题目内容
【题目】选修3——物质结构与性质
已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素,相关信息如下:
X元素是宇宙中最丰富的元素 |
Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1 |
Z元素被誉为“太空金属”,也有“生物金属”之称,其基态原子次外层有2个未成对电子 |
R元素在元素周期表的第十一列 |
Q元素在周期表里与R元素在同一个分区 |
请回答下列问题:
(1)YX3中心原子的杂化轨道类型是 ,离子化合物YX5的电子式是 。
(2)CO与Y2属于等电子体,1 个CO分子中含有的π键数目是 个。
(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物A(A可看做一种含氧酸盐),A晶体的晶胞为正方体(如图1)。
①制备A的化学反应方程式是 ;
②在A晶体中,Z的配位数为 ;
(4)R2+离子的外围电子层电子排布式为 。R2O的熔点比R2S的 (填“高”或“低”)。
(5)Q元素和硫(S)元素能够形成化合物B,B晶体的晶胞为正方体(如图2),若晶胞棱长为5.4×10-8cm,则晶胞密度为 gcm﹣3(列式并计算)。
【答案】(1)sp3;;(2)2;
(3)①;TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑;②6;(4)3d9;高;
(5)=4.1;
【解析】试题分析:已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素,X元素是宇宙中最丰富的元素,则X为H元素;Y元素原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1,原子核外电子排布为1s22s22p3,则Y为N元素;Z元素被誉为“太空金属”,也有“生物金属”之称,其基态原子次外层有2个未成对电子,则Z为Ti元素;R元素在元素周期表的第十一列,属于第IB族,在第四周期,所以R为Cu;Q元素在周期表里与R元素在同一个分区,则Q为Zn元素。
(1)NH3中N原子形成3个键,含有1对孤电子对,杂化轨道数目为4,N原子杂化类型为sp3,NH5属于离子化合物,由铵根离子与氢负离子构成,电子式为;故答案为:sp3;
;
(2)CO与N2互为等电子体,二者结构相似,所以CO分子结构式为C≡O,则1 个CO分子中含有的π键数目是2,故答案为:2;
(3)①可知晶胞中Ba原子数目为1,O原子数目为12×=3、Ti原子数目为8×
=,故A为BaTiO3,反应还生成二氧化碳,反应方程式为:TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑,故答案为:TiO2+BaCO3═BaTiO3+CO2↑;
②由BaTiO3晶胞可知,每个Ti4+周围有6个O2-,所以Ti4+的氧配位数为为6,故答案为:6;
③在BaTiO3晶体中,若将Ti4+置于立方体的体心,Ba2+置于立方体的顶点,则O2-只能处于立方体的面心,故答案为:面心;
(4)R为Cu,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Cu2+离子的外围电子层电子排布式为3d9;离子电荷相同,氧离子半径小于硫离子半径,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高;故答案为:3d9;高;
(5)晶胞中S原子数目为8×+6×
=4,Zn原子位于晶胞内部,共4个,则晶胞质量为4×(65+32)g/mol÷6.02×1023mol-1),晶胞的体积为(540.0×10-10cm)3,则密度为ρ=
=4.1gcm-3;故答案为:
=4.1。
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