Question

15．W、X、Y、Z为元素周期表中前四周期原子序数依次增大的元素．W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3，X²⁺与W^3-具有相同的电子层结构；W与X的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数；Z元素位于元素周期表的第6列．
请回答：
（1）Z的基态原子的价电子排布式为：3d⁵4s¹．
（2）WY₃分子的立体构型为：三角锥形．
（3）W的简单氢化物分子中，原子间形成σ键时，发生重叠的原子轨道分别为sp³杂化轨道和s轨道（填轨道名称）．
（4）比较Y的含氧酸酸性：HYO₂＞HYO（填“＞”或“＜”）．
（5）离子型氢化物XH₂的晶胞如图所示，其中阴离子的配位数为3．
（6）强酸条件下，Z₂O₇^2-离子能与乙醇反应生成Z³⁺离子，该反应的离子方程式为：2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z为元素周期表中前四周期原子序数依次增大的元素，W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3，则W为N元素；
X²⁺与W^3-具有相同的电子层结构，这两种离子核外有10个电子，则X为Mg元素；
Z元素位于元素周期表的第6列，则Z为Cr元素；
Y原子序数小于24，W与X的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数，则Y为Cl元素；
（1）Z为Cr元素，Z的基态原子的价电子为3d、4s电子，根据构造原理书写基态Cr原子价电子排布式；
（2）NCl₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的立体构型；
（3）W的简单氢化物为NH₃，氨气分子中，原子间形成σ键时，发生重叠的原子轨道分别为sp³杂化轨道和s轨道；
（4）同一种元素的含氧酸中，含有非羟基氧原子个数越多，其酸性越强；
（5）离子型氢化物MgH₂的晶胞中，其中阴离子的配位数为3；
（6）强酸条件下，Cr₂O₇^2-能与乙醇反应生成Cr³⁺离子，乙醇被氧化生成乙酸，根据反应物和生成物书写该反应的离子方程式．

解答 解：W、X、Y、Z为元素周期表中前四周期原子序数依次增大的元素，W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3，则W为N元素；
X²⁺与W^3-具有相同的电子层结构，这两种离子核外有10个电子，则X为Mg元素；
Z元素位于元素周期表的第6列，则Z为Cr元素；
Y原子序数小于24，W与X的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数，则Y为Cl元素；
（1）Z为Cr元素，Z的基态原子的价电子为3d、4s电子，Cr原子3d、4s能级上电子数分别是5、1，根据构造原理书写基态Cr原子价电子排布式为3d⁵4s¹，
故答案为：3d⁵4s¹；
（2）NCl₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的立体构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；
（3）W的简单氢化物为NH₃，氨气分子中，原子间形成σ键时，发生重叠的原子轨道分别为sp³杂化轨道和s轨道，故答案为：sp³杂化轨道和s轨道；
（4）同一种元素的含氧酸中，含有非羟基氧原子个数越多，其酸性越强，HYO₂ 中非羟基O原子个数是1、HYO中没有非羟基氧原子，所以酸性HYO₂＞HYO，故答案为：＞；
（5）离子型氢化物MgH₂的晶胞中，每个氢离子连接晶胞中体心上的镁离子和一个顶点上的镁离子，共3个镁离子，所以阴离子的配位数为3，故答案为：3；
（6）强酸条件下，Cr₂O₇^2-能与乙醇反应生成Cr³⁺离子，乙醇被氧化生成乙酸，根据反应物和生成物书写该反应的离子方程式为2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O，
故答案为：2Cr₂O₇^2-+3C₂H₅OH+16H⁺═4Cr³⁺+3CH₃COOH+11H₂O．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、氧化还原反应、原子杂化、微粒空间构型判断等知识点，明确物质结构、基本原理、原子结构是解本题关键，侧重考查学生分析判断、计算及空间想象能力，易错点是判断阴离子配位数．