Question

14．原子序數(shù)依次遞增的U、V、W、X、Y是周期表中前30號(hào)元素．已知U的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍；U與W形成的常見化合物之一是主要的溫室氣體；X與U同主族，其單質(zhì)在同周期元素所形成的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高；Y原子M能層為全充滿狀態(tài)，且核外的未成對(duì)電子只有一個(gè)．請(qǐng)回答下列問題：
（1）V在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族，該主族元素的氣態(tài)氫化物中，沸點(diǎn)最低的是PH₃（填化學(xué)式）．
（2）根據(jù)等電子原理分析，VW₂⁺中V原子的軌道雜化類型是sp．
（3）五種元素中，電負(fù)性最大與最小的兩種非金屬元素形成的化合物在常溫下是晶體，其晶體類型是原子晶體．
（4）+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)陽離子再失去一個(gè)電子形成+2價(jià)氣態(tài)基態(tài)陽離子所需要的能量稱為第二電離能I₂，依次還有I₃、I₄、I₅…，推測(cè)X元素的電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第五電離能．
（5）U的一種相對(duì)分子質(zhì)量為28的氫化物，其分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)之比為5：1．
（6）Y的基態(tài)原子有3種形狀不同的原子軌道；Y²⁺的價(jià)電子排布式為3d⁹；如圖丙（填“甲”“乙”或“丙”）表示的是Y晶體中微粒的堆積方式．

Answer 1

分析 原子序數(shù)依次遞增的U、V、W、X、Y是周期表中前30號(hào)元素．已知U的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，U原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，則U為碳元素；U與W形成的常見化合物之一是主要的溫室氣體，則W為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知V為N元素；X與U同主族，其單質(zhì)在同周期元素所形成的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高，則X為Si；Y原子M能層為全充滿狀態(tài)，且核外的未成對(duì)電子只有一個(gè)，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則Y為Cu，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：原子序數(shù)依次遞增的U、V、W、X、Y是周期表中前30號(hào)元素．已知U的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，U原子只能有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，則U為碳元素；U與W形成的常見化合物之一是主要的溫室氣體，則W為O元素；結(jié)合原子序數(shù)可知V為N元素；X與U同主族，其單質(zhì)在同周期元素所形成的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高，則X為Si；Y原子M能層為全充滿狀態(tài)，且核外的未成對(duì)電子只有一個(gè)，其原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，則Y為Cu，
（1）V為N元素，在周期表中的位置是：第二周期第ⅤA族，該主族元素的氣態(tài)氫化物中，沸點(diǎn)最低的是PH₃，
故答案為：第二周期第ⅤA族；PH₃；
（2）VW₂⁺為NO₂⁺，NO₂⁺與CO₂為等電子體，根據(jù)等電子原理可知，N原子與C原子的雜化發(fā)生相同，CO₂分子為直線型結(jié)構(gòu)，C原子采取sp雜化，故NO₂⁺中N原子為sp雜化，
故答案為：sp；
（3）五種元素中，電負(fù)性最大為O，最小的非金屬元素為Si，二者形成的化合物為SiO₂，其晶體是原子晶體，
故答案為：原子晶體；
（4）Si元素原子1s²2s²2p⁶3s²3p²，第三能層4個(gè)電子能量相差不是很大，與第二能層的電子能量相差較大，故其電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第五電離能，
故答案為：五；
（5）C元素的一種相對(duì)分子質(zhì)量為28的氫化物為C₂H₄，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH₂，含有4個(gè)C-H間、1個(gè)C=C雙鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵與1個(gè)π鍵，故其分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)之比為 5：1，
故答案為：5：1； 
（6）Cu的基態(tài)原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，有3種形狀不同的原子軌道；Cu²⁺的價(jià)電子排布式為3d⁹；Cu晶體屬于面心立方最密堆積，為ABC排列方式，故圖丙符合，
故答案為：3；3d⁹；丙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及核外電子排布、等電子體、電離能、化學(xué)鍵、晶胞結(jié)構(gòu)等知識(shí)，（5）（6）中晶胞問題為易錯(cuò)點(diǎn)，要熟記中學(xué)常見的晶胞結(jié)構(gòu)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．