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【题目】【化学—选修3：物质结构与性质】X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，I的原子序数是W的两倍，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态．请回答下列问题：
（1）Q+核外电子排布式为___________，Y的电子排布图为_________
（2）化合物ZX3中Z原子的杂化方式为___________，ZW2- 离子的立体构型是___________；
（3）①Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是___________(填化学式)，原因是___________；
②W与I的简单氢化物中W的熔沸点更高，原因是__________________
（4）向Q元素的硫酸盐溶液中通入足量ZX3，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为 _；
（5）Y有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为___________，Y原子的配位数为___________，若晶胞的边长为a pm，晶体的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d10；
（2）sp3；(1分)V形；(1分)
（3）①SiO2；(1分)SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；(2分)
②水分子间用氢键，(2分)
（4）Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+或Cu2++4NH3.H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O(2分)
（5）8(1分)；4(1分)；
(2分)
【解析】试题分析：X、Y、Z、W、R、I、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，则X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，核外电子排布为1s22s22p2，故Y为C元素；R与Y同一主族，结合原子序数可知，R为Si，而Z原子单电子数在同周期元素中最多，则外围电子排布为ns2np3，原子序数小于Si，故Z为N元素；W与Z同周期，第一电离能比Z的低，则W为O元素，I的原子序数是W的两倍，可知I为S元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，不可能为短周期元素，原子序数小于30，故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，则Q为Cu元素；
（1）Cu+核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10；碳原子的电子排布式为
；
（2）NH3中N原子的杂化轨道形式为sp3，NO2-离子中N原子孤电子对数为
=1、价层电子对数为2+1=3，其立体构型是V形；
（3）①Y、R的最高价氧化物分别为二氧化碳、二氧化硅，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，故沸点较高的是SiO2；②O与S的简单氢化物中H2O的熔沸点更高，原因是水分子间存在氢键；
（4）将Cu单质的粉末加入到NH3的浓溶液中，并通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，反应生成[Cu(NH3)4]2+，该反应的离子方程式为：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-；
（5）碳有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为：4+8×1/8+6×1/2=8；每个Y与周围的4个Y原子相邻，故Y原子的配位数为4；若晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为(a×10-10)3cm3，晶体的密度为ρ g/cm3，则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρ g/cm3=ρa3×10-30ρ g，则8×12/NAg=ρa3×10-30ρg，故NA=。
