Question

（1）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是元素周期表原子半径最小的元素，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的原子序数为29．回答下列问题：
①Y₂X₂分子中Y原子轨道的杂化类型为

 

，1mol Y₂X₂含有σ键的数目为

 

．
②化合物ZX₃的沸点比化台物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

 

．
（2）铁元素能形成多种配合物，如：Fe（CO）_x
①基态Fe³⁺的M层电子排布式为

 

．
②配合物Fe（CO）_x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=

 

．常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe（CO）_x晶体属于

 

（填晶体类型）：
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图，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ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，求晶胞边长a=

 

cm．（用含ρ、N_A的计算式表示）
（4）下列有关的说法正确的是

 

．
A．第一电离能大小：S＞P＞Si
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F
C．因为品格能Ca0比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO₂与CO₂的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO₂的溶解度更大
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,共价键的形成及共价键的主要类型,“等电子原理”的应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氢键的存在对物质性质的影响

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）X是元素周期表原子半径最小的元素，为氢元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，所以Y为碳元素，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，即电子排布为1s²2s²2p³，所以Z为氮元素，w的原子序数为29，所以W为铜元素；由此可以分析①Y₂X₂分子为C₂H₂中C原子轨道的杂化类型为sp杂化，1molC₂H₂含有σ键的数目为3mol，据此答题；
②化合物ZX₃为NH₃，化台物YX₄为CH₄，因为氨分子之间存在氢键，所以氨气的沸点比甲烷高，据此答题；
③根据等电子体概念，可以写出碳的氧化物与氮的氧化物为等电子体的是CO₂和N₂O，据此答题；
（2）①Fe原子核外电子数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，据此判断x值；分子晶体的熔沸点较低．
（3）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物为Na₂O，该晶胞结构中黑球有8×

1

8

+6×

1

2

=4，白球在内部，共有8个，所以黑球为O^2-，以晶胞中上面心O^2-离子为研究对象，距一个O^2-周围最近的Na⁺离子有8个，位于晶胞中上层4个Na⁺及上面晶胞中的下层4个Na⁺，8个Na⁺离子构成的几何体中每个都是正方形，形成立方体结构；计算晶胞的质量，棱长=

3	晶胞质量 晶胞密度

，据此答题；
（4）A、根据元素周期律可知，因为P为第ⅤA族元素最外层处于半充满状态，所以第一电离能大小为：P＞S＞Si，据此判断；
B、根据元素周期律可知，电负性顺序：C＜N＜O＜F据此判断；
C、因为晶格能越大，离子晶体的熔沸点就越高，据此判断；
D、SO₂中硫原子有孤对电子，所以它的空间构型为V型，是极性分子，据此判断；
E、分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，与分子内部的共价键无关，据此判断；

解答： 解：（1）X是元素周期表原子半径最小的元素，为氢元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，所以Y为碳元素，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，即电子排布为1s²2s²2p³，所以Z为氮元素，w的原子序数为29，所以W为铜元素；由此可以分析
①Y₂X₂分子为C₂H₂中C原子轨道的杂化类型为sp杂化，1molC₂H₂含有σ键的数目为3mol，故答案为：sp杂化； 3 N_A或3×6.02×10²³；
②化合物ZX₃为NH₃，化台物YX₄为CH₄，因为氨分子之间存在氢键，所以氨气的沸点比甲烷高，故答案为：NH₃分子间存在氢键；
③根据等电子体概念，可以写出碳的氧化物与氮的氧化物为等电子体的是CO₂和N₂O，故答案为：N₂O；
（2）①Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，则M层电子排布式为：3s²3p⁶3d⁵，故答案为：3s²3p⁶3d⁵；
②配合物Fe（CO）_x的中心原子是铁原子，其价电子数是8，每个配体提供的电子数是2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体，故答案为：5；分子晶体．
（3）由Na₂O晶胞结构结构可知，晶胞中黑色球数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，白色球数目=8，故白色球为Na⁺离子、黑色球为O^2-，以晶胞中上面心O^2-离子为研究对象，距一个O^2-周围最近的Na⁺离子有8个，位于晶胞中上层4个Na⁺及上面晶胞中的下层4个Na⁺，8个Na⁺离子构成的几何体中每个都是正方形，形成立方体结构；
该晶胞质量=4×

62

NA

g，该晶胞的密度为ρ g?cm^-3，则晶胞边长a=

3	4×62 NAg ρ g?cm -3

=

3	248 ρ?N A

cm，
故答案为：立方体结构；

3	248 ρ?N A

cm．
（4）A、根据元素周期律可知，因为P为第ⅤA族元素最外层处于半充满状态，所以第一电离能大小为：P＞S＞Si，故A错误；
B、根据元素周期律可知，电负性顺序：C＜N＜O＜F，故B正确；
C、因为晶格能越大，离子晶体的熔沸点就越高，故C正确；
D、SO₂中硫原子有孤对电子，所以它的空间构型为V型，是极性分子，故D错误；
E、分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，与分子内部的共价键无关，故E错误；
故答案为：BC．

点评：本题考查了元素的推断、核外电子排布、等电子体、配合物、氢键、晶胞的计算、元素周期律等知识，涉及的知识点较多，有一定的综合性，解题是要求能熟练掌握基础知识，有一定的难度．