Question

（13分）X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY₂是红棕色气体；X与氢元素可形成XH₃；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R^2＋离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_____。
（2）XY₂^－离子的立体构型是_______；R^2＋的水合离子中，提供孤电子对的是原子是______。
（3）Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是___________。

（4）将R单质的粉末加入XH₃的浓溶液中，通入Y₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是____________。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁴；Cl （2）V形；O （3）2:1
（4）2Cu＋8NH₃·H₂O＋O₂=2[Cu(NH₃)₄]^2＋＋4OH^－＋6H₂O

试题分析：X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY₂是红棕色气体，该气体是NO₂，则X是氮元素，Y是氧元素；X与氢元素可形成XH₃，该气体是氨气；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则该元素的原子序数是2＋8＋2＝12，即为镁元素；R^2＋离子的3d轨道中有9个电子，因此R的原子序数是18＋9＋2=29，即为铜元素。
（1）氧元素的原子序数是8，则根据核外电子排布规律可知，氧元素基态原子的电子排布式是1s²2s²2p⁴；同周期自左向右元素的第一电离能逐渐增大，镁是第三周期，则所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。
（2）根据价层电子对互斥理论可知，NO₂^－离子中心原子氮原子含有的孤对电子对数＝ ＝1，即氮原子的价层电子对数是3，由于含有一对孤对电子，因此其离子的立体构型是V形；铜离子含有空轨道，而水分子中的氧原子含有孤对电子，因此在Cu^2＋的水合离子中，提供孤电子对的是原子是O原子。
（3）根据晶胞结构可知，阳离子在8个顶点和体心处各一个，则根据均摊法可知，阳离子个数＝1＋8× ＝2个。阴离子在上下面各2个，晶胞内部2个，则阴离子个数＝4×＋2＝4个，因此晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是4:2＝2:1。
（4）将R单质的粉末加入氨气的浓溶液中，通入氧气，充分反应后溶液呈深蓝色，这说明在反应中铜被氧化氧化为铜离子与氨气结合形成配位键，则该反应的离子方程式是2Cu＋8NH₃·H₂O＋O₂=2[Cu(NH₃)₄]^2＋＋4OH^－＋6H₂O。