Question

【題目】選修3——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

已知X、Y、Z、R、Q為周期表中原子序數(shù)依次增大的前36號(hào)元素，相關(guān)信息如下：

X元素是宇宙中最豐富的元素

Y元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1

Z元素被譽(yù)為“太空金屬”，也有“生物金屬”之稱，其基態(tài)原子次外層有2個(gè)未成對(duì)電子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里與R元素在同一個(gè)分區(qū)

請(qǐng)回答下列問題：

(1)YX3中心原子的雜化軌道類型是 ，離子化合物YX5的電子式是 。

(2)CO與Y2屬于等電子體，1 個(gè)CO分子中含有的π鍵數(shù)目是 個(gè)。

(3)工業(yè)上利用ZO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物A(A可看做一種含氧酸鹽)，A晶體的晶胞為正方體(如圖1)。

①制備A的化學(xué)反應(yīng)方程式是 ；

②在A晶體中，Z的配位數(shù)為 ；

(4)R2+離子的外圍電子層電子排布式為 。R2O的熔點(diǎn)比R2S的 (填“高”或“低”)。

(5)Q元素和硫(S)元素能夠形成化合物B，B晶體的晶胞為正方體(如圖2)，若晶胞棱長為5.4×10-8cm，則晶胞密度為 gcm﹣3(列式并計(jì)算)。

Answer 1

【答案】(1)sp3；；(2)2；

(3)①；TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑；②6；(4)3d9；高；

(5)=4.1；

【解析】試題分析：已知X、Y、Z、R、Q為周期表中原子序數(shù)依次增大的前36號(hào)元素，X元素是宇宙中最豐富的元素，則X為H元素；Y元素原子的核外p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1，原子核外電子排布為1s22s22p3，則Y為N元素；Z元素被譽(yù)為“太空金屬”，也有“生物金屬”之稱，其基態(tài)原子次外層有2個(gè)未成對(duì)電子，則Z為Ti元素；R元素在元素周期表的第十一列，屬于第IB族，在第四周期，所以R為Cu；Q元素在周期表里與R元素在同一個(gè)分區(qū)，則Q為Zn元素。

(1)NH3中N原子形成3個(gè)鍵，含有1對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，N原子雜化類型為sp3，NH5屬于離子化合物，由銨根離子與氫負(fù)離子構(gòu)成，電子式為；故答案為：sp3；；

(2)CO與N2互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，所以CO分子結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，則1 個(gè)CO分子中含有的π鍵數(shù)目是2，故答案為：2；

(3)①可知晶胞中Ba原子數(shù)目為1，O原子數(shù)目為12×=3、Ti原子數(shù)目為8×=，故A為BaTiO3，反應(yīng)還生成二氧化碳，反應(yīng)方程式為：TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑，故答案為：TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑；

②由BaTiO3晶胞可知，每個(gè)Ti4+周圍有6個(gè)O2-，所以Ti4+的氧配位數(shù)為為6，故答案為：6；

③在BaTiO3晶體中，若將Ti4+置于立方體的體心，Ba2+置于立方體的頂點(diǎn)，則O2-只能處于立方體的面心，故答案為：面心；

(4)R為Cu，其原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，則Cu2+離子的外圍電子層電子排布式為3d9；離子電荷相同，氧離子半徑小于硫離子半徑，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高；故答案為：3d9；高；

(5)晶胞中S原子數(shù)目為8×+6×=4，Zn原子位于晶胞內(nèi)部，共4個(gè)，則晶胞質(zhì)量為4×(65+32)g/mol÷6.02×1023mol-1)，晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3，則密度為ρ==4.1gcm-3；故答案為：=4.1。