题目内容

20.X、Y、Z、Q、R、W是原子序数依次增大的前四周期元素.X的原子核内无中子,Y与Z能形成两种无色无味的气体,Q与X同族,R在同周期主族元素中原子半径最小,基态原子W的3d能级有2个空轨道.请回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置:第四周期第VB族.上述6种元素中电负性最大的是(填名称)氧.
(2)RZ3-的空间构型为三角锥形,化合物YX4Z的沸点比YX3R高,其原因是前者分子间能形成氢键.
(3)Y和W能够形成强度极高的化合物G,其晶胞结构如图所示,G的化学式为VC.如从该晶胞中抽出Y原子,所得晶胞即为单质W的晶胞,其配位数为12.
(4)强酸性溶液中,WZ2+在加热条件下可以被X2Y2Z4还原为WZ2+,该反应的离子方程式是2VO2++H2C2O4+2H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2VO2++2CO2↑+2H2O.

分析 X的原子核内无中子,则X是H,Y与Z能形成两种无色无味的气体是一氧化碳和二氧化碳,所以Y是C,Z是O,Q与X同族,所以Q是Na,R在同周期主族元素中原子半径最小,所以R是Cl,基态原子W的3d能级有2个空轨道是23号钒,由此分析解答.

解答 解:(1)钒在元素周期表中的位置:第四周期第VB族,上述6种元素中非金属性最大的是氧,故答案为:第四周期第VB族;氧;
(2)氯酸根离子中氯是sp3,有一对孤对电子对,所以是三角锥形;化合物YX4Z是CH3OH,YX3R是CH3Cl,CH3OH分子间存在氢键,所以CH3OH比CH3Cl的沸点高,故答案为:三角锥形;前者分子间能形成氢键;
(3)晶胞中一Y周围有6个W,而一个W周围有6个Y,所以Y与W的个数之比为1:1,所以化学式为VC,如从该晶胞中抽出Y原子,所得晶胞即为单质W的晶胞,α平面内4个β平面内4个γ平面内4个,所以其配位数为12,故答案为:VC;12;
(4)强酸性溶液中,VO2+在加热条件下可以被H2C2O4还原为VO2+,离子方程式为:2VO2++H2C2O4+2H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2VO2++2CO2↑+2H2O,
故答案为:2VO2++H2C2O4+2H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2VO2++2CO2↑+2H2O.

点评 本题是对物质结构的考查,涉及核元素在周期表中的位置、氢键、晶胞空间结构的判断等,难度中等,推断元素是解题关键,注意晶胞结构的观察.

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