Question

【選考-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36號(hào)的元素，其中X、W同周期，Q、W同主族，已知：
①電負(fù)性Q＞W(wǎng)；X、Y原子的價(jià)層電子構(gòu)型為nS¹，其電離能數(shù)據(jù)如下：

	X	Y
第一電離能（KJ/mol）	495.8	418.8

②X、Y、Z可與W形成XW、YW、ZW化合物，YW中陽離子與陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，ZW中陽離子的最外層3d軌道無單電子．
回答下列問題：
（1）寫出Q元素原子的軌道表示式為

 

．
（2）比較XW、YW的熔點(diǎn)高低并說明理由．

 

．
（3）寫出Z的價(jià)層電子排布式

 

；灼燒化合物ZW₂火焰發(fā)出綠色的光，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光原因

 

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

 

個(gè)；ZW晶體的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積是

 

（只要求列出計(jì)算式）．
（5）Q的氣態(tài)氫化物在25℃、80℃及90℃（均在常壓下），測(cè)得其摩爾質(zhì)量分別為58.0g/mol、20.6g/mol、20.0g/mol．在不同溫度下摩爾質(zhì)量不同的可能原因

 

．

Answer 1

分析：Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36號(hào)的元素，處于前四周期，其中X、W同周期，Q、W同主族：
①Q(mào)、W同主族，電負(fù)性Q＞W(wǎng)，W原子序數(shù)較大，X、Y原子的價(jià)層電子構(gòu)型為nS¹，處于ⅠA族，X的電負(fù)性較大，則X的原子序數(shù)較小，由于X、W同周期，可知Q處于第二周期，X、W處于第三周期，Y處于第四周期，故X為Na、Y為K；
②X、Y、Z可與W形成XW、YW、ZW化合物，則W表現(xiàn)-1價(jià)，YW中陽離子與陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則W為Cl、故Q為F元素，化合物ZW中Z表現(xiàn)+1價(jià)，ZW中陽離子的最外層3d軌道無單電子，則Z⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故Z原子核外電子數(shù)為29，則Z為Cu．

解答：解：Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36號(hào)的元素，處于前四周期，其中X、W同周期，Q、W同主族：
①Q(mào)、W同主族，電負(fù)性Q＞W(wǎng)，W原子序數(shù)較大，X、Y原子的價(jià)層電子構(gòu)型為nS¹，處于ⅠA族，X的電負(fù)性較大，則X的原子序數(shù)較小，由于X、W同周期，可知Q處于第二周期，X、W處于第三周期，Y處于第四周期，故X為Na、Y為K；
②X、Y、Z可與W形成XW、YW、ZW化合物，則W表現(xiàn)-1價(jià)，YW中陽離子與陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則W為Cl、故Q為F元素，化合物ZW中Z表現(xiàn)+1價(jià)，ZW中陽離子的最外層3d軌道無單電子，則Z⁺離子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故Z原子核外電子數(shù)為29，則Z為Cu，
（1）Q為F元素，原子核外電子數(shù)為9，原子的軌道表示式為，
故答案為：；
（2）NaCl、KCl都屬于離子晶體，Na⁺離子半徑小于K⁺離子半徑，NaCl的晶格能大于KCl晶格能，故NaCl的熔點(diǎn)較高，
故答案為：熔點(diǎn)NaCl＞KCl，原因是：Na⁺離子半徑小于K⁺離子半徑，NaCl的晶格能大于KCl晶格能；
（3）Z為Cu元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，價(jià)層電子排布式為3d¹⁰4s¹；灼燒化合物CuCl₂火焰發(fā)出綠色的光，燃燒時(shí)，銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量（光能）而發(fā)光，
故答案為：3d¹⁰4s¹；燃燒時(shí)，銅離子中的基態(tài)電子獲得能量，從內(nèi)層軌道躍遷到外層另一軌道，躍遷到新軌道的電子處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，它隨即會(huì)跳回到原軌道，并向外界釋放能量（光能）而發(fā)光；
（4）由CuCl的晶胞結(jié)構(gòu)可知，與Cl^-離子周圍最近的陽離子有4個(gè)，構(gòu)成四面體結(jié)構(gòu)；CuCl晶胞中Cu原子數(shù)目為4，Cl原子數(shù)目為4個(gè)，則晶胞的質(zhì)量為

4×99.5g?mol-1

6.02×1023mol-1

，晶體的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積=

4×99.5g?mol-1 6.02×1023mol-1

ag?cm-3

=

4×99.5g?mol-1

ag?cm-3×6.02×1023mol-1

，
故答案為：4；

4×99.5g?mol-1

ag?cm-3×6.02×1023mol-1

；
（5）Q的氣態(tài)氫化物為HF，由于HF分子之間通過氫鍵結(jié)合成（HF）_n，溫度越高氫鍵破壞程度越大，HF聚合程度越小，測(cè)量的摩爾質(zhì)量越接近HF，故不同溫度下測(cè)量HF的摩爾質(zhì)量不同，
故答案為：由于HF分子之間通過氫鍵結(jié)合成（HF）_n，溫度越高氫鍵破壞程度越大，HF聚合程度越小，測(cè)量的摩爾質(zhì)量越接近HF．

點(diǎn)評(píng)：本題與元素推斷為載體，考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、元素周期律、常用化學(xué)用語、晶體類型與性質(zhì)、晶胞計(jì)算、氫鍵、電子躍遷等，題目綜合性較大，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意結(jié)合元素位置與性質(zhì)確定元素在周期表中的相對(duì)位置進(jìn)行推斷，難度較大，為易錯(cuò)題目．