Question

3．X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，其中只有W为第四周期元素．X与Y基态原子的成对电子数之比为2：3，未成对电子数之比为1：1，Z是元素周期表中s区元素，但有未成对电子，R的氢化物的沸点比其上周期同族元素氢化物的沸点低，W为金属元素，Y与W形成的某种化合物与R的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取R的气态单质，回答下列问题：
（1）与Y同族的短周期元素的基态原子核外有2个未成对电子，R的基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵．
（2）Y^2-、Z⁺、R^-离子半径由小到大的顺序是Na⁺＜O^2-＜Cl^-（用离子符号表示）；X，Y，Z第一电离能由大到小的顺序为O＞C＞Na用元素符号表示）．
（3）RY₃^-离子的空间构型是三角锥形；XY₂为非极性分子（填“极性”或“非极性”）．
（4）含WY₄^-的溶液与R的氢化物的浓度反应时也能制取R的气态单质，溶液中还有W²⁺生成，该反应的离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O．
（5）化合物Z₂Y的晶胞如图，其中Y离子的配位数为8，以相距一个Y离子最近的所有Z离子为顶点构成的几何体为立方体．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，其中只有W为第四周期元素，X与Y基态原子的成对电子数之比为2：3，未成对电子数之比为1：1，则X为C，Y为O；
Z是元素周期表中s区元素，但有未成对电子，则Z是第ⅠA族元素，所以Z为Na；
R的氢化物的沸点比其上周期同族元素氢化物的沸点低，说明R所在主族为第ⅤA、ⅥA、ⅤⅡA中的一族，W为金属元素，Y与W形成的某种化合物与R的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取R的气态单质，对应的为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气的反应，所以R为Cl，W为Mn，据此答题．

解答 解：X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，其中只有W为第四周期元素，X与Y基态原子的成对电子数之比为2：3，未成对电子数之比为1：1，则X为C，Y为O，Z是元素周期表中s区元素，但有未成对电子，则Z是第ⅠA族元素，所以Z为Na，R的氢化物的沸点比其上周期同族元素氢化物的沸点低，说明R所在主族为第ⅤA、ⅥA、ⅤⅡA中的一族，W为金属元素，Y与W形成的某种化合物与R的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取R的气态单质，对应的为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气的反应，所以R为Cl，W为Mn，
（1）Y为O，与Y同族的短周期元素的基态原子核外有2个未成对电子，R为Cl，R的基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，
故答案为：2；1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；
（2）电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，所以O^2-、Na⁺、Cl^-离子半径由小到大的顺序是Na⁺＜O^2-＜Cl^-，元素非金属性越强，第一电离能越大，非金属性O＞C＞Na，所以C、O、Na的第一电离能由大到小的顺序为O＞C＞Na，
故答案为：Na⁺＜O^2-＜Cl^-；O＞C＞Na；
（3）ClO₃^-离子中，氯原子的价层电子对数为$\frac{7+1}{2}$=4，有一对孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，CO₂为直线型分子，分子中电荷分布均匀，所以是非极性分子，
故答案为：三角锥形；非极性；
（4）含MnO₄^-的溶液与浓盐酸反应的离子方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5C1₂↑+8H₂O；
（5）根据晶胞的结构图，空心球数目为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，实心球数目为8，对应化合物Na₂O的化学式可知，实心球代表钠离子，空心球代表氧离子，根据晶胞结构图，以顶点上的氧离子为例，可以看出氧离子的配位数为 8，以相距一个氧离子最近的所有钠离子为顶点构成的几何体为立方体，
故答案为：8；立方体．

点评 本题考查元素推断、原子核外电子排布、离子半径、第一电离能、分子构型和分子的极性、离子反应方程式、配位数和晶胞的结构等知识，难度不大，答题时注意物质结构的基础知识的灵活运用．