Question

14．X、Y、Z、W、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，W是非金屬元素，其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，基態(tài)W原子的3p能級(jí)上有一個(gè)未成對(duì)電子．含U的化合物的焰色為紫色．試回答下列問(wèn)題：
（1）Y的簡(jiǎn)單氫化物分子式為NH₃，寫(xiě)出W的價(jià)電子排布圖．
（2）X的一種氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為28，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為5：1．
（3）向硫酸銅溶液中逐滴滴入Y的氫化物的水溶液至過(guò)量，用離子方程式表示該過(guò)程出現(xiàn)的現(xiàn)象變化（分步寫(xiě)）：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（4）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示．
①下列有關(guān)該晶體的說(shuō)法中正確的是BC（選填選項(xiàng)字母）．
A．每個(gè)晶胞中含有14個(gè)U⁺和13個(gè)Z^2-
B．晶體中每個(gè)U⁺周?chē)�距離U⁺最近的Z^2-有6個(gè)
C．該晶體屬于離子晶體
D．甲的化學(xué)式為U₂Z．
②甲的密度為ag•cm^-3，晶胞的體積是$\frac{284}{a{N}_{A}}$cm³（只要求列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，可知X為C元素，Z為O元素，基態(tài)W原子的3p能級(jí)上有一個(gè)未成對(duì)電子，且W為非金屬，應(yīng)為Cl元素，含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，以此解答該題．

解答 解：X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則外圍排布為2s²2p³，則Y為氮元素，X、Y、Z三種元素位于第二周期且相鄰，可知X為C元素，Z為O元素，基態(tài)W原子的3p能級(jí)上有一個(gè)未成對(duì)電子，且W為非金屬，應(yīng)為Cl元素，含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素，
（1）Y為N元素，對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分子式為NH₃，W為Cl，對(duì)應(yīng)的價(jià)電子排布圖為，故答案為：NH₃；；
（2）X為碳元素，一種氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為28，該氫化物為C₂H₄，分子中含有1個(gè)C=C雙鍵、4個(gè)C-H，C=C雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，單鍵為σ鍵，故C₂H₄分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為5：1
故答案為：5：1；
（3）向硫酸銅溶液中逐滴滴入氨水溶液至過(guò)量，先生成氫氧化銅與硫酸銨，有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)滴加過(guò)量的氨水，氫氧化銅與氨水反應(yīng)生成四氨合銅絡(luò)離子，藍(lán)色沉淀消失，溶液呈深藍(lán)色，反應(yīng)離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（4）①A．由圖可知晶胞中K原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，O原子數(shù)目為4×2×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=8，每個(gè)晶胞中含有4個(gè)K⁺和4O₂^-，故A錯(cuò)誤；
B．由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶體中每個(gè)K⁺周?chē)�距離K⁺最近的O₂^-有6個(gè)，故B正確；
C．該晶體由K⁺和O₂^-構(gòu)成，屬于離子晶體，故C正確；
D．化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如右圖所示．由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中K原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，O原子數(shù)目為4×2×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{4}$=8，故K原子與O原子數(shù)目之比為4：8=1：2，故甲的化學(xué)式為KO₂，故D錯(cuò)誤．
故答案為：BC；
②晶胞的質(zhì)量為$\frac{4×71}{{N}_{A}}$g，甲的密度為a g•cm^-3，則晶胞的體積是$\frac{\frac{4×71}{{N}_{A}}g}{ag/c{m}^{3}}$=$\frac{284}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{284}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，注意利用均攤法進(jìn)行晶胞的計(jì)算．