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6．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍．X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍．在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高．请回答下列问题：
（1）W元素原子的L层电子排布式为2s22p4，W3分子的空间构型为V形．
（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为2F2+2H2O═4HF+O2．
（3）化合物M的化学式为MgO，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl．M熔点较高的原因是MgO的晶格能大于NaCl的晶格能．将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯．在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有sp2和sp3，O-C-O的键角约为120°．
（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X：Y：Z=3：1：1．
（5）含有元素Z的盐的焰色反应为紫色．许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是灼烧时电子从基态到激发态，当从激发态回到基态时放出能量以光的形式放出，从而出现不同的颜色．

分析 主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，W原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则W为O元素．X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，即三元素原子序数之和为40，X若为第三周期元素，X、Y、Z的原子序数之和大于W原子序数的5倍，所以可以断定X也在第二周期，故X为F元素，则Y、Z原子序数之和=40-9=31，平均原子序数为15.5，可以推断Y处于第三周期、Z处于第四周期，Z的原子序数大于18，若Y为Na元素，则Z为Ca元素，若Y为Mg元素，则Z为K元素，X的原子序数再增大，不符合题意，由于元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，故Y为Mg元素，Z为K元素，化合物M为MgO，据此解答．

解答 解：主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，W原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则W为O元素．X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，即三元素原子序数之和为40，X若为第三周期元素，X、Y、Z的原子序数之和大于W原子序数的5倍，所以可以断定X也在第二周期，故X为F元素，则Y、Z原子序数之和=40-9=31，平均原子序数为15.5，可以推断Y处于第三周期、Z处于第四周期，Z的原子序数大于18，若Y为Na元素，则Z为Ca元素，若Y为Mg元素，则Z为K元素，X的原子序数再增大，不符合题意，由于元素W与Y形成的化合物M的熔点最高，故Y为Mg元素，Z为K元素，化合物M为MgO．
（1）W为氧元素，根据核外电子排布规律，O原子的L层电子排布式为2s22p4，O3分子中中心氧原子价层电子对数=2+$\frac{6-2×2}{2}$=3、含有1对孤电子对，故O3空间构型为V形，
故答案为：2s22p4；V形；
（2）X为F元素，对应的单质具有强氧化性，可与水反应生成HF和氧气，反应的方程式为：2F2+2H2O═4HF+O2，
故答案为：2F2+2H2O═4HF+O2；
（3）由上述分析可知，M为MgO，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl，由于MgO晶体中离子的电荷多，晶格能大，故MgO熔点较高；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，-CH3中C原子形成4个单键，采取sp3杂化，在酯基中，C原子形成2个C-O单键，属于σ键，1个C=O双键，双键按单键计算，故中心C原子的杂化轨道数为3，采取sp2杂化，为平面正三角形，键角为120°，故O-C-O的键角约为120°，
故答案为：MgO；MgO的晶格能大于NaCl的晶格能；sp2和sp3；120°；
（4）F、Mg、K形成立方晶体结构的化合物，晶胞中F占据所有棱的中心，晶胞中F原子数目为12×$\frac{1}{4}$=3，Mg位于顶角，晶胞中Mg原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，K处于体心位置，晶胞中含有1个K原子，则该晶体的组成为F：Mg：K=3：1：1，
故答案为：3：1：1；
（5）含有元素K的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因为：灼烧时电子从基态到激发态，当从激发态回到基态时放出能量以光的形式放出，从而出现不同的颜色，
故答案为：紫；灼烧时电子从基态到激发态，当从激发态回到基态时放出能量以光的形式放出，从而出现不同的颜色．

