Question

12．有X、Y、Z三种元素．其中X原子的价电子构型为2s²2p²，Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道，Z的+1价离子是一个质子．
试回答下列问题：
（1）ZXY分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型，写出该分子的结构式H-C≡N，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的类型有σ键、π键．
（2）常温下，YZ₃呈气态，但易被液化，且极易溶于水，其原因是氨气分子间易形成氢键，氢键的存在导致其沸点较高、易液化；NH₃和H₂O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH₃又能与H₂O发生化学反应，使得NH₃极易溶于水．
（3）液态的YZ₃是一种重要的溶剂，其性质与H₂O相似，可以与活泼金属反应，写出Na与液态YZ₃反应的化学方程式2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑．
（4）指出YZ₃分子中Y原子的杂化类型sp³杂化．

Answer 1

分析 X原子的价电子构型为2s²2p²，则X是C元素，Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道，可推知Y是N元素；Z的+1价离子是一个质子，则Z原子核外只有一个电子，所以Z为H元素．
（1）分子ZXY为HCN，其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键2个π键；
（2）分子YZ₃为NH₃，氨气分子之间存在氢键，沸点高易液化，根据相似相溶原理知，极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，氨气和水分子之间易形成氢键，氢键的存在能增大氨气的溶解度；
（3）分子YZ₃为NH₃，根据2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑可类推出钠和液氨的反应；
（4）NH₃中N原子形成3个N-H键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4．

解答 解：X原子的价电子构型为2s²2p²，则X是C元素，Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道，可推知Y是N元素；Z的+1价离子是一个质子，则Z原子核外只有一个电子，所以Z为H元素．
（1）分子ZXY为HCN，HCN分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型，说明C原子形成4个共价键，N原子形成3个共价键，所以其结构式为H-C≡N，共价单键为σ键，共价三键中含有一个σ键2个π键，则该分子中含有的共价键有σ键和π键，
故答案为：H-C≡N；σ键、π键；
（2）分子YZ₃为NH₃，氨气分子间易形成氢键，氢键的存在导致其沸点较高、易液化；
NH₃和H₂O都是极性分子，根据相似相溶原理知，氨气易溶于水，且二者能形成氢键，NH₃又能与H₂O发生化学反应生成一水合氨，所以使得NH₃极易溶于水，
故答案为：氨气分子间易形成氢键，氢键的存在导致其沸点较高、易液化；NH₃和H₂O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH₃又能与H₂O发生化学反应，使得NH₃极易溶于水；
（3）分子YZ₃为NH₃，氨气的性质和水的性质相似，由2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑可类推出：2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑，
故答案为：2Na+2NH₃═2NaNH₂+H₂↑；
（4）NH₃中N原子形成3个N-H键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，其杂化方式为sp³杂化，
故答案为：sp³杂化．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，涉及分子结构与性质等知识点，同时考查学生知识迁移能力，会利用知识迁移的方法分析钠和液氨的反应，明确氢键对物质物理性质的影响，难度中等．