题目内容

14．X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态．请回答下列问题：
（1）Q+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
（2）化合物X2W2中W的杂化方式为sp3，ZW2-离子的立体构型是V形；
（3）Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是SiO2（填化学式），原因是SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；
（4）将Q单质的粉末加入到ZX3的浓溶液中，并通入W2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu（NH3）4]2++4OH-；
（5）Y有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为8，Y原子的配位数为4，若晶胞的边长为a pm，晶体的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的数值为$\frac{{96×{{10}^{30}}}}{{{a^3}•ρ}}$（用含a和ρ的代数式表示）．

分析 X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，则X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，核外电子排布为1s22s22p2，故Y为C元素；R与Y同一主族，结合原子序数可知，R为Si，而Z原子单电子数在同周期元素中最多，则外围电子排布为ns2np3，原子序数小于Si，故Z为N元素；W与Z同周期，第一电离能比Z的低，则W为O元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，不可能为短周期元素，原子序数小于30，故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，则Q为Cu元素，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，则X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，核外电子排布为1s22s22p2，故Y为C元素；R与Y同一主族，结合原子序数可知，R为Si，而Z原子单电子数在同周期元素中最多，则外围电子排布为ns2np3，原子序数小于Si，故Z为N元素；W与Z同周期，第一电离能比Z的低，则W为O元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，不可能为短周期元素，原子序数小于30，故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，则Q为Cu元素，
（1）Cu+核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；
（2）化合物H2O2中结构式为H-O-O-H，O原子价层电子对数为2+$\frac{6-2}{2}$=4，故O原子采取sp3杂化；
NO2-离子中N原子孤电子对数为$\frac{5+1-2×2}{2}$=1、价层电子对数为2+1=3，故其立体构型是V形，
故答案为：sp3；V形；
（3）Y、R的最高价氧化物分别为二氧化碳、二氧化硅，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，故沸点较高的是 SiO2，
故答案为：SiO2； SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；
（4）将Cu单质的粉末加入到NH3的浓溶液中，并通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，反应生成[Cu（NH3）4]2+，该反应的离子方程式为：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu（NH3）4]2++4OH-，
故答案为：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu（NH3）4]2++4OH-；
（5）碳有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为：4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8；
每个Y与周围的4个Y原子相邻，故Y原子的配位数为4；
若晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为（a×10-10）3cm3，晶体的密度为ρ g/cm3，则晶胞质量为（a×10-10）3cm3×ρ g/cm3=ρa3×10-30ρ g，则8×$\frac{12}{{N}_{A}}$g=ρa3×10-30ρ g，故NA=$\frac{{96×{{10}^{30}}}}{{{a^3}•ρ}}$，
故答案为：8；4；$\frac{{96×{{10}^{30}}}}{{{a^3}•ρ}}$．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子构型、晶体类型与性质、配合物、晶胞结构与计算等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性．自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2B4O7•10H2O，实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B（OH）4]-缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5（OH）4]8H2O．其结构如图3所示，它的阴离子可形成链状结构．
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19．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态．
（1）E元素基态原子的价电子排布式为3d104s1．
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N（填元素符号），电负性数值由大到小的顺序为O＞N＞C（填元素符号）．
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6．如表各组物质中，满足组内甲、乙、丙任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是（　　）
物质组别甲乙丙
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在标准状况下，有一刚性密闭容器，被一可以自由滑动的活塞分成两个密闭的反应器。左侧充入等物质的量的氢气和氧气，右侧充入一氧化碳和氧气的混合气体。同时引燃左右两侧的混合气，反应后恢复到标准状况。反应前后活塞位置如下图所示。则右侧混合气体中一氧化碳和氧气的物质的量之比是____________或___________。（液态水的体积忽略不计）

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