X.Y.M.Z.R为前四周期元素.且原子序数依次增大．XY2是红棕色气体,X与氢元素可形成XH3,M是周期表中电负性最大的元素,Z基态原子的M层是K层电子数的3倍,R2+离子的3d轨道中有9个电子．请回答下列问题:(1)．基态Y原子的价电子排布图是,Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是氯(2)XY2-离子的立体构型是V形,R2+的水合离子[R(H2O)4]2+中.提供孤电子� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．

X、Y、M、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY₂是红棕色气体；X与氢元素可形成XH₃；M是周期表中电负性最大的元素；Z基态原子的M层是K层电子数的3倍；R²⁺离子的3d轨道中有9个电子．请回答下列问题：
（1）．基态Y原子的价电子排布图是

；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是氯（元素名称）
（2）XY₂^-离子的立体构型是V形；R²⁺的水合离子[R（H₂O）₄]²⁺中，提供孤电子对的原子是O（元素符号）．
（3）已知XH₃易与R²⁺形成配离子，但XM₃不易与R²⁺形成配离子，其原因是由于电负性F＞N＞H，NF₃分子中共用电子对偏向F原子，使得N原子上的孤对电子难与Cu²⁺形成配合物．
（4）Y与R所形成的化合物晶体晶胞如图所示，
该晶体的化学式：CuO；晶胞参数如图所
示，则该晶胞密度是2.1g?cm^-3（列式并计
算结果，保留小数点儿后一位）．
（5）图1表示某种含氮有机化合物的结构，
其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶
点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分
子并形成4个氢键予以识别．下列分子或离子中，
能被该有机化合物识别的是c（填标号）．
a．CF₄ b．CH₄ c．NH₄⁺ d．H₂O．

分析 X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素，XY₂是红棕色气体，X与氢元素可形成XH₃，则X为N元素、Y为O元素；M是周期表中电负性最大的元素，则M为F元素；Z基态原子的M层是K层电子数的3倍，则原子M层电子数为6，故Z为S元素；R²⁺离子的3d轨道中有9个电子，R原子外围电子排布为3d¹⁰4s¹，故R为Cu元素．
（1）基态Y原子的价电子排布式为2s²2p⁴，根据泡利原理、洪特规则画出价电子排布图；
Z所在周期为第三周期，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA、ⅤA族第一电离能高于同周期相邻元素；
（2）计算NO₂^-离子中N原子价层电子对数、孤电子对数确定空间构型；Cu²⁺具有空轨道，H₂O中氧原子具有孤电子对；
（3）NF₃分子中氟原子电负性强，吸电子，使得氮原子上的孤对电子难于与Cu²⁺形成配位键；
（4）由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为4，故为CuO，计算晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度；
（5）F、O、N电负性很大，与H元素形成的微粒之间可以形成氢键，正四面体顶点N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键，该微粒应含有4个H原子．

解答解：X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素，XY₂是红棕色气体，X与氢元素可形成XH₃，则X为N元素、Y为O元素；M是周期表中电负性最大的元素，则M为F元素；Z基态原子的M层是K层电子数的3倍，则原子M层电子数为6，故Z为S元素；R²⁺离子的3d轨道中有9个电子，R原子外围电子排布为3d¹⁰4s¹，故R为Cu元素．
（1）基态Y原子的价电子排布式为2s²2p⁴，价电子排布图为：；
Z所在周期为第三周期，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA、ⅤA族第一电离能高于同周期相邻元素，故第三周期中Cl的第一电离能最大，
故答案为：；氯；
（2）NO₂^-离子中N原子孤电子对数=$\frac{5+1-2×2}{2}$=1，价层电子对数=2+1=3，故其空间构型为V形，型；Cu²⁺提供空轨道，H₂O中氧原子提供孤电子对，形成配离子，
故答案为：V形；O；
（3）由于电负性F＞N＞H，NF₃分子中共用电子对偏向F原子，使得N原子上的孤对电子难与Cu²⁺形成配合物，
故答案为：由于电负性F＞N＞H，NF₃分子中共用电子对偏向F原子，使得N原子上的孤对电子难与Cu²⁺形成配合物；
（4）由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目为1+2×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{4}$+8×$\frac{1}{8}$=4、黑色球数目为4，故化学式为CuO，晶胞质量为4×$\frac{80}{6.02×1{0}^{23}}$g，晶胞密度=4×$\frac{80}{6.02×1{0}^{23}}$g÷（600×10^-10cm×600×10^-10cm×700×10^-10cm）=2.1g/cm³，
故答案为：CuO；2.1；
（5）F、O、N电负性很大，与H元素形成的微粒之间可以形成氢键，正四面体顶点N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键，该微粒应含有4个H原子，选项中只有NH₄⁺ 符合，
故选：c．

点评本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、空间构型判断、氢键、晶胞计算等，（3）中注意从电负性理解分析，难度中等．

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