Question

6．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素．M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满．请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s¹，X和Y中电负性较大的是Cl（填元素符号）．
（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是H₂O分子能形成氢键，而H₂S不能形成氢键．
（3）X与M形成的XM₃分子的空间构型是平面三角形．
（4）M和R所形成的一种离子化合物R₂M晶体的晶胞如图所示，则图中大球代表的离子是O^2-（填离子符号）．
（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄
（6）若晶胞的棱长为a cm，则R₂M晶体的密度为=$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$g•cm^-3．

Answer 1

分析 M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素．M基态原子L层中p轨道电子数是s电子数的2倍，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故M为O元素；由原子序数可知R、X、Y均处于第三周期，R是同周期元素中最活泼的金属元素，则R为Na；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，则X为S元素，可知Y为Cl；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，外围电子排布式为3d⁵4s¹，处于VIB族，故Z为Cr，由此分析解答．

解答 解：M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素．M基态原子L层中p轨道电子数是s电子数的2倍，核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故M为O元素；由原子序数可知R、X、Y均处于第三周期，R是同周期元素中最活泼的金属元素，则R为Na；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，则X为S元素，可知Y为Cl；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，外围电子排布式为3d⁵4s¹，处于VIB族，故Z为Cr．
（1）R为Na，基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁶3s¹，同周期自左而右电负性增大，故Cl元素电负性大于S的，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s¹；Cl；
（2）H₂O分子能形成氢键，使水的沸点升高，而H₂S不能形成氢键，故硫化氢的沸点低于水的，
故答案为：H₂O分子能形成氢键，而H₂S不能形成氢键；
（3）X与M形成的SO₃分子中S原子孤电子对数=$\frac{6-2×3}{2}$=0，价层电子对数为3+0=3，故其空间构型为平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（4）M和R所形成的一种离子化合物为Na₂O，晶胞中小球数目为8，大球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，小球与大球数目之比为2：1，故图中大球代表的离子是O^2-，
故答案为：O^2-；
（5）Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）为K₂Cr₂O₇，与氧元素的氢化物发生氧化还原反应，该氢化物为H₂O₂，在稀硫酸中，Cr元素被还原为+3价，H₂O₂被氧化生成氧气，反应方程式为：3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄，
故答案为：3H₂O₂+K₂Cr₂O₇+4H₂SO₄=Cr₂（SO₄）₃+3O₂↑+7H₂O+K₂SO₄；
（6）M和R所形成的一种离子化合物为Na₂O，晶胞中小球数目为8，大球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，小球与大球数目之比为2：1，故图中大球代表的离子是O^2-，
晶胞的质量为4×$\frac{62}{{N}_{A}}$g，该晶体的密度为a g/cm³，若晶胞的棱长为a cm，则晶胞的体积=a³cm³，所以密度为：$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$g/m³，故答案为：$\frac{248}{{{N}_{A}×a}^{3}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、氢键、空间构型、晶胞计算、氧化还原反应等，注意氢键对物质性质的影响，掌握均摊法进行晶胞有关计算．