Question

5．X、Y、Z、W为周期表前四周期元素，其原子序数依次增大．X原子核外电子数等于其所在周期数，Y和Z基态原子最外层均有2个未成对电子，其中Y原子各能级电子数相同，Z原子核外电子占据5个原子轨道，W原子的价电子数是最外层电子数的5倍．
（1）X、Y、Z三种元素按电负性从小到大的顺序为H＜C＜O．
（2）Y分别与X、Z形成两种最简单的非极性分子M和N，关于M和N的说法正确的是ac（填序号）．
a．固态N属于分子晶体
b．M分子中含有极性共价键，所以易溶于水
c．M和N分子中心原子的杂化类型分别是sp³和sp
d．M中化学键键能小于N中化学键键能，所以M熔点低于N
（3）X与Z可形成两种常见化合物，其沸点均明显高于M和N，主要原因是水或双氧水分子间可以形成氢键，使其沸点升高
（4）在W催化作用下，M和N反应可获得化工原料YZ和X₂．
①W的基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，该元素在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族．
②W能与化合物YZ形成正四面体形的配合物W（YZ）₄，1mol W（YZ）₄中含有8 molσ键．
（5）W单质晶体中原子堆积方式与Cu相同，其晶胞棱长为apm，请列出W单质晶体的密度表达式ρ=$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$ g•cm^-3（ 用N_A表示阿伏伽德罗常数的值，用M表示W的相对原子质量）．

Answer 1

分析 X原子核外电子数等于其所在周期数，X为H元素；
Y和Z基态原子最外层均有2个未成对电子，其中Y原子各能级电子数相同，Z原子核外电子占据5个原子轨道，则Y为C元素，Z为O元素；
W原子的价电子数是最外层电子数的5倍，W为周期表前四周期元素，则W为28号元素Ni，
（1）非金属性越强电负性越大；
（2）正负电荷中心能重合的分子为非极性分子，Y分别与X、Z形成两种最简单的非极性分子M和N分别为CH₄和CO₂；
（3）氢键能增强分子间作用力；
（4）Ni属于28号元素，根据构造原理书写电子排布式；
（5）晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$．

解答 解：X原子核外电子数等于其所在周期数，X为H元素；
Y和Z基态原子最外层均有2个未成对电子，其中Y原子各能级电子数相同，Z原子核外电子占据5个原子轨道，则Y为C元素，Z为O元素；
W原子的价电子数是最外层电子数的5倍，W为周期表前四周期元素，则W为28号元素Ni，
（1）元素非金属性越强电负性越大，三种元素按电负性从小到大的顺序为H＜C＜O，故答案为：H＜C＜O；
（2）Y分别与X、Z形成两种最简单的非极性分子M和N分别为CH₄和CO₂，
a、固态CO₂属于分子晶体，故a正确；
b．CH₄分子中含有极性共价键，不溶于水，故b错误；
c．CH₄和CO₂分子中心原子的杂化类型分别是sp³和sp，故c正确；
d．CH₄中化学键键能小于CO₂中化学键键能，说明CO₂比CH₄稳定，和熔点无关，
故答案为：ac；
（3）H与O可形成两种常见化合物水和双氧水分子间含有氢键，分子间作用力增大，使沸点均明显高于CH₄和CO₂，
故答案为：水或双氧水分子间可以形成氢键，使其沸点升高；
（4）①Ni属于28号元素，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，属于第四周期第Ⅷ族元素，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；第四周期第Ⅷ族；
②Ni能与化合物CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）₄，1mol Ni（CO）₄中含有8molσ键，
故答案为：8；
（5）Ni单质晶体中原子堆积方式与Cu相同，采用面心立方最密堆积，一个晶胞中含有Ni原子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$，晶胞棱长为apm，所以Ni单质晶体的密度表达式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．
故答案为：$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，综合考查学生分析能力、逻辑推理能力及对知识的迁移运用，需要学生具备扎实的基础，难度中等．