Question

【题目】原子序数小于36的X、Y、Z、W、Q、R六种元素，原子序数依次增大，X、Q能形成两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为2∶1和1∶1，Y原子核外电子占据3个轨道，Z是形成化合物种类最多的元素，R基态原子的第一能层与第四能层填充的电子数相同，第二能层与第三能层填充的电子数相同。

Ⅰ．Z2X2是有机合成工业的一种原料。

（1）将Z2X2通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为_________________，比较NH3和[Cu(NH3)2]+中H-N-H键角的大小：NH3___[Cu(NH3)2]+（填“大于”或“小于”），并说明理由_________________

（2）Z2X2与XZW反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_____________

（3）Y（OH）3是一元弱酸，其中Y原子因缺电子而易形成配位键，写出Y（OH）3在水溶液中的电离方程式____________________________________

Ⅱ．工业上用RZ2与X2Q反应生成Z2X2。

（4）RZ2中的Z22-与Q22+互为等电子体，Q22+的电子式可表示为__________。

（5）工业制Z2X2的原料（RZ2、X2Q）以及产物（Z2X2）的沸点从高到低排序，其顺序为___________（用化学式表示），其理由为_______________。

（6）RZ2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但RZ2晶体中含有的哑铃形Z22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，晶胞的边长分别为a nm、a nm、b nm。RZ2晶体中，阳离子的配位数为____________， RZ2的密度___________g/cm3（用a、b表示）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10或[Ar] 3d10小于NH3与Cu+形成配位键，N-H键斥力减小，键角增大或NH3分子内存在孤电子对，孤电子对与共用电子对之间的斥力更大，所以NH3的键角更小sp杂化、sp2杂化B(OH)3+ H2O [B(OH)4]-+H+CaC2 H2O C2H2CaC2、H2O、C2H2分别属于离子晶体、分子晶体、分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体；H2O分子间存在氢键，作用力较大，故其沸点高于C2H2464×4/(a2b×10-21NA)(或者NA用6.02×1023表示)

【解析】

原子序数小于36的X、Y、Z、W、Q、R五种元素，原子序数依次增大，X、Q能形成两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为2∶1和1∶1，则X是H元素、Q是O元素，甲是H2O、乙是H2O2；Y原子核外电子占据3个轨道，则Y为B；Z是形成化合物种类最多的元素，为C元素；R基态原子的第一能层与第四能层填充的电子数相同，第二能层与第三能层填充的电子数相同，则E是Ca元素。

（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，Cu原子失去最外层1个电子生成Cu+，根据构造原理书写Cu+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar] 3d10；NH3与Cu+形成配位键，N-H键斥力减小，键角增大或NH3分子内存在孤电子对，孤电子对与共用电子对之间的斥力更大，所以NH3的键角更小；

（2）Z2X2是C2H2，Z2X2与XZW反应可得丙烯腈则 XZW为HCN，HCN分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以C原子杂化类型sp杂化，丙烯腈分子中亚甲基C原子价层电子对个数是3，杂化类型是sp2杂化，剩余两个C原子价层电子对个数是2，所以C原子杂化类型sp杂化；

（3）Y（OH）3是一元弱酸，其中Y原子因缺电子而易形成配位键，则Y（OH）3为B(OH)3

电离方程式为：B(OH)3+ H2O [B(OH)4]-+H+；

（4）CaC2中C22-与O22+互为等电子体,等电子体原子个数相同、电子数相同、结构相似，所以O22+的电子式为；

（5）Z2X2为C2H2、X2Q 为H2O、RZ2 为CaC2，CaC2、H2O、C2H2分别属于离子晶体、分子晶体、分子晶体，离子晶体的沸点高于分子晶体；H2O分子间存在氢键，作用力较大，故其沸点高于C2H2 ，故沸点由高到低的顺序为：CaC2 ＞H2O ＞C2H2；

（6）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长,晶胞的边长分别为a nm、a nm、b nm, CaC2晶体中,阳离子的配位数为4,该晶胞中Ca2+个数 、C22-个数 ,其密度 。