Question

【题目】原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。回答下列问题：

(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为____， Y2X2分子中σ键和π键个数比为_______ 。

(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_____。

(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_______。

(4)元素W能形成多种配合物，如：W(CO)5等。

①基态W3+的M层电子排布式为______。

②W(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断W(CO)x晶体属于________（填晶体类型）。

(5)下列有关的说法正确的是________________。

A.分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高

B.电负性顺序：X＜Y＜Z＜Q

C.因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低

D.H2YO3的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸

(6)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为_____。已知该晶胞密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=_____cm。（用含ρ、NA的计算式表示）

Answer 1

【答案】sp 3：2 氨分子间形成氢键，作用力大 N2O 3s23p63d5 分子晶体 BC 立方体结构

【解析】

原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素，其中X是原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，原子序数大于碳，核外电子排布式为1s22s22p4，则Q为O元素；Z的原子序数介于碳、氧之间，则Z为N元素；W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子，外围电子排布为3d64s2，则W为Fe元素，据此解答。

根据上述分析可知：X是H元素；Y是C元素；Z是N元素；Q是O元素；W是Fe元素。

(1)Y2X2分子是C2H2，结构式为HC≡CH，分子中C原子轨道的杂化类型为sp杂化，单键为σ键，三键含有1个σ键、2个π键，则HC≡CH分子中σ键和π键个数比为3：2；

(2)化合物ZX3是NH3，在氨分子之间除了存在分子间作用力外还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其的沸点比只有分子间作用力的化合物CH4的高；

(3)等电子体是原子数相同，原子最外层电子数也相同的微粒。元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，它们是CO2与N2O，则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O；

(4)①Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+，基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5；

②Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，由于其熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，所以据此可判断Fe(CO)5晶体属于分子晶体，在任何化合物中所有元素正负化合价的代数和为0，因此该晶体中W的化合价为0；

(5)A.分子晶体中，共价键键能越大，含有该共价键的物质的分子稳定性越强，而分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关，只与分子之间的作用力作用，因此不能判断物质的熔沸点的高低，A错误；

B.元素的非金属性越强，其电负性就越大，元素的非金属性H＜C＜N＜O，所以电负性顺序：X＜Y＜Z＜Q，故B正确；

C.KCl、CaO均属于离子晶体，离子电荷越大、离子半径越小，晶格能越大，因为晶格能CaO比KCl高，断裂消耗的能量就越大，所以KCl比CaO熔点低，C正确；

D.H2CO3为弱酸，D错误。

故合理选项是BC；

(6)晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为8×+6×=4，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，氧离子周围有8个钠离子，形成立方体结构；根据均摊法计算晶胞中Na+个数、O2-个数，在一个晶胞中含Na+个数是8；含有O2-个数是4，所以一个晶胞的质量为4×g，该晶胞密度为ρg/cm3，晶胞的边长是acm，则=ρg/cm3，整理可得a=cm。