Question

6．X、Y、Z、W、Q五種元素的原子序數(shù)依次增大，X、Y、Z、W屬于短周期元素．已知X位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對電子數(shù)相同；Y原子核外有三個能級，且每個能級上容納的電子數(shù)相同；W原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍；Q元素的原子核外有26個運(yùn)動狀態(tài)完全不相同的電子．回答下列問題：
（1）僅由X與W組成的含18個電子的分子的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H；
（2）Y、Z、W中第一電離能最大的是N（填元素符號）；
（3）已知CsICl₂不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，則它按下列A方式發(fā)生．
A．CsICl₂=CsCl+ICl      B．CsICl₂=CsI+Cl₂
（4）下列分子既不存在s-pδ鍵，也不存在p-pπ鍵的是D；
A．HCl    B．HF       C．SO₂      D．SCl₂
（5）YW₃^2-離子的空間構(gòu)型是平面三角形，其中心原子的雜化軌道類型是sp²；
（6）Y的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，分子構(gòu)型為一個32面體，其中有12個五元環(huán)，20個六元環(huán)（如圖1）．則1個這種單質(zhì)分子中所含π鍵的數(shù)目為30N_A；
（7）Q元素的單質(zhì)在形成晶體時，其晶胞如圖2所示．則Q原子的配位數(shù)為8，若Q的原子半徑為acm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則該單質(zhì)的密度為$\frac{2×56}{{N}_{A}×（\frac{4a}{\sqrt{3}}）3}$g/cm³（不必化簡）．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q五種元素的原子序數(shù)依次增大，X、Y、Z、W屬于短周期元素．已知X位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對電子數(shù)相同，則A為H元素；Y原子核外有三個能級，且每個能級上容納的電子數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為C元素；W原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則W為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則Z為N元素；Q元素的原子核外有26個運(yùn)動狀態(tài)完全不相同的電子，則Q為Fe．
（1）由H與O組成的含18個電子的分子為H₂O₂；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
（3）在離子晶體中離子半徑越小、離子所帶電荷越高，晶格能越大；
（4）s能級與p能級電子形成的共價鍵為s-pσ鍵，p能級電子之間形成雙鍵、三鍵中含有p-pπ鍵；
（5）CO₃^2-離子中C原子孤電子對數(shù)=$\frac{4+2-2×3}{2}$=0、價層電子對數(shù)為3+0=3；
（6）每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵，均為兩個碳共用，所以每個碳實(shí)際占有的碳碳雙鍵數(shù)為0.5，而每個雙鍵中有一個π鍵；
（7）Fe元素對應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體為體心立方堆積，所以鐵的配位數(shù)為8；
根據(jù)均攤法計算晶胞中Fe原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，體對角線上原子相切，如果Fe的原子半徑為 a cm，則立方體的邊長為$\frac{4a}{\sqrt{3}}$cm，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算密度．

解答 解：X、Y、Z、W、Q五種元素的原子序數(shù)依次增大，X、Y、Z、W屬于短周期元素．已知X位于周期表的s區(qū)，其原子中電子層數(shù)和未成對電子數(shù)相同，則A為H元素；Y原子核外有三個能級，且每個能級上容納的電子數(shù)相同，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，則Y為C元素；W原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則W為O元素；Z的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則Z為N元素；Q元素的原子核外有26個運(yùn)動狀態(tài)完全不相同的電子，則Q為Fe．
（1）由H與O組成的含18個電子的分子為H₂O₂，結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，故答案為：H-O-O-H；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能最大的是N＞O＞C；
Q元素的原子核外有26個運(yùn)動狀態(tài)完全不相同的電子，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：N；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（3）CsICl₂不穩(wěn)定，受熱易分解，傾向于生成晶格能更大的物質(zhì)，由于氯離子的半徑小于碘離子，所以CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，按反應(yīng)CsICl₂=CsCl+ICl進(jìn)行，
故選：A；
（4）A． HCl中為單鍵，存在s-pσ鍵，
B．HF中為單鍵，存在s-pσ鍵，
C． SO₂中含有雙鍵，存在p-pπ鍵，
D． SCl₂中為單鍵，存在p-pσ鍵，
故答案為：D；
（5）CO₃^2-離子中C原子孤電子對數(shù)=$\frac{4+2-2×3}{2}$=0、價層電子對數(shù)為3+0=3，離子的空間構(gòu)型是平面三角形，其中心原子的雜化軌道類型是sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp²；
（6）碳元素的一種單質(zhì)相對分子質(zhì)量為720，則該分子為C₆₀，分子構(gòu)型為一個32面體，其中有12個五元環(huán)，20個六元環(huán)，每個碳周圍有一個碳碳雙鍵和兩個碳碳單鍵，均為兩個碳共用，所以每個碳實(shí)際占有的碳碳雙鍵數(shù)為0.5，而每個雙鍵中有一個π鍵，所以C₆₀中π鍵的數(shù)目為60×0.5N_A=30N_A，
故答案為：30N_A；
（7）Fe元素對應(yīng)的單質(zhì)在形成晶體時，采用圖中堆積模型為體心立方堆積，即在立方體的中心有一個鐵原子，與這個鐵原子距離最近的原子位于立方體的8個頂點(diǎn)，所以鐵的配位數(shù)為8；
晶胞中Fe原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$=2，晶胞質(zhì)量為2×$\frac{56}{{N}_{A}}$g，如果Fe的原子半徑為 a cm，則立方體的邊長為$\frac{4a}{\sqrt{3}}$cm，晶胞的體積為（$\frac{4a}{\sqrt{3}}$cm）³，所以鐵單質(zhì)的密度表達(dá)式為2×$\frac{56}{{N}_{A}}$g÷（$\frac{4a}{\sqrt{3}}$cm）³=$\frac{2×56}{{N}_{A}×（\frac{4a}{\sqrt{3}}）3}$g/cm³，
故答案為：8；$\frac{2×56}{{N}_{A}×（\frac{4a}{\sqrt{3}}）3}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、核外電子排布、電離能、化學(xué)鍵、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、晶胞結(jié)構(gòu)與計算，（6）（7）為易錯點(diǎn)、難點(diǎn)，需要學(xué)生具備一定空間想象與計算能力，難度中等．