题目内容
【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]
W、X、Y、Z为前四周期元素，且原子序数依次增大。已知W基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子，X核外电子共有15种运动状态，Y为短周期元素、最高正价为+7，Z与Y能形成两种常见的化合物ZY2，ZY3。回答下列问题：
（1）Z3＋的核外电子排布式为 ，X、Y、Z三种元素第一电离能由大到小的顺序为 （用具体的元素符号填写）。
（2）XY3分子的空间构型是___________，其中心原子采取_______杂化。
（3）WY4属于_________分子（填极性或非极性），与WY4互为等电子体的一种离子是________（用离子符号填写）。
（4）已知ZY3的沸点：319℃，熔点：306℃，则ZY3的晶体类型为 ，W与氢元素能形成WnH2n+2（n为正整数）的一系列物质，这一系列物质沸点的变化规律是 。
（5）已知Z的单质有如图所示的两种常见堆积方式：其中属于面心立方最密堆积的是 （填a或b）；若单质Z按b方式紧密堆积，原子半径为rcm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则单质Z的密度 g/cm3（列出算式即可）。
【答案】
（1）[Ar]3d5（2分） Cl＞P＞Fe（2分）
（2）三角锥形（1分） sp3（1分）
（3）非极性（1分） SO42－或PO43－（2分）
（4）分子晶体（1分） 相对分子质量越大，分子间作用力越强，则沸点越高（2分）
（5）a（1分） 
（2分）
【解析】
试题分析：W、X、Y、Z为前四周期元素，且原子序数依次增大。W基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子，说明2p轨道电子数为2，应为C元素。X核外电子共有15种运动状态，应为P元素。Y为短周期元素、最高正价为+7，应为Cl元素。Z与Y能形成两种常见的化合物ZY2，ZY3，说明Z有+2价、+3价两种不同的价态，为Fe元素。
（1）Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5；非金属性越强，第一电离能越大，则P、Cl、Fe三种元素第一电离能由大到小的顺序为Cl＞P＞Fe。
（2）PCl3含有的价层电子对数＝3＋（5－1×3）/2＝4，因此空间构型为三角锥形，其中心原子采取sp3杂化。
（3）CCl4属于正四面体型结构，是非极性分子。原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，与CCl4互为等电子体的一种离子是SO42－或PO43－。
（4）已知FeCl3的沸点：319℃，熔点：306℃，沸点较低，则FeCl3的晶体类型为分子晶体；C与氢元素能形成CnH2n+2（n为正整数）的一系列物质，为烷烃，晶体类型为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则沸点越高。
（5）由晶胞示意图可知，a为面心立方最密堆积，b为体心立方堆积，铁位于顶点和体心，则一个晶胞中Fe的个数为1+8×1/8＝2，一个晶胞的质量为
；体心结构中，体对角线长为4rcm，晶胞边长为
，晶胞的体积为（
）3cm3，故密度为
。
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