2；

(2)化合物ZX3是NH3，在氨分子之間除了存在分子間作用力外還存在氫鍵，增加了分子之間的吸引力，使其的沸點比只有分子間作用力的化合物CH4的高；

(3)等電子體是原子數(shù)相同，原子最外層電子數(shù)也相同的微粒。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，它們是CO2與N2O，則元素Z的這種氧化物的分子式是N2O；

(4)①Fe原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe3+，基態(tài)Fe3+的M層電子排布式為3s23p63d5；

②Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，由于其熔沸點較低，易溶于非極性溶劑，所以據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體屬于分子晶體，在任何化合物中所有元素正負化合價的代數(shù)和為0，因此該晶體中W的化合價為0；

(5)A.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，含有該共價鍵的物質(zhì)的分子穩(wěn)定性越強，而分子晶體的熔沸點與化學鍵的強弱無關(guān)，只與分子之間的作用力作用，因此不能判斷物質(zhì)的熔沸點的高低，A錯誤；

B.元素的非金屬性越強，其電負性就越大，元素的非金屬性H＜C＜N＜O，所以電負性順序：X＜Y＜Z＜Q，故B正確；

C.KCl、CaO均屬于離子晶體，離子電荷越大、離子半徑越小，晶格能越大，因為晶格能CaO比KCl高，斷裂消耗的能量就越大，所以KCl比CaO熔點低，C正確；

D.H2CO3為弱酸，D錯誤。

故合理選項是BC；

(6)晶胞中白色球數(shù)目為8，黑色球數(shù)目為8×+6×=4，則白色球為鈉離子、黑色球為氧離子，氧離子周圍有8個鈉離子，形成立方體結(jié)構(gòu)；根據(jù)均攤法計算晶胞中Na+個數(shù)、O2-個數(shù)，在一個晶胞中含Na+個數(shù)是8；含有O2-個數(shù)是4，所以一個晶胞的質(zhì)量為4×g，該晶胞密度為ρg/cm3，晶胞的邊長是acm，則=ρg/cm3，整理可得a=cm。