题目内容

7.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如表:
元素相关信息
XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
YY的基态原子最外层电子排布式为:nsnnpn+2
ZZ是第三周期电负性最大的元素
WW有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第周四周期Ⅷ族期第族,其基态原子最外层有个电子2.
(2)X的电负性比Y的小(填“大”或“小”),XY2的价层电子对模型为直线型.
(3)X和Y的简单气态氢化物中,较稳定的是H2O,沸点较高的是(写化学式)H2O.
(4)化合物XYZ2中σ键和π键个数比为3:1.
(5)写出与W同周期且导电性强于W的某元素价电子排布式.3d104s1

分析 X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍,则X为C元素;Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,s能级只能容纳2个电子,则n=2,故Y为O元素;Z是第三周期电负性最大的元素,则Z为Cl;W有多种化合价,其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,则W为Fe,据此解答.

解答 解:X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍,则X为C元素;Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,s能级只能容纳2个电子,则n=2,故Y为O元素;Z是第三周期电负性最大的元素,则Z为Cl;W有多种化合价,其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,则W为Fe,
(1)W为Fe,位于元素周期表第四周期Ⅷ族,其基态原子的价电排布式为3d64s2,其基态原子最外层有2个电子,
故答案为:四;Ⅷ;2;
(2)同周期随原子序数增大,元素电负性增大,故C的电负性比O的小,CO2中,价层电子对数为2+$\frac{1}{2}$(4-2×2)=2,价层电子对模型为直线型,
故答案为:小;直线型;
(3)C元素和O元素的气态氢化物中,较稳定的是H2O,水能形成分子间氢键,故水的沸点较高,
故答案为:H2O;H2O;
(4)化合物XYZ2为COCl2,COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,则该分子结构式为,共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以该分子中σ键和π键个数之比为3:1,
故答案为:3:1;
(5)与铁同周期且导电性强于铁的元素为铜,价电子排布式为3d104s1
故答案为:3d104s1

点评 本题考查结构位置性质关系应用,涉及的知识点较多,要求学生熟悉元素周期表的结构和相关性质,注意分子间氢键是物质的沸点反常升高,题目难度中等.

练习册系列答案
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15.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向.
(1)Ti(BH43是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得.
①基态Ti3+的未成对电子数有1个.
②LiBH4由Li+和BH4-构成,BH4-的等电子体是NH4+(写一种).LiBH4中不存在的作用力有C(填标号).
A.离子键   B.共价键    C.金属键   D.配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_H>B>Li.
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径:Li+<H-(填“>”、“=”或“<”).
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物.M的部分电离能如下表所示:
I1/KJ•mol-1I2/KJ•mol-1I3/KJ•mol-1I4/KJ•mol-1I5/KJ•mol-1
738145177331054013630
M是Mg(填元素符号).
(3)某种新型储氧材料的理论结构模型如图1所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有3种.

(4)若已知元素电负性氟大于氧,试解释沸点H2O高于HFH2O分子间氢键数比HF多,所以H2O沸点高.
分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料.X一定不是BC(填标号).
A.H2O  B.CH4 C.HF  D.CO(NH22
(5)图2中纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因.假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同.则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为C.
A.87.5%B.92.9%
C.96.3%D.100%
2.周期表前三周期元素A、B、C、D,原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸.请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是高氯酸中非羟基氧原子为3个,而氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱).
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在.A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为sp3的两元共价化合物.其中,属于不等性杂化的是NCl3、PCl3(写化学式).以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形.
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角.由于C核外比B多一层电子,C还可以和D形成另一种两元共价化合物.此时C的杂化轨道中没有孤对电子,比起之前C和D的化合物,它的杂化轨道多了一条.其杂化方式为sp3d杂化.
(4)A和B能形成多种结构的晶体.其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料.其结构如图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为C3N4.实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3.已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm.其晶体密度为3.11g•cm-3(已知:$\sqrt{2}$=1.414,$\sqrt{3}$=1.732,结果精确到小数点后第2位).

图1是A和B形成的一种晶体结构图,图2是切片层状结构,图3是晶胞结构 (图2和图3中○为N原子●为C原子).

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