Question

10．（1）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29．回答下列问题：
①Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为sp杂化，1mol Y₂X₂含有σ键的数目为3mol或3×6.02×10²³个．
②元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是N₂O．
（2）铁元素能形成多种配合物，如：Fe（CO）_x
①基态Fe³⁺的M层电子排布式为3s²3p⁶3d⁵．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=5．常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于分子晶体（填晶体类型）．
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如下图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为立方体．
（4）下列有关的说法正确的是BC．
A．第一电离能大小：S＞P＞Si            B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线形，相同条件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高．

Answer 1

分析 （1）X是元素周期表中原子半径最小的元素，则X为H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，Z的核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Z为N元素；W的原子序数为29，则W为Cu．
（2）①Fe原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺；
②Fe原子价电子数为8，CO为配体提供1对孤对电子；Fe（CO）_x晶体的熔沸点比较低，易溶于非极性溶剂，应属于分子晶体；
（3）晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，氧离子周围有8个钠离子，形成立方体结构；
（4）A．同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，P元素原子3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；
B．同周期自左而右电负性增大；
C．KCl、CaO均属于离子晶体，离子电荷越大、离子半径越小，晶格能越大，熔点越高；
D．SO₂分子中S原子孤电子对数=$\frac{6-2×2}{2}$=1，价层电子对数=2+1=3，为V形结构；
E．分子晶体中，分子间作用力越强，该分子晶体的熔沸点越高，与共价键的键能无关．

解答 解：（1）X是元素周期表中原子半径最小的元素，则X为H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，Z的核外电子排布式为1s²2s²2p³，则Z为N元素；W的原子序数为29，则W为Cu．
①Y₂X₂是为C₂H₂，碳氢原子之间形成σ键，碳碳三键中含有一个σ键，所以每个碳原子含有2个σ键，采取sp杂化，一个乙炔分子中含有3个σ键，所以1mol Y₂X₂含有σ键3mol或3×6.02×10²³个，
故答案为：sp杂化；3mol或3×6.02×10²³个；
②CO₂和N₂O的原子个数相等、价电子数相等，所以是等电子体，
故答案为：N₂O；
（2）①Fe原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，基态Fe³⁺的M层电子排布式为3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
②Fe原子价电子数为8，CO为配体提供1对孤对电子，则8+2x=18，解得x=5；Fe（CO）_x晶体的熔沸点比较低，易溶于非极性溶剂，应属于分子晶体，
故答案为：5；分子晶体；
（3）晶胞中白色球数目为8，黑色球数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则白色球为钠离子、黑色球为氧离子，氧离子周围有8个钠离子，形成立方体结构；
（4）A．同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，P元素原子3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能大小：P＞S＞Si，故A错误；
B．同周期自左而右电负性增大，电负性顺序：C＜N＜O＜F，故B正确；
C．KCl、CaO均属于离子晶体，离子电荷越大、离子半径越小，晶格能越大，晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低，故C正确；
D．SO₂分子中S原子孤电子对数=$\frac{6-2×2}{2}$=1，价层电子对数=2+1=3，为V形结构，属于极性分子，水也是极性分子，相似相溶，二氧化硫的溶解性比二氧化碳的大，故D错误；
E．分子晶体中，分子间作用力越强，该分子晶体的熔沸点越高，与共价键的键能无关，故E错误
故选：BC．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、化学键、配合物、晶胞计算、晶体类型与性质、电离能、电负性等，是对物质结构主干知识的考查，需要显示具备扎实的基础，难度中等．