Question

【题目】M、Q、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素。M原子核外电子有6种运动状态，R和X同主族。Z、W是第四周期过渡元素，Z2+的外围电子数是W+的外围电子数的一半，W+没有未成对电子。请回答下列问题：

(1)W+的外围电子排布图为__________。

(2)M、Q和R第一电离能由小到大的顺序是________(用元素符号表示）。

(3)Q的气态氢化物极易溶于R的常见氢化物，其原因有__________________。该浓液显碱性，请用结构表示出两者的主要结合方式_________。

(4)在上述元素形成的微粒中，和MR2互为等电子体的有________(分子和离子各写一种)，Q与Y形成的QY3分子的空间构型是__________。

(5)MR2晶体和W晶体的晶胞如图表示（●表示一个MR2分子或一个W原子）。

①在MR2晶体中，最近的分子间距为a㎝，则晶体密度为____g/㎝3(阿伏加德罗常数的值用NA表示，不必计算结果)。

②W晶体中A、B、C、D围成正四面体空隙，该晶胞中正四面体空隙的数目为_____。某种Z的硫化物晶体中S2-以W晶体中W原子的方式堆积，Z2+填充在正四面体空隙中，则Z2+的填充率(填充Z2+的正四面体空隙数和正四面体空隙总数之比)为_______。

Answer 1

【答案】 3d C<O<N NH3与H2O分子间可形成氢键；NH3为极性分子，根据相似相溶原理易溶于极性溶剂水中；NH3与水反应，产物易溶于水 N2O，SCN- 三角锥形 8 50%

【解析】M原子核外电子有6种运动状态，说明X核外有6个电子，即M为C，W＋没有未成对电子，W属于第四周期的过渡元素，因此W为Cu，Z2＋的外围电子数是Cu＋的外围电子数的一半，即Z的外围电子排布式为3d54s2，即Z为Mn，R和X为同主族，X和Y为第三周期，Q与R为第二周期，因此Q为N、R为O、X为S、Y为Cl，（1）考查电子排布图和外围电子的含义，外围电子对过渡元素来说，指的是最外层电子和次外层上的d能级，因此Cu＋的外围电子排布图是3d ；（2）考查第一电离能的规律，同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能的大小顺序是C<O<N；（3）考查氢化物的溶解性，Q的氢化物是NH3，R的氢化物是H2O，NH3易溶于水，是因为NH3与水形成分子间氢键，NH3是极性分子，H2O也是极性分子，利用“相似相溶”的原理； NH3中的N与H2O中的H形成分子间氢键，以电离出OH－，其结构是；（4）考查等电子体的判断，与CO2互为等电子体的是N2O、SCN－等；构成的化学式NCl3，中心原子N有3个σ键，孤电子对数为(5－3)/2=1，杂化类型为sp3，空间构型为三角锥形；（5）考查晶胞的计算，①根据晶胞的结构，CO2最近的距离是面对角线的1/2，即晶胞的边长为acm，晶胞的体积为（a）3cm3，根据晶胞结构，一个晶胞中含有CO2的个数为8×1/8＋6×1/2=4，则晶胞的质量为4×44/NAg，根据密度的定义，密度为4×44/[NA×（a）3]g/cm3= g/cm3；②根据晶胞的结构，一个顶点形成一个正四面体形，共有8个顶点，形成8个正四面体形；S2－的化合价－2价，Mn的化合价为＋2价，则化学式为MnS，S2－占据Cu的位置，晶胞中S2－的个数为4，则Mn2＋的个数为4，即填充到4个正四面体形中，晶胞中共有8个正四面体形，即填充率为4/8×100%=50%。