题目内容
【题目】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素,元素W是宇宙中最丰富的元素,元素X的原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态,Y、X、Z不在同一周期,且元素Y的基态原子核外p电子比s电子多5个。
(1)Z的基态原子的核外电子排布式为____________________。
(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化剂之一,可催化异丙苯裂化生成苯和丙烯
①1 mol丙烯分子中含有键与键数目之比为__________________。
②苯分子中碳原子的杂化类型为_________________。
③Z的一种氧化物ZO5中,Z的化合价为+6,则其中过氧键的数目为______________。
(3)W、X、Y三种元素的电负性由小到大的顺序为_________________(用元素符号表示)。
(4)ZY3的熔点为1152℃,其在熔融状态下能够导电,据此可判断ZY3晶体属于____________(填晶体类型)。
(5)ZX2晶体的晶胞结构如图所示。若该化合物的相对分子质量为M,晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_________ g/cm3。
【答案】[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1 8:1 sp2杂化 2 H<Cl<O 离子晶体 ×1030
【解析】
W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素,元素W是宇宙中最丰富的元素,W为H;元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍,X具有2个电子层,符合电子排布规律,核外电子排布为2、6,则X为O;元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态,Z为Cr;Y、X、Z不在同一周期,且Y原子核外p电子比s电子多5个,Y位于第三周期,3p上有5个电子,则Y为Cl,以此来解答。
根据题给信息推断,W为H,X为O,Y为Cl,Z为Cr元素。
(1)Cr是24号元素,根据构造原理,可知Cr的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1;
(2)①丙烯结构简式为CH2=CH-CH3,分子中的单键都是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,所以1个丙烯分子中含有8个σ键,1个π键,1 mol丙烯分子中含有σ键与π键数目之比为8:1;
②苯分子结构简式为:,分子式是C6H6,分子中每个碳原子形成3个σ键,不含孤电子对,故苯分子中碳原子的杂化类型为sp2杂化;
③Z的一种氧化物ZO5(CrO5)中,设过氧键的数目为x,则-2价氧原子的个数是5-2x,Cr的化合价为+6,则根据化合物中正负化合价代数和为0可知,2x+(5-2x)×2=6,解得x=2,则过氧键的数目为2;
(3)W为H,X为O,Y为Cl,元素的非金属性O>Cl>H,元素的非金属性越强,其电负性越大,则W、X、Y三种元素的电负性由小到大的顺序为H<Cl<O;
(4)ZY3的熔点为1152℃,其在熔融状态下能够导电,据此可判断ZY3晶体属于离子晶体;
(5)该晶胞为CrO2,由图可知Cr位于晶胞顶点和体心内,O原子位于面上和体内,该晶胞中含有Cr原子数为1+8×=2,含有O原子数为4×+2=4,一个晶胞中含有2个Cr,4个O原子,含有2个CrO2,若该化合物的相对分子质量为M,则晶体密度ρ=g/cm3=×1030 g/cm3。
【题目】相同温度、相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g) △H=﹣Q KJ/mol,起始时充入气体的物质的量及平衡时体系能量变化数据如表,下列说法正确的是( )
X | Y | W | Z | 反应体系能量变化 | |
甲 | 2mol | 1mol | 放出a kJ/mol | ||
乙 | 1mol | 1mol | 放出b kJ/mol | ||
丙 | 2mol | 2mol | 放出c kJ/mol | ||
丁 | 3mol | 2mol | 吸收d kJ/mol |
A.X的转化率为:甲<乙<丙
B.c+d<Q
C.平衡时,甲容器中的反应速率比丁容器中的慢
D.平衡时丙容器中Z的物质的量浓度最大