Question

20．原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素，原子序数依次增大，其中X是除碳元素外形成化合物种类最多的元素，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子外层电子数是内层电子数的3倍，J是第四周期中未成对电子数最多的元素．
（1）Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为C＜O＜N（填元素符号）．
（2）J原子的外围电子排布式为3d⁵4s¹．
（3）Y₂X₄分子中Y原子轨道的杂化类型为sp²．1molY₂X₄分子中含有σ键与π键的数目之比为5：1．
（4）X与W形成的一种X₂W分子，与该分子互为等电子体的阴离子为NH₂^-（填化学式）．
（5）JCl₃能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物，且相应两种配体的物质的量之比为2：1，1mol该配合物溶于水，加入足量的硝酸银溶液可得430.5g白色沉淀．则该配合物溶于水的电离方程式为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃=[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]³⁺+3Cl^-．

Answer 1

分析 原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素，原子序数依次增大，其中X是除碳元素外形成化合物种类最多的元素，则X为H元素；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，则Y原子核外电子排布为1s²2s²2p²，Y为C元素；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为O元素；Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Z为N元素；J是第四周期中未成对电子数最多的元素，原子核外电子数排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则J为Cr元素，据此解答．

解答 解：原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素，原子序数依次增大，其中X是除碳元素外形成化合物种类最多的元素，则X为H元素；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，则Y原子核外电子排布为1s²2s²2p²，Y为C元素；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W有2个电子层，最外层电子数为6，故W为O元素；Z的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故Z为N元素；J是第四周期中未成对电子数最多的元素，原子核外电子数排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，则J为Cr元素．
（1）同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量较低，失去第一个电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，
故答案为：C＜O＜N；
（2）J为原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，外围电子排布为3d⁵4s¹，故答案为：3d⁵4s¹；
（3）Y₂X₄分子为C₂H₄，结构式为，分子中C原子成2个C-H键、1个C=C键，杂化轨道数目为3，C原子轨道的杂化类型为sp²，单键是σ键，双键中含有1个σ键、1个π键，故分子中含有5个σ键、1个π键，1molC₂H₄分子中含有σ键与π键的数目之比为5：1，
故答案为：sp²；5：1；
（4）与H₂O分子互为等电子体的阴离子为NH₂^-等，故答案为：NH₂^-；
（5）CrCl₃能与NH₃、H₂O形成配位数为6的络合物，且相应两种配体的物质的量之比为2：1，1mol该配合物溶于水，加入足量的硝酸银溶液可得430.5g白色沉淀，AgCl物质的量为$\frac{430.5g}{143.5g/mol}$=3mol，氯离子全部位于外界，则该配合物的化学式为[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃，则该配合物溶于水的电离方程式为：[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃=[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]³⁺+3Cl^-，
故答案为：[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₃=[Cr（NH₃）₄（H₂O）₂]³⁺+3Cl^-．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布规律、杂化轨道、等电子体、配合物等，难度中等，推断元素是解题的关键，注意配合物中内界与外界性质的不同．