Question

【題目】【化學---選修3：物質結構與性質】原子序數小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是半徑最小的元素，Y原子基態時最外層電子數是其內層電子總數的2倍，Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W原子4s原子軌道上有1個電子，M能層為全充滿的飽和結構。回答下列問題：

（1）W基態原子的價電子排布式____________；Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為______。

（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____________。Y60用做比金屬及其合金更為有效的新型吸氫材料，其分子結構為球形32面體，它是由60個Y原子以20個六元環和12個五元環連接而成的具有30個Y=Y鍵的足球狀空心對稱分子。則該分子中σ鍵和π鍵的個數比_____；36gY60最多可以吸收標準狀況下的氫氣_____L。

（4）元素W的一種氯化物晶體的晶胞結構如右圖所示，該氯化物的化學式是___________，該晶體中W的配位數為___________。它可與濃鹽酸發生非氧化還原反應，生成配合物HnWCl3，反應的化學方程式為_________。

Answer 1

【答案】（1）3d104s1 sp雜化（2）NH3分子間存在氫鍵（3）N2O 3:1 33.6L

（4）CuCl 4 CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])

【解析】

試題分析：原子序數小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是半徑最小的元素，則X是H；Y原子基態時最外層電子數是其內層電子總數的2倍，則Y是C；Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，所以Z是N；W原子4s原子軌道上有1個電子，M能層為全充滿的飽和結構，則W是Cu。

（1）銅基態原子的價電子排布式3d104s1；Y2X2分子是乙炔，乙炔是直線形結構，則分子中碳原子軌道的雜化類型為sp雜化。

（2） NH3分子間存在氫鍵，其沸點高于甲烷。

（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，由于互為等電子體的原子數和價電子數分別均相等，則元素Z的這種氧化物的分子式是N2O。C60分子構型為一個32面體，其中有12個五元環，20個六元環，每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵，均為兩個碳共用，所以每個碳實際占有的碳碳單鍵是1個，碳碳雙鍵數為0.5個，而每個雙鍵中有一個π鍵和σ鍵，而單鍵都是σ鍵，則該分子中σ鍵和π鍵的個數比；C60分子中含有的碳碳雙鍵個數是30，一個碳碳雙鍵需要1分子氫氣加成，因此36gC60最多可以吸收標準狀況下的氫氣。

（4）根據晶胞結構可知晶胞中銅原子的個數是8×1/8+6×1/2=4，氯原子全部在晶胞內，共計4個，因此該氯化物的化學式是CuCl，該晶體中W的配位數為4。它可與濃鹽酸發生非氧化還原反應，生成配合物HnWCl3，反應的化學方程式為CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])。