题目内容

6.元素X、Y、Z为前四周期元素,X的基态原子核外电子有21种运动状态,元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍,Z与X、Y不在同一周期,且Z原子核外p电子比s电子多5个.
(1)X基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d14s2.
(2)X是石油化工中重要的催化剂之一,如催化异丙苯()裂化生成苯和丙烯.
①1mol苯分子中含有σ键的数目为12mol.
②异丙苯分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2、sp3.
(3)与Y3分子互为等电子体的阳离子为ClO2+.
(4)XZ3易溶于水,熔点为960℃,熔融状态下能够导电,据此可判断XZ3晶体属于离子晶体(填晶体类型).
(5)元素Ce与X同族,其与Y形成的化合物晶体的晶胞结构如下图,该化合物的化学式为CeO2.

分析 元素X、Y、Z为前四周期元素,X的基态原子核外电子有21种运动状态,则X的原子序数为21,为Sc元素;元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍,最外层最多容纳8个电子,则Y含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;Z与X、Y不在同一周期,则Z位于第一或第三周期,且Z原子核外p电子比s电子多5个,则Z只能位于第三周期,核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,为Cl元素,据此进行解答.

解答 解:元素X、Y、Z为前四周期元素,X的基态原子核外电子有21种运动状态,则X的原子序数为21,为Sc元素;元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍,最外层最多容纳8个电子,则Y含有2个电子层,最外层含有6个电子,为O元素;Z与X、Y不在同一周期,则Z位于第一或第三周期,且Z原子核外p电子比s电子多5个,则Z只能位于第三周期,核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,为Cl元素,
(1)X的原子序数为21,根据工作原理其核外电子排布式为:[Ar]3d14s2,
故答案为:[Ar]3d14s2;
(2)①苯分子中含有6个C-Cσ键和6个C-Hσ键,总共含有12个σ键,则1mol苯分子中含有12molσ键,
故答案为:12;
②分子中苯环上的碳为平面结构,采用sp2杂化,而亚甲基和甲基上的碳采用sp3杂化,所以碳原子轨道的杂化类型是sp2、sp3,
故答案为:sp2、sp3;
(3)Y3为O3,O3的电子数为24,含有3个原子,则与O3分子互为等电子体的阳离子为ClO2+,
故答案为:ClO2+;
(4)XZ3为ScCl3,ScCl3易溶于水,熔点为960℃,熔融状态下能够导电,说明熔融状态下能够电离出阴阳离子,则ScCl3为离子化合物,属于离子晶体,
故答案为:离子晶体;
(5)Y为O元素,根据图示可知,该晶胞中含有8个O原子,含有Ce原子的数目为:8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,则该化合物的化学式为:CeO2,
故答案为:CeO2.

点评 本题考查较为综合,涉及晶胞计算、元素推断、原子杂化等知识,题目难度中等,推断元素为解答关键,注意掌握均摊法在晶胞计算中的应用,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力.

练习册系列答案
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