Question

2．X、Y、Z、R、T為周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．X元素的一種核素無中子存在，Y的2p能級中有1個空軌道，Z的單質(zhì)為空氣的主要成分，R的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，T原子的價層電排布式是3d⁷4s²．回答下列問題：
（1）T原子的價層電子排布圖是．
（2）在Y₂X₄分子中，Y原子的雜化軌道類型是sp²．
（3）用“＜”或“＞”填空：

電負性	原子半徑	沸點	酸性
Y＜Z	Z＞R	Y2X6＜YX4R	XZR3＞XZR2

（4）R和T形成的一種離子晶體結(jié)構(gòu)如圖，則該晶體中T離子的配位數(shù)是4．
（5）TR放入足量的XYZ溶液（呈弱酸性，分解溫度1200℃）中，微熱產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)和[T（YZ）₆]^3-離子，該反應的離子方程式為2CoO+12HCN=2[Co（CN）₆]^3-+6H⁺+H₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 X、Y、Z、R、T為周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．X元素的一種核素無中子存在，則X為H元素；Y的2p能級中有1個空軌道，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故Y為C元素；R的最外層電子數(shù)為其內(nèi)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，故R為O元素；Z的單質(zhì)為空氣的主要成分，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素；T原子的價層電排布式是3d⁷4s²，則T為Co．
（1）結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫出價層電子排布圖；
（2）根據(jù)雜化軌道數(shù)目確定雜化方式，雜化軌道數(shù)目=σ鍵+孤對電子；
（3）同周期自左而右電負性增大；
同周期自左而右原子半徑減��；
CH₄O為甲醇，分子之間存在氫鍵，沸點高于C₂H₆ 的，
非羥氧基數(shù)目越多，酸性越強；
（4）通過均攤法計算晶胞中R原子數(shù)目、T原子數(shù)目為4，原子的配位數(shù)之比與原子數(shù)目成反比；
（5）CoO放入足量的HCN溶液（呈弱酸性，分解溫度1200℃）中，微熱產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)和[Co（CN）₆]^3-離子，Co的化合價升高，則發(fā)生還原反應得到氣體單質(zhì)，該氣體單質(zhì)為氫氣，結(jié)合電荷守恒、原子守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒配平．

解答 解：X、Y、Z、R、T為周期表前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大．X元素的一種核素無中子存在，則X為H元素；Y的2p能級中有1個空軌道，原子核外電子排布式為1s²2s²2p²，故Y為C元素；R的最外層電子數(shù)為其內(nèi)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，故R為O元素；Z的單質(zhì)為空氣的主要成分，原子序數(shù)介于碳、氧之間，故Z為N元素；T原子的價層電排布式是3d⁷4s²，則T為Co．
（1）T原子的價層電排布式是3d⁷4s²，則價層電子排布圖是：，
故答案為：；
（2）在C₂H₄分子中，C原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目為3，故碳原子雜化軌道類型是sp²雜化，
故答案為：sp²；
（3）同周期自左而右電負性增大，故電負性Y（C）＜Z（N），
同周期自左而右原子半徑減小，故原子半徑Z（N）＞R（O），
CH₄O為甲醇，分子之間存在氫鍵，沸點高于C₂H₆ 的，即沸點C₂H₆＜CH₄O，
HNO₃中非羥氧基數(shù)目比HNO₂中非羥氧基數(shù)目多，故酸性：HNO₃＞HNO₂，
故答案為：

電負性	原子半徑	沸點	酸性
Y＜Z	Z＞R	Y2X6＜YX4R	XZR3＞XZR2

；
（4）晶胞中R原子數(shù)目為1+8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{2}$=4，T原子數(shù)目為4，R的配位數(shù)為4，R、T原子數(shù)目之比為1：1，則二者離子配位數(shù)相等，故晶體中T離子的配位數(shù)是4，
故答案為：4；
（5）CoO放入足量的HCN溶液（呈弱酸性，分解溫度1200℃）中，微熱產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)和[Co（CN）₆]^3-離子，Co的化合價升高，則發(fā)生還原反應得到氣體單質(zhì)，該氣體單質(zhì)為氫氣，該反應的離子方程式為：2CoO+12HCN=2[Co（CN）₆]^3-+6H⁺+H₂↑+2H₂O，
故答案為：2CoO+12HCN=2[Co（CN）₆]^3-+6H⁺+H₂↑+2H₂O．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式、元素周期律、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、結(jié)構(gòu)計算、陌生方程式書寫等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎．