Question

X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题（以下问题均以推知元素符号作答）：

(1)若 YX3与X2Z﹑YX2－与ZX－﹑Y3－与Z2－性质相似，请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式                     

⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3，其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，相似的原因是                          。两个X2Z分子间的最近距离为      pm(用a和NA表示)。已知X2Y的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，X2Z分子间还存在范德华力（11 kJ/mol），则X2Z晶体中氢键的“键能”是      kJ/mol。

⑶ WZ是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素［CO(NH2)2］为原料制备。

①W2+的基态核外电子排布式为                   ，其核外电子有       种运动状态。

②尿素分子中碳原子的杂化方式为         ，1 mol尿素分子中含有的σ键数为       。

③YZ3－的空间构型              。

④WZ晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种WZ晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个W2+空缺，另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ，则x=        。

Answer 1

【知识点】判断简单分子或离子的构型；氢键；杂化方式；晶体计算

【答案解析】(1) 3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑　（2分）

(2) 水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键（2分）

 ×1010（2分）    20（1分）

  (3)①1s22s22p63s23p63d8 （2分） 26 （1分）

②sp2杂化（1分）  7NA （1分）  ③平面三角（1分）  ④0.97 （2分）

解析：首先判断Z为氧元素，Y原子序数比Z小，Y电子排布为1s22s22p3所以是氮元素，X为氢元素，W基态原子有10个价电子为1s22s22p63s23p63d84s2，为镍元素。

（1）由题意得Mg(NH2)2的分解类似氢氧化镁的分解，即3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑（2）水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键。晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，每个晶胞含有8个水分子，其晶胞的体积为，两个水分子间的最近距离为晶胞体对角线的1/4即（注意单位1cm=1010pm）。1mol水中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol，故答案为20。

（3）①Ni2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8，其核外还有26个电子，有26种运动状态。②尿素分子中碳原子形成3个σ键，其杂化方式为sp2杂化，氮原子和氢原子也是σ键，1 mol尿素分子中含有的σ键数为7NA③NO3－的空间构型平面三角④W3+的离子

数为6，说明有3个W2+空缺，即当有（6+91）W3+与W2+的离子所带的正电荷等于（6+91+3）Z2-的离子所带的负电荷，所以晶体的化学式为W0.97Z

【思路点拨】本题考查元素的推断，核外电子的排布，物质的空间构型，杂化轨道以及关于晶胞的计算。难度中等。