Question

【題目】X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)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(shù)相等，Z原子單電子數(shù)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，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(tài)．請回答下列問題：

（1）Q+核外電子排布式為___________；

（2）化合物X2W2中W的雜化方式為___________，ZW2-離子的立體構(gòu)型是___________；

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

（4）將Q單質(zhì)的粉末加入到ZX3的濃溶液中，并通入W2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)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(jié)構(gòu)如圖，該晶體一個晶胞的Y原子數(shù)為___________，Y原子的配位數(shù)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(shù)的數(shù)值為___________(用含a和ρ的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10（2分） （2）sp3雜化 （2分） v形 （2分）

（3）SiO2（1分） SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體（2分）

（4）2Cu + 8NH3+ O2+ 2H2O2[Cu(NH3)4]2++ 4OH-（2分）

（5）8 （1分） 4（1分）（2分）

【解析】

X、Y、Z、W、R、Q為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。X是所有元素中原子半徑最小的，則X為H元素；Y有三個能級，且每個能級上的電子數(shù)相等，核外電子排布為1s22s22p2，故Y為C元素；R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，則外圍電子排布為ns2np3，原子序數(shù)小于Si，故Z為N元素；W與Z同周期，第一電離能比Z的低，則W為O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(tài)，不可能為短周期元素，故核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，則Q為Cu元素，據(jù)此解答。

根據(jù)以上分析可知X、Y、Z、W、R、Q分別是H、C、N、O、Si、Cu。則

（1）Cu+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10；

（2）化合物H2O2中結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，O原子價層電子對數(shù)為2+(62)/2=4，故O原子采取sp3雜化；NO2-離子中N原子孤電子對數(shù)為(5+12×2)/2=1、價層電子對數(shù)為2+1=3，故其立體構(gòu)型是V形；

（3）Y、R的最高價氧化物分別為二氧化碳、二氧化硅，SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，故沸點較高的是SiO2；

（4）將Cu單質(zhì)的粉末加入到NH3的濃溶液中，并通入O2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，該反應(yīng)的離子方程式為2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-；

（5）碳有多種同素異形體，其中一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該晶體一個晶胞的Y原子數(shù)為：4+8×1/8+6×1/2=8；每個Y與周圍的4個Y原子相鄰，故Y原子的配位數(shù)為4；若晶胞的邊長為a pm，則晶胞體積為（a×10-10）3cm3，晶體的密度為ρ g/cm3，則晶胞質(zhì)量為（a×10-10）3cm3×ρ g/cm3=ρa3×10-30ρ g，則8×12/NA g=ρa3×10-30ρ g，故NA=。