Question

1．X、Y、Z、W、Q为前四周期的五种元素，且原子序数依次增大．已知X、Y、Z、W均为非金属元素，XW₂分子与Y₃^-为等电子体，元素W和元素Z为同族元素，Q的最外层电子数为2，次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，根据以上信息回答下列问题：
（1）上述五种元素中电负性最大的是O（填元素符号，下同），Y的第一电离能大于Z的第一电离能原因N原子最外层2p轨道半充满，能量低，所以稳定．
（2）XW₂的电子式为．
（3）Q的价电子排布式为3d⁵4s²，Y₃^-的分子构型为直线形．
（4）下列关于WZ₂结构的说法正确的是d（填序号）．
a．WZ₂为直线形非极性分子      b．WZ₂为直线形极性分子
c．WZ₂中W为sp³杂化           d．WZ₂中W为sp²杂化
（5）W有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的强，理由S的正电性越高，导致S-O-H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H⁺，即酸性越强．
（6）α-QW的晶胞是立方体，用X射线衍射法测得该晶体晶胞边长=520.0pm，26℃测得该晶体的密度为4.1g/cm³，请列式计算一个晶胞中含有的Q、W离子数．（5.2³≈140.6）

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q为前四周期的五种元素，且原子序数依次增大，X、Y、Z、W均为非金属元素，W可以形成W^2-离子，处于VIA族，Q的最外层电子数为2，次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，则Q处于第三周期，XW₂分子与Y₃^-为等电子体，元素W和元素Z为同族元素，X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、W为S元素，Q原子次外层电子数为5+8=13，外围电子排布式为3d⁵4s²，则Q为Mn元素．

解答 解：X、Y、Z、W、Q为前四周期的五种元素，且原子序数依次增大，X、Y、Z、W均为非金属元素，W可以形成W^2-离子，处于VIA族，Q的最外层电子数为2，次外层电子数等于Y和W^2-最外层电子数之和，则Q处于第三周期，XW₂分子与Y₃^-为等电子体，元素W和元素Z为同族元素，X为C元素、Y为N元素、Z为O元素、W为S元素，Q原子次外层电子数为5+8=13，外围电子排布式为3d⁵4s²，则Q为Mn元素．
（1）同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，非金属性越强电负性越大，故上述五种元素中氧元素的电负性最大，N原子最外层2p轨道半充满，能量低，所以稳定，第一电离能大于氧元素等，
故答案为：O；N原子最外层2p轨道半充满，能量低，所以稳定；
（2）CS₂的电子式为：，故答案为：；
（3）Q的价电子排布式为3d⁵4s²，N₃^-与CO₂互为等电子体，二者结构相似，N₃^-为直线形结构，故答案为：3d⁵4s²；直线形；
（4）a．SO₂中S原子孤电子对数=$\frac{6-2×2}{2}$=1、价层电子对数=2+1=3，为V形结构，属于极性分子，SO₂中S原子杂化轨道数目为3，采取sp²杂化，
故选：d；
（5）W有两种常见的含氧酸，S的正电性越高，导致S-O-H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H⁺，即酸性越强，
故答案为：强；S的正电性越高，导致S-O-H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H⁺，即酸性越强；
（6）α-MnS的晶胞是立方体，用X射线衍射法测得该晶体晶胞边长=520.0pm，26℃测得该晶体的密度为4.1g/cm³，晶胞质量为4.1g/cm³×（520×10^-10cm）³，设晶胞中Q、W离子数目为y，则y×$\frac{87}{6.02×1{0}^{23}}$g=4.1g/cm³×（520×10^-10cm）³，解得y=4，
答：一个晶胞中含有的Q、W离子数均为4．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，推断元素是解题关键，注意根据离子电荷、等电子体进行推断，掌握均摊法进行晶胞有关计算．