Question

【题目】选做[化学—选修3:物质结构与性质] (15分）X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题：

（1）R核外电子排布式为__________________。

（2）X、Y、Z、W形成的有机物YW(ZX2）2中Y、Z的杂化轨道类型分别为__________，ZW3-离子的立体构型是__________。

（3）Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是_____________（填化学式），原因是_________________。

（4）将Q单质的粉末加入到ZX3的浓溶液中，并通入W2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为______________________________________。

（5）W和Na的一种离子化合物的晶胞结构如图，该离子化合物为____________（填化学式）。Na+的配位数为_____________，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为__________。已知该晶胞的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则两个最近的W离子间距离为 nm(用含ρ、NA的计算式表示）。

Answer 1

【答案】（15分）

（1）1s22s22p63s23p2（1分）

（2）sp2sp3（2分）平面三角形（2分）

（3）SiO2（1分） SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体（2分）

（4）2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O＝2[Cu(NH3）4]2+ + 4OH-（2分）

（5）Na2O（1分） 4（1分） 立方体（1分） （2分）

【解析】

试题X为所有元素中半径最小的，所以为氢元素；Y有3个能级，且每个能级上的电子数相等，所以为1s22s22p2，为碳元素，R与Y同主族，所以R为硅；Q最外层只有1个电子，且其他电子层都处于饱和状态，说明为铜；Z的单电子在同周期元素中最多，所以为氮元素； W与Z在同周期，且W的原子序数比Z的大，所以为氧。（1）硅是14号元素，核外电子排布为：1s22s22p63s23p2。（2）有机物为尿素，碳原子形成3个共价键，所以采用sp2杂化，氮原子形成3个共价键，还有一个孤对电子，所以采用sp3杂化，硝酸根离子的价电子=（5+1+0×3）/2=3，所以形成平面三角形。（3）二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为原子晶体，所以二氧化硅的晶体沸点高。（4）铜和氨气在氧气存在下反应，方程式为：2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O＝2[Cu(NH3）4]2+ + 4OH-；（5）晶胞中有8个钠离子，有8×1/8+6×1/2=4个氧离子，所以化学式为：Na2O；从晶胞看钠离子周围最近的氧离子有4个。距离氧离子最近的钠离子有8个，构成立方体；假设现在晶胞的边长为a厘米，则a3ρNA=62×4=248，所以边长为厘米，氧离子最近的距离为面上对角线的一半，所以为纳米。