Question

【题目】【化学---选修3：物质结构与性质】原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是半径最小的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W原子4s原子轨道上有1个电子，M能层为全充满的饱和结构。回答下列问题：

（1）W基态原子的价电子排布式____________；Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为______。

（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_____________。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是____________。Y60用做比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料，其分子结构为球形32面体，它是由60个Y原子以20个六元环和12个五元环连接而成的具有30个Y=Y键的足球状空心对称分子。则该分子中σ键和π键的个数比_____；36gY60最多可以吸收标准状况下的氢气_____L。

（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式是___________，该晶体中W的配位数为___________。它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_________。

Answer 1

【答案】（1）3d104s1 sp杂化（2）NH3分子间存在氢键（3）N2O 3:1 33.6L

（4）CuCl 4 CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])

【解析】

试题分析：原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是半径最小的元素，则X是H；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，则Y是C；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，所以Z是N；W原子4s原子轨道上有1个电子，M能层为全充满的饱和结构，则W是Cu。

（1）铜基态原子的价电子排布式3d104s1；Y2X2分子是乙炔，乙炔是直线形结构，则分子中碳原子轨道的杂化类型为sp杂化。

（2） NH3分子间存在氢键，其沸点高于甲烷。

（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，由于互为等电子体的原子数和价电子数分别均相等，则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O。C60分子构型为一个32面体，其中有12个五元环，20个六元环，每个碳周围有一个碳碳双键和两个碳碳单键，均为两个碳共用，所以每个碳实际占有的碳碳单键是1个，碳碳双键数为0.5个，而每个双键中有一个π键和σ键，而单键都是σ键，则该分子中σ键和π键的个数比；C60分子中含有的碳碳双键个数是30，一个碳碳双键需要1分子氢气加成，因此36gC60最多可以吸收标准状况下的氢气。

（4）根据晶胞结构可知晶胞中铜原子的个数是8×1/8+6×1/2=4，氯原子全部在晶胞内，共计4个，因此该氯化物的化学式是CuCl，该晶体中W的配位数为4。它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为CuCl＋2HCl＝H2CuCl3(或CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3])。