Question

【題目】X、Y、Z、W、R、I、Q為前30號元素，且原子序數依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，Y有三個能級，且每個能級上的電子數相等，Z原子單電子數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，I的原子序數是W的兩倍，Q的最外層只有一個電子，其他電子層電子均處于飽和狀態．請回答下列問題：

（1）Q+核外電子排布式為___________，Y的電子排布圖為_________________________

（2）化合物ZX3中Z原子的雜化方式為___________，ZW2- 離子的立體構型是___________；

（3）①Y、R的最高價氧化物的沸點較高的是___________(填化學式)，原因是___________；

②W與I的簡單氫化物中W的熔沸點更高，原因是______________________

（4）向Q元素的硫酸鹽溶液中通入足量ZX3，充分反應后溶液呈深藍色，該反應的離子方程式為__________________________________________________；

（5）Y有多種同素異形體，其中一種同素異形體的晶胞結構如圖，該晶體一個晶胞的Y原子數為___________，Y原子的配位數為___________，若晶胞的邊長為a pm，晶體的密度為ρ g/cm3，則阿伏加德羅常數的數值為___________(用含a和ρ的代數式表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10 sp3 V形 SiO2 SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體 水分子間存在氫鍵 Cu2+ + 4NH3= [Cu(NH3)4]2+或Cu2+ + 4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++ 4H2O 8 4

【解析】

X是所有元素中原子半徑最小的，X為H元素；Y有三個能級，且每個能級上的電子數相等，Y為C元素；R與Y同一主族且原子序數小于30，則R為Si元素；X、Y、Z、W、R、I、Q的原子序數依次增大，Z原子單電子數在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比Z的低，Z為N元素，W為O元素；I的原子序數是W的兩倍，I為S元素；Q的最外層只有一個電子，其他電子層電子均處于飽和狀態，Q為Cu元素。

（1）根據構造原理書寫電子排布式和電子排布圖。

（2）用價層電子對互斥理論判斷雜化方式和空間構型。

（3）①Y、R的最高價氧化物分別為CO2、SiO2，CO2屬于分子晶體，SiO2屬于原子晶體，沸點：CO2<SiO2。

②W、I的簡單氫化物分別為H2O、H2S，H2O的熔沸點比H2S高的原因是：H2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不存在氫鍵。

（4）向CuSO4溶液中通入足量NH3，生成的深藍色離子為[Cu（NH3）4]2+。

（5）用“均攤法”確定晶胞中原子數。由晶胞可看出配位數為4。根據晶體的密度計算1mol晶體的體積，晶胞邊長計算晶胞體積，結合晶胞中原子數計算阿伏加德羅常數。

X、Y、Z、W、R、I、Q為前30號元素，且原子序數依次增大．X是所有元素中原子半徑最小的，X為H元素；Y有三個能級，且每個能級上的電子數相等，Y為C元素；R與Y同一主族且原子序數小于30，則R為Si元素；X、Y、Z、W、R、I、Q的原子序數依次增大，Z原子單電子數在同周期元素中最多，W與Z同周期，第一電離能比Z的低，Z為N元素，W為O元素；I的原子序數是W的兩倍，I為S元素；Q的最外層只有一個電子，其他電子層電子均處于飽和狀態，Q為Cu元素。

（1）Q為Cu，Cu原子核外有29個電子，根據構造原理，基態Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10；Y為C，基態C原子的核外電子排布式為1s22s22p2，電子排布圖為。

（2）化合物ZX3為NH3，中心原子N的價層電子對數為×（5-3×1）+3=4，N原子為sp3雜化。ZW2-為NO2-，NO2-中中心原子N上的孤電子對數為×（5+1-2×2）=1，σ鍵電子對數為2，N的價層電子對數為3，VSEPR模型為平面三角形，由于N上有1對孤電子對，NO2-的立體構型為V形。

（3）①Y、R的最高價氧化物分別為CO2、SiO2，沸點較高的是SiO2，原因是：CO2屬于分子晶體，SiO2屬于原子晶體，分子間作用力遠小于共價鍵的鍵能，所以沸點：CO2<SiO2。

② W、I的簡單氫化物分別為H2O、H2S，H2O的熔沸點比H2S高的原因是：H2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不存在氫鍵。

（4）向CuSO4溶液中通入足量NH3，生成的深藍色離子為[Cu（NH3）4]2+，反應的離子方程式為Cu2++4NH3=[Cu（NH3）4]2+或Cu2++4NH3·H2O=[Cu（NH3）4]2++4H2O。

（5）Y為C元素，用“均攤法”，1個晶胞中含C原子數：8×+6×+4=8個；根據晶胞，C原子周圍等距離最近的C原子有4個，C原子的配位數為4；1molC的質量為12g，1mol該晶體的體積為=cm3，晶胞的邊長為apm，晶胞的體積為（a×10-10cm）3=a3×10-30cm3，則阿伏加德羅常數的數值為cm3÷（a3×10-30cm3÷8）=×1030。