题目内容

15．Q、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，Q的一种单质是天然存在的最硬的物质，X原子的核外电子有八种运动状态，Y元素的离子半径是第三周期中最小的，Z是第四周期中未成对电子最多的原子．

（1）Z原子的价电子排布式为3d54s1．
（2）Q、R、X、Y四种元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞Al．
（3）杂化轨道理论指出原子中能量相近的s、p或s、p、d轨道之间可以通过杂化形成种类丰富的杂化轨道．RCl3分子中心原子的杂化方式为sp3，从原子结构的角度解释不存在RCl5分子的原因N原子的最外层只有2s、2p共4个轨道，没有d轨道，无法形成NCl5．
（4）配合物甲的分子式为ZCl3•4H2O，配位数为6．取1mol甲溶于水，加入足量的AgNO3溶液，得到143.5g白色沉淀．在酸性溶液中，甲发生水合反应转化为乙（ZCl3•6H2O）．乙的配位原子只有一种，配位数为6．
①甲的结构简式为[Cr（H2O）4Cl2]Cl．
②甲→乙的化学方程式为[Cr（H2O）4Cl2]Cl+2H2O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$[Cr（H2O）6]Cl3 ．
（5）图a是Q的一种同素异形体和钾形成的插层化合物的晶胞图，图b是晶胞沿侧面的投影图．该插层化合物的化学式为KC8．

分析 Q、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，Q的一种单质是天然存在的最硬的物质，则Q为C元素；X原子的核外电子有八种运动状态，则X为O元素；R的原子序数介于碳、氧之间，则R为N元素；Y元素的离子半径是第三周期中最小的，则Y为Al；Z是第四周期中未成对电子最多的原子，则Z原子外围电子排布式为3d54s1，则Z为Cr．

解答 解：Q、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，Q的一种单质是天然存在的最硬的物质，则Q为C元素；X原子的核外电子有八种运动状态，则X为O元素；R的原子序数介于碳、氧之间，则R为N元素；Y元素的离子半径是第三周期中最小的，则Y为Al；Z是第四周期中未成对电子最多的原子，则Z原子外围电子排布式为3d54s1，则Z为Cr．
（1）Z为Cr元素，原子的价电子排布式为3d54s1，故答案为：3d54s1；
（2）同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性：O＞N＞C＞Al，
故答案为：O＞N＞C＞Al；
（3）NCl3分子N原子形成3个N-Cl键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子采取sp3杂化，N原子的最外层只有2s、2p共4个轨道，没有d轨道，无法形成NCl5，
故答案为：sp3；N原子的最外层只有2s、2p共4个轨道，没有d轨道，无法形成NCl5；
（4）配合物甲的分子式为CrCl3•4H2O，配位数为6．取1mol甲溶于水，加入足量的AgNO3溶液，得到143.5g白色沉淀为AgCl，其物质的量为1mol，则有1个Cl-处于外界，2个Cl-处于内界，则甲的化结构简式为：[Cr（H2O）4Cl2]Cl，在酸性溶液中，甲发生水合反应转化为乙（ZCl3•6H2O），乙的配位原子只有一种，配位数为6，则乙为[Cr（H2O）6]Cl3，甲→乙的化学方程式为：[Cr（H2O）4Cl2]Cl+2H2O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$[Cr（H2O）6]Cl3 ，
故答案为：[Cr（H2O）4Cl2]Cl；[Cr（H2O）4Cl2]Cl+2H2O$\frac{\underline{\;H+\;}}{\;}$[Cr（H2O）6]Cl3 ；
（5）晶胞中K原子数目为4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，C原子数目为12×4+8×$\frac{1}{2}$×4=64，K、C原子数目之比为8：64=1：8，故该插层化合物的化学式是KC8，
故答案为：KC8．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、杂化发生、配合物、晶胞计算等，（4）注意内界与外界不同，（5）需要学生具备一定的空间想象，结合均摊法计算．

练习册系列答案
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5．工业生产及人们生活中遇到的下列问题，不涉及化学变化的是（　　）
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6．化学与社会发展以及人们生活质量的提高有着密切的关系．
（1）徐州市区地铁一号线正在紧张建设中，在建设施工中要大量使用各种材料
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10．下列有关实验操作、现象和结论都正确的是（　　）
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20．下列各组混合物属铝热剂的是（　　）
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选项方程式结论
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C3Fe2++NO${\;}_{3}^{-}$+10H+═3Fe3++3H2O+NH${\;}_{4}^{+}$还原性：Fe2+＞NH${\;}_{4}^{+}$
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A．AB．BC．CD．D
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