Question

【題目】W、X、Y、Z為原子序數依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最豐富的元素，元素X的原子的最外層電子數是其內層的3倍，元素Z的基態原子核外電子有24種運動狀態，Y、X、Z不在同一周期，且元素Y的基態原子核外電子p電子比s電子多5個。

(1)Z的基態原子的核外電子排布式為_____________。

(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化劑之一，如催化異丙苯()裂化生成苯和丙烯。

①1 mol丙烯分子中含有σ鍵與π鍵數目之比為_____________。

②苯分子中碳原子的雜化軌道類型為_____________。

③Z的一種氧化物ZO5中，Z的化合價為＋6價，則其中過氧鍵的數目為_________個。

(3)W、X、Y三種元素的電負性由小到大的順序為_______(請用元素符號回答)。

(4)ZY3的熔點為1 152 ℃，其在熔融狀態下能夠導電，據此可判斷ZY3晶體屬于_________(填晶體類型)。

(5)ZX2晶體的晶胞結構如圖所示，每個Z原子周圍最近的X原子數目為________。若該化合物的相對分子質量為M，晶胞邊長為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為_____________g/cm3。

Answer 1

【答案】[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1 8∶1 sp2 2 H<Cl<O 離子晶體 6 2M/NAa3×1030

【解析】

根據題給信息推斷，W是宇宙中最豐富的元素，則W為氫元素；元素X的原子的最外層電子數是其內層的3倍，則X為氧元素；元素Z的基態原子核外電子有24種運動狀態，則Z為24號元素Cr，Y、X、Z不在同一周期，則Y為第三周期元素，且元素Y的基態原子核外電子p電子比s電子多5個，則Y的核外電子排布式為1s22s22p63S23p5，Y為Cl元素，據此答題。

（1）Cr是24號元素，Cr的基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1，故答案為：[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1。

（2）①分子中的單鍵都是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，丙烯的結構簡式為CH2=CH-CH3，所以1個丙烯分子中含有8個σ鍵，1個π鍵，故1mol丙烯分子中含有σ鍵與π鍵數目之比為8∶1，故答案為：8∶1。

②苯分子中碳原子形成3個σ鍵，不含孤電子對，故苯分子中碳原子的雜化軌道類型為sp2，故答案為：sp2。

③Z的一種氧化物ZO5（CrO5）中，設過氧鍵的數目為x，則-2價氧原子的個數是5-2x，Cr的化合價為+6價，則根據化合價中正負化合價代數和為0可知，2x+（5-2x）×2=6，解得：x=2，則過氧鍵的數目為2個，故答案為：2。

（3）非金屬性越強，電負性越大，則W、X、Y三種元素的電負性由小到大的順序為：H<Cl<O，故答案為：H<Cl<O。

（4）CrCl3的熔點為1152℃，其在熔融狀態下能夠導電，據此可判斷CrCl3晶體屬于離子晶體，故答案為：離子晶體。

（5）根據晶胞結構可判斷每個Cr原子周圍最近的O原子數目為6個。該晶胞中含有Cr原子數是1+8×1/8=2個，含有O原子數為4×1/2+2=4個，則該晶體的密度為：2M/NA÷（a×10-10）3=2M/NAa3×1030g/cm3，故答案為：2M/NAa3×1030。