Question

【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】

已知X、Y、Z、R、Q为周期表中原子序数依次增大的前36号元素。相关信息如下：

X元素是宇宙中最丰富的元素

Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1

Z元素被誉为“太空金属”，也有“生物金属”之称，其基态原子次外层有2个未成对电子

R元素在元素周期表的第十一列

Q元素在周期表里与R元素在同一个分区

请回答下列问题：

（1）YX3中心原子的杂化轨道类型是 ，离子化合物YX5的电子式是 。

（2）CO与Y2属于等电子体，1 个CO分子中含有的π键数目是 个。

（3）工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物A（A可看做

一种含氧酸盐）。A晶体的晶胞为正方体（如右图）。

①制备A的化学反应方程式是 ；

②在A晶体中，Z的配位数为 ；

③在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的 。

（4）R2+离子的外围电子层电子排布式为 。R2O的熔点比R2S的 （填“高”或“低”）。

（5）Q元素和硫（S）元素能够形成化合物B。B晶体的晶胞为正方体（如右图），若晶胞棱长为540.0 pm，则晶胞密度为 g·cm—3（列式并计算）。

Answer 1

【答案】（1）sp3杂化，

（2）2

（3）①TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑②6 ③面心

（4）3d9高

（5）

【解析】试题分析：根据题给信息推断X为氢元素，Y为氮元素，Z为钛元素，R为铜元素，Q为锌元素。

（1）NH3分子中含有3个键，氮原子有1对孤对电子，中心原子的杂化轨道类型是sp3，离子化合物NH5的电子式是。

（2）N2的结构式为N≡N，两个成键原子间有且只有1个键，CO与N2属于等电子体，故1 个CO分子中含有的π键数目是2个。

（3）①根据A的晶胞结构利用切割法计算，1个晶胞中含钡数目为1，含钛数目为8×1/8=1，含氧数目为12×1/4=3，A的化学式为BaTiO3。TiO2和碳酸钡在熔融状态下反应生成BaTiO3和二氧化碳，化学方程式为TiO2+BaCO3＝ BaTiO3+CO2↑；②在A晶体中，Ti的配位数为6（上、下、前、后、左、右均与O直接相连）；③在A晶体中，若将Z元素置于立方体的体心，Ba元素置于立方体的顶点，则O元素处于立方体的面心。

（4）R为铜元素，原子序数为29，根据构造原理判断Cu2+离子的外围电子层电子排布式为3d9。Cu2O和Cu2S为结构相似的离子晶体，离子所带的电荷相同，氧离子半径小于硫离子半径，氧化亚铜的晶格能大于硫化亚铜的晶格能，故Cu2O的熔点比Cu2S的高。

（5）ZnS晶胞中含硫原子数目为8×1/8+6×1/2=4，含锌原子数目为4，则1mol晶胞的质量为4×（65+32）g，晶胞为正方体，若晶胞棱长为540.0 pm，则晶胞密度为g·cm—3。