Question

【题目】X、Y、Z、W、M、Q、R六种元素均位于前四周期，且原子序数依次增大。其相关信息如下：X的核外电子总数等于其电子层数；Y的最外层电子数是次外层的3倍；Z原子的价层电子排布为nsn-1npn-2；Q的外围电子排布为（n+1）d4n(n+2)sn； W、M、R最外层电子只有1个。回答下列问题：

（1）Q元素位于周期表第_____族。Q金属配合物Q（CO）n的中心原子的价电子数与配体提供的电子总数之和为18，则n=_____。M的一种重要化合物用于检查司机是否酒驾，该化合物的化学式______，如果司机酒驾检查时该物质显示的颜色变化是_____________________。

（2）关于R单质晶体的说法正确的是______________。

①晶体中的化学键具有方向性和饱和性

②晶体中不存在阴阳离子间的相互作用

③晶体导电是因为在外加电场作用下产生自由电子

④单质具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光

⑤晶体中原子的堆积方式为‥ABCABC‥型。

（3）离子化合物中阴阳离子半径之比是决定晶体构型的重要因素之一，配位数与离子半径之比存在如下关系：

已知，在QY中Q离子的半径为70pm，Y离子的半径为140pm，分析以上信息，可以推导出该晶体结构与常见_______晶体（填写化学式）阴阳离子的配位数相同。与阴（阳）离子配位的这几个阳（阴）离子，在空间构成的立体形状为_______________。

（4）W的原子半径为r，其晶体的空间利用率______________（用含r的表达式表示）。

（5）已知SiH4在碱的催化作用下，剧烈发生水解，反应方程式为：SiH4 +（n+2）H2O= SiO2.nH2O + 4H2，已知每1mol SiH4水解反应中转移4mol电子，则C，H，Si三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。

（6）X射线衍射测定发现，I3AsF6中存在I3+离子，I3+离子的几何结构为______，中心原子的杂化方式为_____

（7）已知金刚石中碳原子的连接方式如下图，则12g金刚石中含有的六元环的数目是________个。

Answer 1

【答案】 Ⅷ 4 K2Cr2O7 橙红色变为绿色 ②⑤ NaCl 正八面体 C>H>Si V形 sp3 2NA

【解析】试题分析：X的核外电子总数等于其电子层数，X是H元素；Y的最外层电子数是次外层的3倍，Y是O元素；Z原子序数大于O，Z原子的价层电子排布为nsn-1npn-2，n=3，所以Z是Al元素；Q的外围电子排布为（n+1）d4n(n+2)sn，n=2，所以Q是Ni元素；W、M、R最外层电子只有1个，W、M、R分别是K、Cr、Cu；

解析：（1）Q是Ni元素，原子序数是28，位于周期表第Ⅷ族。Q金属配合物Ni（CO）n的中心原子的价电子数与配体提供的电子总数之和为18，Ni价电子数是10,1个氧原子提供2个电子，则n=4。用K2Cr2O7检查司机是否酒驾，乙醇能把+6价铬元素还原为+3价，如果司机酒驾检查时该物质显示的颜色变化是橙红色变为绿色。（2）①铜单质是金属晶体，金属键没有方向性和饱和性，故①错误；②金属晶体中没有阴离子，所以不存在阴阳离子间的相互作用，故②正确；③晶体导电是因为在外加电场作用下自由电子发生定向移动，故③错误；④金属单质具有光泽是因为电子吸收并放出可见光，故④错误；⑤铜晶体中原子的堆积方式为‥ABCABC‥型，故⑤正确；（3）Q离子的半径为70pm，Y离子的半径为140pm，离子半径之比为0.5,可以推导出该晶体中配位数是6，结构与常见NaCl晶体阴阳离子的配位数相同。与阴（阳）离子配位的这几个阳（阴）离子，在空间构成的立体形状为正八面体。（4）金属钾是体心立方堆积，原子半径为r，则晶胞的边长是，晶胞体积是 ，根据均摊原则，1个晶胞含有钾原子数是 ，2个钾原子的体积是 ，晶体的空间利用率 。

（5）甲烷中碳是-4价、H是+1价，所以电负性C>H， SiH4在碱的催化作用下水解为SiO2.， SiH4 中Si是+4价、H是-1价，所以电负性H>Si ，则C，H，Si三种元素的电负性由大到小的顺序为C>H>Si。（6）I3+离子中，中心I原子外层6个电子，其中两个分别和两端I原子生成共价键,剩余4个电子是两对孤对电子，于是中心I原子有4对价电子对，其中两对成键电子对，两对孤对电子对， I3+离子的几何结构为V形，中心原子的杂化方式为sp3；（7）则12g金刚石中含有碳原子1mol，每个C原子被6×2＝12个六元环共用，每个六元环上有6个碳原子，所以六元环的数目是2NA个。