Question

【题目】X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，I的原子序数是W的两倍，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态．请回答下列问题：

（1）Q+核外电子排布式为___________，Y的电子排布图为_________________________

（2）化合物ZX3中Z原子的杂化方式为___________，ZW2- 离子的立体构型是___________；

（3）①Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是___________(填化学式)，原因是___________；

②W与I的简单氢化物中W的熔沸点更高，原因是______________________

（4）向Q元素的硫酸盐溶液中通入足量ZX3，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为__________________________________________________；

（5）Y有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为___________，Y原子的配位数为___________，若晶胞的边长为a pm，晶体的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10 sp3 V形 SiO2 SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体 水分子间存在氢键 Cu2+ + 4NH3= [Cu(NH3)4]2+或Cu2+ + 4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++ 4H2O 8 4

【解析】

X是所有元素中原子半径最小的，X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Y为C元素；R与Y同一主族且原子序数小于30，则R为Si元素；X、Y、Z、W、R、I、Q的原子序数依次增大，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，Z为N元素，W为O元素；I的原子序数是W的两倍，I为S元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，Q为Cu元素。

（1）根据构造原理书写电子排布式和电子排布图。

（2）用价层电子对互斥理论判断杂化方式和空间构型。

（3）①Y、R的最高价氧化物分别为CO2、SiO2，CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体，沸点：CO2<SiO2。

②W、I的简单氢化物分别为H2O、H2S，H2O的熔沸点比H2S高的原因是：H2O分子间存在氢键，H2S分子间不存在氢键。

（4）向CuSO4溶液中通入足量NH3，生成的深蓝色离子为[Cu（NH3）4]2+。

（5）用“均摊法”确定晶胞中原子数。由晶胞可看出配位数为4。根据晶体的密度计算1mol晶体的体积，晶胞边长计算晶胞体积，结合晶胞中原子数计算阿伏加德罗常数。

X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Y为C元素；R与Y同一主族且原子序数小于30，则R为Si元素；X、Y、Z、W、R、I、Q的原子序数依次增大，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，Z为N元素，W为O元素；I的原子序数是W的两倍，I为S元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，Q为Cu元素。

（1）Q为Cu，Cu原子核外有29个电子，根据构造原理，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；Y为C，基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，电子排布图为。

（2）化合物ZX3为NH3，中心原子N的价层电子对数为×（5-3×1）+3=4，N原子为sp3杂化。ZW2-为NO2-，NO2-中中心原子N上的孤电子对数为×（5+1-2×2）=1，σ键电子对数为2，N的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于N上有1对孤电子对，NO2-的立体构型为V形。

（3）①Y、R的最高价氧化物分别为CO2、SiO2，沸点较高的是SiO2，原因是：CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体，分子间作用力远小于共价键的键能，所以沸点：CO2<SiO2。

② W、I的简单氢化物分别为H2O、H2S，H2O的熔沸点比H2S高的原因是：H2O分子间存在氢键，H2S分子间不存在氢键。

（4）向CuSO4溶液中通入足量NH3，生成的深蓝色离子为[Cu（NH3）4]2+，反应的离子方程式为Cu2++4NH3=[Cu（NH3）4]2+或Cu2++4NH3·H2O=[Cu（NH3）4]2++4H2O。

（5）Y为C元素，用“均摊法”，1个晶胞中含C原子数：8×+6×+4=8个；根据晶胞，C原子周围等距离最近的C原子有4个，C原子的配位数为4；1molC的质量为12g，1mol该晶体的体积为=cm3，晶胞的边长为apm，晶胞的体积为（a×10-10cm）3=a3×10-30cm3，则阿伏加德罗常数的数值为cm3÷（a3×10-30cm3÷8）=×1030。