Question

【选考-物质结构与性质】
Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36号的元素，其中X、W同周期，Q、W同主族，已知：
①电负性Q＞W；X、Y原子的价层电子构型为nS¹，其电离能数据如下：

	X	Y
第一电离能（KJ/mol）	495.8	418.8

②X、Y、Z可与W形成XW、YW、ZW化合物，YW中阳离子与阴离子电子层结构相同，ZW中阳离子的最外层3d轨道无单电子．
回答下列问题：
（1）写出Q元素原子的轨道表示式为

 

．
（2）比较XW、YW的熔点高低并说明理由．

 

．
（3）写出Z的价层电子排布式

 

；灼烧化合物ZW₂火焰发出绿色的光，请用原子结构的知识解释发光原因

 

．
（4）ZW的晶胞结构如图所示，阴离子周围最近的阳离子有

 

个；ZW晶体的密度为a g?cm^-3，则晶胞的体积是

 

（只要求列出计算式）．
（5）Q的气态氢化物在25℃、80℃及90℃（均在常压下），测得其摩尔质量分别为58.0g/mol、20.6g/mol、20.0g/mol．在不同温度下摩尔质量不同的可能原因

 

．

Answer 1

分析：Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36号的元素，处于前四周期，其中X、W同周期，Q、W同主族：
①Q、W同主族，电负性Q＞W，W原子序数较大，X、Y原子的价层电子构型为nS¹，处于ⅠA族，X的电负性较大，则X的原子序数较小，由于X、W同周期，可知Q处于第二周期，X、W处于第三周期，Y处于第四周期，故X为Na、Y为K；
②X、Y、Z可与W形成XW、YW、ZW化合物，则W表现-1价，YW中阳离子与阴离子电子层结构相同，则W为Cl、故Q为F元素，化合物ZW中Z表现+1价，ZW中阳离子的最外层3d轨道无单电子，则Z⁺离子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故Z原子核外电子数为29，则Z为Cu．

解答：解：Q、X、W、Y、Z都是元素周期表中前36号的元素，处于前四周期，其中X、W同周期，Q、W同主族：
①Q、W同主族，电负性Q＞W，W原子序数较大，X、Y原子的价层电子构型为nS¹，处于ⅠA族，X的电负性较大，则X的原子序数较小，由于X、W同周期，可知Q处于第二周期，X、W处于第三周期，Y处于第四周期，故X为Na、Y为K；
②X、Y、Z可与W形成XW、YW、ZW化合物，则W表现-1价，YW中阳离子与阴离子电子层结构相同，则W为Cl、故Q为F元素，化合物ZW中Z表现+1价，ZW中阳离子的最外层3d轨道无单电子，则Z⁺离子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故Z原子核外电子数为29，则Z为Cu，
（1）Q为F元素，原子核外电子数为9，原子的轨道表示式为，
故答案为：；
（2）NaCl、KCl都属于离子晶体，Na⁺离子半径小于K⁺离子半径，NaCl的晶格能大于KCl晶格能，故NaCl的熔点较高，
故答案为：熔点NaCl＞KCl，原因是：Na⁺离子半径小于K⁺离子半径，NaCl的晶格能大于KCl晶格能；
（3）Z为Cu元素，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，价层电子排布式为3d¹⁰4s¹；灼烧化合物CuCl₂火焰发出绿色的光，燃烧时，铜离子中的基态电子获得能量，从内层轨道跃迁到外层另一轨道，跃迁到新轨道的电子处于一种不稳定状态，它随即会跳回到原轨道，并向外界释放能量（光能）而发光，
故答案为：3d¹⁰4s¹；燃烧时，铜离子中的基态电子获得能量，从内层轨道跃迁到外层另一轨道，跃迁到新轨道的电子处于一种不稳定状态，它随即会跳回到原轨道，并向外界释放能量（光能）而发光；
（4）由CuCl的晶胞结构可知，与Cl^-离子周围最近的阳离子有4个，构成四面体结构；CuCl晶胞中Cu原子数目为4，Cl原子数目为4个，则晶胞的质量为

4×99.5g?mol-1

6.02×1023mol-1

，晶体的密度为a g?cm^-3，则晶胞的体积=

4×99.5g?mol-1 6.02×1023mol-1

ag?cm-3

=

4×99.5g?mol-1

ag?cm-3×6.02×1023mol-1

，
故答案为：4；

4×99.5g?mol-1

ag?cm-3×6.02×1023mol-1

；
（5）Q的气态氢化物为HF，由于HF分子之间通过氢键结合成（HF）_n，温度越高氢键破坏程度越大，HF聚合程度越小，测量的摩尔质量越接近HF，故不同温度下测量HF的摩尔质量不同，
故答案为：由于HF分子之间通过氢键结合成（HF）_n，温度越高氢键破坏程度越大，HF聚合程度越小，测量的摩尔质量越接近HF．

点评：本题与元素推断为载体，考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、元素周期律、常用化学用语、晶体类型与性质、晶胞计算、氢键、电子跃迁等，题目综合性较大，推断元素是解题的关键，注意结合元素位置与性质确定元素在周期表中的相对位置进行推断，难度较大，为易错题目．