Question

【题目】X、Y、Z、R、W均为元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X2-和Y+有相同的核外电子排布；Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质。回答下列问题（相关问题均用元素符号或化学式表示）：

(1)R的基态原子的核外电子排布式是_____________________。

(2)Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是_______________。

(3)X与Z中电负性较大的是_________；Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X单质的制取，此酸根离子的空间构型是__________，此离子中含有的化学键类型是__________；X—Z—X的键角______109°28'（填“>”“<”或“=”）

(4)X与Y形成的化合物Y2X的晶胞如图。其中X离子的配位数为_______，以距离一个X离子最近的所有Y离子为顶点构成的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是____________。

(5)已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为_________g/cm3。（列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数的数值为NA）

Answer 1

【答案】[Ar]3d54s1HF分子间形成氢键，HCl分子间不存在氢键O三角锥形共价键<8正方体MgO

【解析】

X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X2-和Y+有相同的核外电子排布，则X在Y上一周期，且X位于第VIA族、Y位于第IA族；Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低，则Z氢化物中不含氢键，其上一周期同一主族元素氢化物有氢键；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多，则R为Cr元素；X位于第二周期，为O元素；Y、Z位于第三周期，Y为Na元素；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质，实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，所以W为Mn元素，Z为Cl元素。

根据上述分析，X为O元素、Y为Na元素、Z为Cl元素、R为Cr元素、W为Mn元素。

(1)R为Cr元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理书写R的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，故答案为：[Ar]3d54s1；

(2)Z为Cl元素，氢化物的熔沸点与相对分子质量成正比，但含有氢键的氢化物熔沸点较高，HCl中不含氢键而HF中含有氢键，所以HF熔沸点高于HCl，故答案为：HF分子间存在氢键、HCl分子间不存在氢键；

(3)X是O、Z是Cl，X与Z中电负性较大的是O；

Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取，实验室用氯酸钾制取氧气，ClO3-中中心原子价层电子对个数=3+=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断此酸根离子的空间构型为三角锥形；此离子中含有的化学键类型是共价键；孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以其键角小于109°28′，故答案为：O；三角锥形；共价键；＜；

(4)O与Na形成的化合物Na2O，根据晶胞结构可知，黑球为钠离子(Y)，白球为氧离子(X)，则该晶胞中氧离子的配位数为8；以距离一个氧离子最近的所有钠离子为顶点构成的几何体为正方体；离子化合物中，化合物的熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，钠离子半径大于镁离子，而电荷小于镁离子，所以氧化钠熔沸点低于MgO，故答案为：8；正方体；MgO；

(5)该化合物的晶胞边长为apm，其体积=(a×10-10 cm )3，该晶胞中钠离子个数为8、氧离子个数=8×+6×=4，则该化合物的密度为=gcm-3，故答案为：。