Question

5．原子序数小于36 的X、Y、Z、W 四种元素，其中X 形成的单质是最轻的物质，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2 倍，Z 原子基态时2p 原子轨道上有3 个未成对的电子，W 的原子序数为29．回答下列问题：
（1）Y₂X₂ 中Y 原子的杂化类型为sp杂化，1mol Y₂X₂ 含有σ 键的数目为3×6.02×10²³．
（2）Y 的一种氧化物与Z 的一种氧化物互为等电子体，Z 的这种氧化物分子式是N₂O．
（3）标准状况2.24L Z 的简单氢化物溶于Z 的最高价氧化物的水化物稀溶液，放热Q kJ，该反应的热化学方程式为NH₃（g）+HNO₃（aq）=NH₄NO₃（aq）△H=-10Q kJ/mol．
（4）元素W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是CuCl，氯化物晶体溶于足量Z 的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的离子方程式为CuCl+NO₃^-+2H⁺=Cu²⁺+Cl^-+NO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成的单质是最轻的物质，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素；W的原子序数为29，则W是Cu元素．

解答 解：原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成的单质是最轻的物质，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，所以内层电子数只能是2，则Y是C元素；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，则Z是N元素；W的原子序数为29，则W是Cu元素．
（1）Y₂X₂是乙炔，分子式为C₂H₂，碳氢原子之间存在σ键，碳碳三键中含有一个σ键，所以每个碳原子含有2个σ键，采取sp杂化，一个乙炔分子中含有3个σ键，所以1mol Y₂X₂含有σ键3×6.02×10²³个，
故答案为：sp杂化；3×6.02×10²³；
（2）CO₂和N₂O的原子个数相等、价电子数相等，所以是等电子体，故答案为：N₂O；
（3）Z 的简单氢化物为氨气，Z 的最高价氧化物的水化物稀溶液为稀硝酸，标准状况2.24L 氨气为0.1mol，溶液稀硝酸放热Q kJ，则1mol氨气反应放出热量为10Q kJ，该反应的热化学方程式为：NH₃（g）+HNO₃（aq）=NH₄NO₃（aq）△H=-10Q kJ/mol，
故答案为：NH₃（g）+HNO₃（aq）=NH₄NO₃（aq）△H=-10Q kJ/mol；
（4）利用均摊法知，该晶胞中黑色球个数=4，白色球个数=$\frac{1}{8}$=4，黑色球和白色球的个数之比=4：4=1：1，所以该物质的化学式是CuCl，它可与浓硝酸发生氧化还原反应，其反应方程式为：CuCl+NO₃^-+2H⁺=Cu²⁺+Cl^-+NO₂↑+H₂O，
故答案为：CuCl；CuCl+NO₃^-+2H⁺=Cu²⁺+Cl^-+NO₂↑+H₂O．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂化方式、等电子体、热化学方程式、晶胞计算等知识点，（4）中注意利用氧化还原反应书写方程式．