题目内容
【题目】【选修3：物质结构与性质】X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素，R为过渡元素。Y的最高价氧化物的水化物是强酸，Z元素基态原子中有2个未成对电子，基态W原子的价层电子排布式为nsn1npn1 ，X与W为同主族元素。基态的R原子M能层全充满，核外有且仅有1个未成对电子。请回答下列问题：
（1）基态R原子的核外价层电子排布式为____。
（2）X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____（填“元素符号”）。
（3）元素Y的简单气态氢化物的沸点____（高于，低于）元素X的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是____，元素Y的简单气态氢化物中Y原子的杂化类型为____，元素X的简单气态氢化物分子的空间构型为____。
（4）Y的气态氢化物在水中可形成氢键，其氢键最可能的形式为____（填字母序号）。
（5）分子中的大π键可用符号Π
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，X的最高价氧化物分子中的大π键应表示为____，其中σ键与π键数目之比为____。
R元素与Y元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示（黑球代表R原子），若该晶胞的边长是a cm ，则该晶体的密度为____ g·cm3（用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。
【答案】 3d104s1 N＞O＞C 高于 NH3分子间形成氢键 sp3 正四面体 B Π34 1:1 
【解析】试题分析：基态W原子的价层电子排布式为nsn1npn1，则n=3，基态W原子的价层电子排布式为3s23p2，W是Si元素；X与W为同主族元素，X是C元素；X、Y、Z、W为原子序数递增，Z元素基态原子中有2个未成对电子，Z是O元素，Y的最高价氧化物的水化物是强酸，Y是N元素；R为过渡元素，基态的R原子M能层全充满，核外有且仅有1个未成对电子，R是Cu元素。
解析：（1）基态Cu原子的核外有29个电子，价层电子排布式为3d104s1。
（2）同周期元素的第一电离能从左到右增大，但N原子2p轨道半充满，第一电离能大于O，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
（3）NH3分子间有氢键，NH3的沸点高于CH4的沸点，元素NH3中N原子价电子对数是4，N原子的杂化类型为SP3，CH4分子的空间构型为正四面体。
（4）水中H原子与NH3中N原子形成氢键，故选B。
（5）分子中的大π键可用符号Π
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，CO2分子中的大π键应表示为Π34，二氧化碳的结构是O=C=O,双键中有1个σ键和1个π键，二氧化碳中σ键与π键数目之比为1:1。
根据均摊原则，1个晶胞中Cu原子数是
、N原子数是
，所以该晶胞的化学式是Cu3N，摩尔质量是206g/mol，1个晶胞的质量是206g ÷NA，该晶胞的边长是acm ，则晶胞的体积是
，该晶体的密度为
g·cm3（用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。
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