Question

[選修一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
有X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序數(shù)遞增的八種元素，其中X的原子中沒有成對電子，Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，Z元素基態(tài)原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對電子，Q的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，E原子得到一個電子后3p軌道全充滿，G⁺中所有電子正好全部充滿K、L、M三個電子層．M、N原子的價層電子構(gòu)型為nS¹，其電離能數(shù)據(jù)如下表：

	M	N
第一電離能（kJ/mol）	495.8	418.8

回答下列問題：
（1）Z元素原子的價層電子的軌道表示式為：

；
（2）由X、Y形成的Y₂X₂分子中，含有

3

個O^-鍵，

2

個π鍵：
（3）比較ME、NE的熔點高低并說明理由

NaCl熔點高于KCl，Na⁺半小小于K⁺，Na⁺與Cl^-形成的離子鍵強(qiáng)于K⁺與Cl^-形成的離子鍵（或NaCl晶格能高于KCl）

．
（4）Y、Z、Q的第一電離能由小到大的順序為

C＜O＜N

．（用元素符號回答）
（5）YQ₂中心原子的雜化方式為

sp

，有一種與YQ₂互為等電子體的離子，能用于鑒別Fe³⁺，寫出其電子式

．
（6）GE的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，陰離子周圍最近的陽離子有

4

個；GE晶體的密度為ag?cm^-3，則晶胞的體積是

4×99.5g/mol

ag/cm3×6.02×1023mol-1

（只要求列出計算式）．

Answer 1

分析：X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序數(shù)遞增的八種元素，其中X的原子中沒有成對電子，則X為H；Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，電子排布為1s²2s²2p²，所以Y為C；Z元素基態(tài)原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對電子，最外層電子為2s²2p³，所以Z為N；Q的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，電子排布為1s²2s²2p⁴，所以Q為O；E原子得到一個電子后3p軌道全充滿，最外層為3s²3p⁵，所以E為Cl；G⁺中所有電子正好全部充滿K、L、M三個電子層，則G的質(zhì)子數(shù)為2+8+18+1=29，所以G為Cu；N原子的價層電子構(gòu)型為nS¹，第一電離能小，為第四周期元素，價電子排布4s¹，則N為K；M應(yīng)為第三周期元素，價電子為3s¹，所以M為Na，
（1）價層電子排布為2s²2p³；
（2）由X、Y形成的C₂H₂分子，結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H；
（3）離子半徑越小，晶格能越大，熔沸點越高；
（4）同周期從左向右第一電離能增大，但N原子p軌道半滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能更大；
（5）CO₂為直線結(jié)構(gòu)，利用KSCN溶液檢驗Fe³⁺；
（6）由CuCl晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，由面上的陰離子可知，上下各有2個陽離子，1個晶胞中由4個CuCl，利用V=

m

ρ

來計算．

解答：解：X、Y、Z、Q、M、E、N、G前四周期且原子序數(shù)遞增的八種元素，其中X的原子中沒有成對電子，則X為H；Y元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子數(shù)相同，電子排布為1s²2s²2p²，所以Y為C；Z元素基態(tài)原子核外有兩個電子層，最外層有3個未成對電子，最外層電子為2s²2p³，所以Z為N；Q的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，電子排布為1s²2s²2p⁴，所以Q為O；E原子得到一個電子后3p軌道全充滿，最外層為3s²3p⁵，所以E為Cl；G⁺中所有電子正好全部充滿K、L、M三個電子層，則G的質(zhì)子數(shù)為2+8+18+1=29，所以G為Cu；N原子的價層電子構(gòu)型為nS¹，第一電離能小，為第四周期元素，價電子排布4s¹，則N為K；M應(yīng)為第三周期元素，價電子為3s¹，所以M為Na，
（1）價層電子排布為2s²2p³，N元素原子價層電子的軌道表示式為：，故答案為：；

（2）由X、Y形成的C₂H₂分子，結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，有3個O^-鍵，2個π鍵，故答案為：3；2；
（3）離子半徑越小，晶格能越大，熔沸點越高，則NaCl熔點高于KCl，Na⁺半小小于K⁺，Na⁺與Cl^-形成的離子鍵強(qiáng)于K⁺與Cl^-形成的離子鍵（或NaCl晶格能高于KCl），
故答案為：NaCl熔點高于KCl，Na⁺半小小于K⁺，Na⁺與Cl^-形成的離子鍵強(qiáng)于K⁺與Cl^-形成的離子鍵（或NaCl晶格能高于KCl）；
（4）同周期從左向右第一電離能增大，但N原子p軌道半滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能更大，所以第一電離能為C＜O＜N，故答案為：C＜O＜N；
（5）CO₂為直線結(jié)構(gòu)，則中心C原子采取sp雜化，一般利用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，且SCN^-與CO₂互為等電子體，SCN^-的電子式為，
故答案為：sp；；
（6）由CuCl晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，由面上的陰離子可知，上下各有2個陽離子，則陰離子周圍最近的陽離子有4個；
1個晶胞中由4個CuCl，由V=

m

ρ

可知，V=

4×99.5g/mol

ag/cm3×6.02×1023mol-1

，
故答案為：4；

4×99.5g/mol

ag/cm3×6.02×1023mol-1

．

點評：本題考查原子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)，題目難度較大，元素的推斷是解答本題的關(guān)鍵，注重對第一電離能、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)等高考常考查點的考查．