Question

【化学--选修3物质结构与性质】
X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种；R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族．
（l）X的一种核素用于鉴定文物年代，该核素的符号为

 

．
（2）X、Y、Z、W四种元素第一电离能由大到小的顺序为

 

（用元素符号表示）．
（3）用氢键表示式写出W的气态氢化物水溶液中不同种分子间存在的氢键

 

．
（4）Y的一种氢化物分子中共有18个电子，该分子中存在的共价键类型有

 

（填选项字母）．
A．非极性键 B．极性键C．S-SO^- 键D．S-PO^-键E．p-p键 F．s-sP³O^-键 G．SP³-sP³O^-键H．SP³-3P³π键
（5）R的基态原子的价层电子排布式为

 

，R元素位于周期表的

 

区．
（6）R单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如图所示．图A中原子堆积方式为

 

，A、B中实际含有的R原子个数之比

 

．A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，X的一种核素用于鉴定文物年代，X为C，则Y为N，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种，即核外有8个电子，Z为O，W为F，R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族，即R为第ⅤⅢ族元素，为Fe．
（1）X的一种核素用于鉴定文物年代，为质量数14的C原子；
（2）同周期，从左向右第一电离能增大，但N原子最外层p电子半满为稳定结构；
（3）F、O的电负性强，W的气态氢化物水溶液中存在氢键；
（4）Y的一种氢化物分子中共有18个电子，该化合物为N₂H₄，存在N-H和N=N键；
（5）R为Fe，原子序数为26，位于d区；
（6）A中原子占据体心和顶点，B中占据顶点和面心，晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比．

解答：解：（1）X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，X的一种核素用于鉴定文物年代，X为C，则Y为N，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种，即核外有8个电子，Z为O，W为F，R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族，即R为第ⅤⅢ族元素，为Fe．
（1）X的一种核素用于鉴定文物年代，为质量数14的C原子，该原子为

14 6

C，故答案为：

14 6

C；
（2）同周期，从左向右第一电离能增大，但N原子最外层p电子半满为稳定结构，第一电离能由大到小的顺序为F、N、O、C，故答案为：F、N、O、C；
（3）F、O的电负性强，W的气态氢化物水溶液中存在氢键，氢键为F-H…O、O-H…F，故答案为：F-H…O、O-H…F；
（4）Y的一种氢化物分子中共有18个电子，该化合物为N₂H₄，存在N-H和N=N键，存在极性键、非极性键，N₂H₄分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp³、，则F、G正确，故答案为：ABFG；
（5）R为Fe，原子序数为26，价层电子排布式为3d⁶4s²，位于d区，故答案为：3d⁶4s²；d；
（6）A中原子占据体心和顶点，为体心立方结构，原子数为1+8×

1

8

=2，B中占据顶点和面心，原子数为6×

1

2

+8×

1

8

=5，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1：2；A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，体积分别为a³cm³、b³cm³，晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比，为

2m

a3

：

4m

b3

=b³：2a³，
故答案为：体心立方；1：2；b³：2a³．

点评：本题考查位置、结构、性质关系及应用，为高考常见题型，涉及元素周期表与元素周期律的综合应用、晶胞计算，注意利用均摊法计算原子个数，体心立方配位数为8，面心立方配位数为12，注意实际原子数与配位数的差别，侧重对学生分析能力的考查，注意把握原子半径的递变规律、化合价与位置关系，题目难度中等．