Question

15．X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种；R元素与比它核电荷数大的另外．两种元素位于第四周期同一族．
（l）X的一种核素用于鉴定文物年代，该核素的符号为${\;}_{6}^{14}$C．
（2）X、Y、Z、W四种元素第一电离能由大到小的顺序为F、N、O、C（用元素符号表示）．
（3）用氢键表示式写出W的气态氢化物水溶液中不同种分子间存在的氢键F-H…O、O-H…F．
（4）R的基态原子的价层电子排布式为3d⁶4s²，R元素位于周期表的d区．
（5）R单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如图所示：

图A中原子堆积方式为体心立方，A、B中R原子的配位数之比为2：3．A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为b³：2a³．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，X的一种核素用于鉴定文物年代，X为C，则Y为N，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种，即核外有8个电子，Z为O，W为F，R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族，即R为第ⅤⅢ族元素，为Fe由此分析解答．

解答 解：（1）X、Y、Z、W、R为前四周期原予序数依次增大的五种元素，X、Y、Z、W为同一周期相邻元素，X的一种核素用于鉴定文物年代，X为C，则Y为N，Z元素原子核外电子的运动状态共有8种，即核外有8个电子，Z为O，W为F，R元素与比它核电荷数大的另外两种元素位于第四周期同一族，即R为第ⅤⅢ族元素，为Fe．
（1）X的一种核素用于鉴定文物年代，为质量数14的C原子，该原子是${\;}_{6}^{14}$C，故答案为：${\;}_{6}^{14}$C；
（2）同周期，从左向右第一电离能增大，但N原子最外层p电子半满为稳定结构，第一电离能由大到小的顺序为F、N、O、C，故答案为：F、N、O、C；
（3）F、O的电负性强，W的气态氢化物水溶液中存在氢键，氢键为F-H…O、O-H…F，故答案为：F-H…O、O-H…F；
（4）R为Fe，原子序数为26，价层电子排布式为3d⁶4s²，位于d区，故答案为：3d⁶4s²；d；
（5）A中原子占据体心和顶点，为体心立方结构，原子数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，B中占据顶点和面心，原子数为6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=5，体心立方配位数为8，面心立方配位数为12，所以A、B中R原子的配位数之比为2：3；A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，体积分别为a³cm³、b³cm³，晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比为$\frac{\frac{2m}{{a}^{3}}}{\frac{4m}{{b}^{3}}}$=$\frac{{b}^{3}}{2{a}^{3}}$，
故答案为：体心立方；2：3；$\frac{{b}^{3}}{2{a}^{3}}$．

点评 本题考查位置、结构、性质关系及应用，为高考常见题型，涉及元素周期表与元素周期律的综合应用、晶胞计算，注意利用均摊法计算原子个数，体心立方配位数为8，面心立方配位数为12，注意实际原子数与配位数的差别，侧重对学生分析能力的考查，注意把握原子半径的递变规律、化合价与位置关系，题目难度中等．