点评 本题考查物质结构与性质，涉及元素推断、分子结构与性质、晶体结构等，难度中等，推断元素是解题的关键，要充分利用原子序数的关系结合周期表的结构进行判断元素．

练习册系列答案
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15．已知短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，其族数也依次增加，其原子在基态时，核外K电子层电子数之和为奇数，L电子层电子数之和以及最外层电子数之和均为19，下列有关叙述中，正确的是（　　）
A．单质沸点高低顺序为：W＜X＜Y＜Z
B．原子半径大小顺序为：W＜X＜Y＜Z
C．元素的非金属性强弱顺序为：W＜X＜Y＜Z
D．四种元素可以共存于一种离子化合物中
17．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：（用元素符号和化学式表示）
IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0
2①②
3③④⑤⑥⑦⑧⑨
4⑩⑪⑫
（1）写出下列元素符号：①N，⑥Si，⑦S，⑪Ca．
（2）在这些元素中，最活泼的金属元素是K，最活泼的非金属元素是F，最不活泼的元素是Ar．
（3）在这些元素中，原子半径最小的是F，原子半径最大的是K．
（4）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是KOH，呈两性的氢氧化物是Al（OH）3．
14．（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表．此电池 的负极是锌，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；
正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑．
（2）一切化学反应除了有质量的变化外，还伴随着能量的变化，能量变化通常主要表现为热量的变化，即放热或者吸热．
（3）可逆反应2SO2+O2?2SO3，如果SO2的起始浓度为2mol•L-1，2min后SO2的浓度为1.8mol•L-1，则用SO2的浓度变化表示的反应速率为：0.1mol•L-1•min-1，用O2的浓度变化表示的反应速率为0.05mol•L-1•min-1．
1．表是元素周期表的一部分，请回答有关问题：
     主族
周期		IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0
二①②
三③④⑤⑥⑦⑧
四⑨⑩
（1）表中化学性质最不活泼的元素是Ar．（用元素符号表示）
（2）②③④三种元素的原子半径从大到小的顺序是Na＞Mg＞F （用元素符号表示）
（3）用电子式表示③与⑦形成化合物的过程．
（4）在①～⑧元素中，元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4，碱性最强的是NaOH．（填化学式）
（5）在⑦与⑩的单质中，化学性质较活泼的是Cl2（填化学式），可用什么化学反应说明（写出反应的化学方程式）：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2．
11．对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂，具有低毒、热稳定性好等优点．完成下列填空：
（1）写出该共聚物的结构简式或．
（2）丙烯催化二聚得到2，3-二甲基-1-丁烯，B与2，3-二甲基-1-丁烯互为同分异构体，且所有碳原子处于同一平面．写出B的结构简式（CH3）2C=C（CH3）2．
设计一条由2，3-二甲基-1-丁烯制备B的合成路线．
（合成路线常用的表示方式为：A$→_{反应条件}^{反应试剂}$B…$→_{反应条件}^{反应试剂}$目标产物）
18．利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池．请填写下列空白：
（1）实验原理：Fe+2H+=Fe2++H2↑．
（2）实验用品：电极（铁钉或铁条、铜钉（其他的惰性电极如铅笔 芯、铂等都可以） ）、稀硫酸烧杯、导线、（填写所缺的实验用品）、耳机（或者电流计）
（3）实验装置
（4）原电池设计及注意的问题
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察（耳朵听）耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极（注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的），这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓…”声音．其原因是：在原电池中，由化学能转化为电能，在耳机中又由 其转化为声音这种能量．
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的负   极，电极反应是：Fe-2e-=Fe2+；，发生了氧化 反应．
15．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-25kJ•mol-1
②3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47kJ•mol-1
则下列关于Fe3O4（s）被CO还原成Fe（s）和CO2的热化学方程式的书写中正确的是（　　）
A．Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2△H=-14kJ•mol-1
B．Fe3O4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO2（g）△H=-22kJ•mol-1
C．Fe3O4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO2（g）△H=+14kJ•mol-1
D．Fe3O4（s）+4CO（g）=3Fe（s）+4CO2（g）△H=-14kJ•mol-1
16．下列说法中，与盐的水解无关的正确说法是（　　）
①明矾可以做净水剂；
②实验室配制FeCl3溶液时，往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸；
③用NaHCO3和Al2（SO4）3两种溶液可作泡沫灭火剂；
④在NH4Cl溶液中加入金属镁会产生氢气；
⑤草木灰与铵态氮肥不能混合施用；
⑥比较NH4Cl和Na2S等某些盐溶液的酸碱性．
A．①④⑥B．②③⑤C．③④⑤D．全有关

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