题目内容

15．有X、Y、Z、W、A、B六种元素．其相关信息如下：
请回答下列有关问题：
元素相关信息
XX原子的1s轨道上只有1个电子
YY是周期表中电负性最大的元素 
ZZ是第三周期主族元素，其电离能l1～l7如下表所示（单位：KJ/mol）
l1 l2l3l4l5l6 l7
 578 1817 274511575 14830 18376 23293 
WW是主族元素且与A同周期，其最外电子层上有两个运动状态不同的电子 
AA是过渡元素，其基态原子的外围电子排布图为：
BB元素基态原子的2p轨道中有三个未成对的电子
（1）根据信息分析元素Y是F（填元素符号），A在元素周期表中的位置是第四周期VIII．
（2）BX3分子的中心原子采取的杂化类型是sp3．
（3）光谱证实单质 Z与强碱溶液反应生成[Z（OH）4]-，该原子的空间构型是正四面体型，[Z（OH）4]-离子中存在的化学键有ACD （填字母）
A．极性共价键   B．非极性共价键     C．配位键    D．σ键     E．π键
（4）Y与W可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示．W离子采取的堆枳方式是面心立方堆积，W离子的配位数为8，W离子的配位数为此空多余，Y离子占据空位四面体（填“四面体或八面体”）．若该晶体的密度为dg•cm-3，则该晶胞中最近的Y离子与W离子间的距离是$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{{N}_{A}×d}}$cm，（设NA为阿佛加德罗常数的值，只需列出计算表达式）

分析 X原子的1s轨道上只有一个电子，则X是H元素；
Y是电负性最大的元素，则Y为F元素；
Z是第三周期主族元素，由电离能数据可知，易失去3个电子，则Z是Al元素；
W是主族元素且与A同周期，其最外电子层上有两个运动状态不同的电子，则W是Ca元素；
A是过渡元素，其基态原子的外围电子排布图为：，则A的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，核外26个电子，是Fe元素；
B的基态原子2p轨道有三个未成对电子，则C是N元素；
（1）Y为F元素；A为Fe元素；
（2）根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式；
（3）[Al（OH）4]-中Al原子的价层电子对数为4；含有空轨道和含有孤电子对的原子之间形成配位键，不同非金属元素之间易形成极性键；
（4）F与Ca可形成离子化合物，根据晶胞结构知，Ca 2+的配位数为8；该晶胞中氟离子个数为8、钙离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞的体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$，再计算晶胞中最近的Y离子与W离子间的距离．

解答 解：（1）Y为F元素；A为Fe元素，Fe在周期表中位于第四周期VIII；
故答案为：F；第四周期VIII；
（2）NF3分子中N原子的价层电子对数为3+$\frac{5-3×1}{2}$=4，则N原子的杂化类型是sp3；故答案为：sp3；
（3）[Al（OH）4]-中Al原子的价层电子对数为4，没有孤电子对，空间构型为正四面体型；[Al（OH）4]-中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键、氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成极性共价键，属于σ键，离子中没有π键；
故答案为：正四面体型；ACD；
（4）F与Ca可形成离子化合物，根据晶胞结构知，Ca 2+位于晶胞的顶点和面心，属于面心立方堆积，Ca2+的配位数为8；由图可知，每个F-周围有4个Ca2+，形成四面体结构；该晶胞中氟离子个数为8、钙离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该晶胞的体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$=$\frac{78×4}{{N}_{A}×d}$cm3，则晶胞的边长$\root{3}{\frac{78×4}{{N}_{A}×d}}$cm；
设边长为xcm，上下方向的平面：晶胞上底面、下底面、中间4个蓝色球构成的2个平面、4个面心球构成面，这5个面之间的距离相等为$\frac{1}{4}$xcm，同理，左右方向形成的面间的距离相等为$\frac{1}{4}$xcm，故a球到晶胞右侧面的距离为$\frac{1}{4}$xcm，从a球向晶胞下底面作垂线，垂足为o，再作oc垂直棱，，即oc为$\frac{1}{4}$xcm，bc长为$\frac{1}{4}$xm，ao长为$\frac{1}{4}$xpm，ab两球的距离=$\sqrt{（\frac{x}{4}）^{2}+（\frac{x}{4}）^{2}+（\frac{x}{4}）^{2}}$=$\frac{\sqrt{3}x}{4}$cm，所以该晶胞中最近的Y离子与W离子间的距离是$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{{N}_{A}×d}}$cm；
故答案为：面心立方堆积；8；四面体；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{78×4}{{N}_{A}×d}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、配合物、原子核外电子排布、电离能等知识点，侧重考查学生知识运用、计算及空间想象能力，难点是晶胞计算及配位数计算，题目难度较大．

练习册系列答案
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16．同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的，下列有机物互为同分异构体的是（　　）
①CH2=CHCH3
②  
③CH3CH2CH3
 ④HC CCH3 
 ⑤  
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A．①和⑥B．①和③C．①和④D．⑤和⑥
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步骤3：用0.0200mol•L-1KMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+．
重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200mol•L-1 KMnO4溶液为V2、V3mL．
记录数据如下表：
实验编号KMnO4溶液的浓度（mol•L-1）KMnO4溶液滴入的体积（mL）
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（4）步骤3滴定时是否选择指示剂否（是或否）；说明理由因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+，紫红色褪去，所以不需要指示剂，写出步骤3中发生反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
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4．链型的不饱和油酸（C17H33COOH）与蔗糖反应可以制得非天然油脂，其反应示意图如图所示（图中的反应式不完整），则下列说法不正确的是（　　）
A．蔗糖、葡萄糖分别与银氨溶液水浴加热反应，有相同的实验现象
B．天然油脂、蔗糖、非天然油脂都能发生水解反应
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D．植物油、非天然油脂都可以与H2发生加成反应
5．在恒温恒容的密闭容器中，对于某储氢反应：MHx（s）+yH2（g）?MHx+2y（s）△H＜0达到平衡状态的标志是（　　）
A．容器内气体压强保持不变
B．吸收y mol H2只需1 mol MHx
C．若降温，该反应的平衡常数减小
D．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）＞v（吸氢）

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