题目内容

【题目】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)Q+核外电子排布式为___________;

(2)化合物X2W2中W的杂化方式为___________,ZW2-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)Y有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图,该晶体一个晶胞的Y原子数为___________,Y原子的配位数为___________,若晶胞的边长为a pm,晶体的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10(2分) (2)sp3杂化 (2分) v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+ 2H2O2[Cu(NH3)4]2++ 4OH-(2分)

(5)8 (1分) 4(1分)(2分)

【解析】

X、Y、Z、W、R、Q为前四周期元素,且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的,则X为H元素;Y有三个能级,且每个能级上的电子数相等,核外电子排布为1s22s22p2,故Y为C元素;R与Y同一主族,结合原子序数可知,R为Si,而Z原子单电子数在同周期元素中最多,则外围电子排布为ns2np3,原子序数小于Si,故Z为N元素;W与Z同周期,第一电离能比Z的低,则W为O元素;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,不可能为短周期元素,故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则Q为Cu元素,据此解答。

根据以上分析可知X、Y、Z、W、R、Q分别是H、C、N、O、Si、Cu。则

(1)Cu+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10;

(2)化合物H2O2中结构式为H-O-O-H,O原子价层电子对数为2+(62)/2=4,故O原子采取sp3杂化;NO2-离子中N原子孤电子对数为(5+12×2)/2=1、价层电子对数为2+1=3,故其立体构型是V形;

(3)Y、R的最高价氧化物分别为二氧化碳、二氧化硅,SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体,故沸点较高的是SiO2;

(4)将Cu单质的粉末加入到NH3的浓溶液中,并通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,反应生成[Cu(NH3)4]2+,该反应的离子方程式为2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-;

(5)碳有多种同素异形体,其中一种同素异形体的晶胞结构如图,该晶体一个晶胞的Y原子数为:4+8×1/8+6×1/2=8;每个Y与周围的4个Y原子相邻,故Y原子的配位数为4;若晶胞的边长为a pm,则晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体的密度为ρ g/cm3,则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρ g/cm3=ρa3×10-30ρ g,则8×12/NA g=ρa3×10-30ρ g,故NA=。

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