题目内容

20．有aX、bY、cZ三种元素．已知：①各原子序数a、b、c均小于20且a+b+c=25；②元素Y的电子外围电子构型为nsnnpn+2；③X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种化合物，Y和Z在不同条件下可形成ZY和ZY2两种化合物；④Z的硫化物的相对分子质量与Z的氯化物的相对分子质量之比为38：77．据上可推知：
（1）X：Na，Y：O，Z：C（写元素符号）．
（2）X2Y2是离子晶体，构成晶体的微粒是Na+和O22-，该晶体中含有离子键、共价键（填微粒间作用）．
（3）Z的硫化物和氯化物的分子空间构型分别是直线形、正四面体，其中Z原子分别以sp、sp3杂化轨道成键，根据电子云重迭方式，Z的硫化物分子中含有的键的种类及数目是2个σ键和2个π键．
（4）Z的一种单质的晶胞结构如右图所示，则晶胞中Z原子的配位数为4，晶胞密度ρ=$\frac{96}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g．cm-3．（只写表达式）

分析 元素Y的原子价电子排布为ns2npn+2，Y属于短周期元素，当n=2时，Y是O元素，当n=3时Y是Cl元素；
元素Z的硫化物与元素Z的氯化物，常温下均为液态，分别为CS2和CCl4，二者的相对分子质量之比为38：77，则Z是C元素；X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种固态化合物，应为Na2O或Na2O2，所以X为Na元素，Y为O元素；又三者原子序数之和为25，则Z的原子序数为25-11-8=6，应为C元素，O和C在不同条件下可形成CO和CO2两种气态化合物，据此解答．

解答 解：元素Y的原子价电子排布为ns2npn+2，Y属于短周期元素，当n=2时，Y是O元素，当n=3时Y是Cl元素；
元素Z的硫化物与元素Z的氯化物，常温下均为液态，分别为CS2和CCl4，二者的相对分子质量之比为38：77，则Z是C元素；X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种固态化合物，应为Na2O或Na2O2，所以X为Na元素，Y为O元素；又三者原子序数之和为25，则Z的原子序数为25-11-8=6，应为C元素，O和C在不同条件下可形成CO和CO2两种气态化合物．
（1）由上述分析可知，X为Na、Y为O，Z为C，故答案为：Na；O；C；
（2）Na2O2为离子化合物，组成离子为Na+和O22-，含有离子键、共价键，故答案为：离子；Na+和O22-；离子键、共价键；
（3）CS2与CO2的价电子数目相等，为等电子体，结构相似，为直线形分子，C原子采取sp杂化，CCl4中C原子与4个Cl原子形成4个共价键，没有孤对电子，为正四面体结构，C原子采取sp3杂化；
CS2的结构式为S=C=S，含有2个σ键和2个π键，
故答案为：直线形；正四面体；sp；sp3；2个σ键和2个π键；
（4）晶胞中Z原子与周围的4个Z原子形成正四面体结构，晶胞中Z原子的配位数为4，晶胞中Z原子数目为4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，晶胞质量为$\frac{8×12}{{N}_{A}}$g，晶胞密度ρ=$\frac{8×12}{{N}_{A}}$g÷（acm）3=$\frac{96}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g．cm-3，
故答案为：4；$\frac{96}{{a}^{3}•{N}_{A}}$g．cm-3．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素的推断、分子的构型、杂化方式、化学键、晶胞计算等，推断元素是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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（2）写出实验室用氢氧化钠溶液吸收多余氯气的化学方程式：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O．
10．现有下列短周期元素相关性质的数据：
元素编号
元素性质		①②③④⑤⑥⑦
原子半径（10-10m）0.741.601.521.100.991.860.75
最高正化合价+2+1+5+7+1+5
最低负化合价-2-3-1-3
试回答下列问题：
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（2）元素④与元素⑦相比较，气态氢化物较稳定的是（填结构式）；
（3）元素④形成的+3和+5价的氯化物中，各原子均达到8电子稳定结构的化合物是PCl3（写化学式）；
（4）以下叙述正确的是A．
A．氢化物的沸点为④＜⑦B．①与②形成的化合物具有两性
C．与稀盐酸反应单质②比单质⑥快 D．最高价氧化物对应水化物的碱性③＞⑥

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