Question

【題目】X、Y、Z、W四種元素原子序數(shù)依次增大且均小于36。Z基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Y基態(tài)原子是同周期元素中未成對電子數(shù)最多的原子，X分別與Y、Z元素組合均可形成10電子微粒，W基態(tài)原子有10個(gè)價(jià)電子。 回答下列問題（以下問題均以推知元素符號作答）：

（1）若YX3與X2Z、YX2-與ZX-、Y3-與Z2-性質(zhì)相似，請寫出Mg(YX2)2在一定條件下分解的化學(xué)反應(yīng)方程式_________________。

（2）已知X2Z晶胞中X2Z分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，相似的原因與下列因素有關(guān)的是______。

①氫鍵的方向性 ②氫鍵的飽和性 ③水中氧的雜化方式與金剛石中碳的雜化方式一樣 ④晶體類型相似

(3) WZ是一種功能材料，已被廣泛用于電池電極、催化劑、半導(dǎo)體、玻璃染色劑等方面。工業(yè)上常以W(YZ3)·6X2Z和尿素[CO(NH2)2]為原料制備。

①W2+的基態(tài)核外電子排布式為_________，其核外電子有________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

②尿素分子中碳原子的雜化方式為_________，1mol尿素分子中含有的σ鍵數(shù)為______NA。

③YZ3-的空間構(gòu)型________，與之互為等電子體的陰離子如________，中性分子如________；HYZ3與HYZ2 中酸性偏強(qiáng)的是(寫化學(xué)式)__________。

④WZ晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，但天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種WZ晶體中就存在如下圖所示的缺陷：一個(gè)W2+空缺，另有兩個(gè)W2＋被兩個(gè)W3+所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中W和Z的比值卻發(fā)生了變化。經(jīng)測定某樣品中W3＋與W2＋的離子數(shù)之比為6：91。若該晶體的化學(xué)式為WxZ，則x＝_____。

Answer 1

【答案】 3Mg(NH2)2=Mg3N2+4NH3↑ ①②③ 1s22s22p63s23p63d8 26 sp2雜化 7 平面三角 CO32- BF3 HNO3 0.97

【解析】本題考查雜化類型、電子排布式、等電子體等，Z基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Z是O，因?yàn)樵�子序�?shù)依次增大，則Y位于第二周期，p能級上有3個(gè)原子軌道，Y基態(tài)原子是同周期元素中未成對電子數(shù)最多的原子，即Y為N，X分別與Y、Z元素組合成10電子微粒，即NH3、H2O，推出X為H，W的基態(tài)原子有10個(gè)價(jià)電子，說明W屬于第四周期過渡元素，價(jià)電子排布式為3d84s2，W為Ni，（1）根據(jù)信息，NH2－與OH－類似，Mg(NH2)2的性質(zhì)與Mg(OH)2的相似，因此Mg(NH2)2分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Mg(NH2)2=Mg3N2+4NH3↑；（2）水中存在氫鍵，氫鍵有方向性和飽和性，金剛石中存在共價(jià)鍵，共價(jià)鍵有方向性和飽和性，H2O中中性原子為O，O的雜化類型為sp3，金剛石中C的雜化類型為sp3，水屬于分子晶體，金剛石屬于原子晶體，晶體類型不同，故選項(xiàng)①②③正確；（3）①Ni原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，其Ni2＋核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d8；每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，因此有多少個(gè)電子，就有多少種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，即有26種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；②尿素的結(jié)構(gòu)簡式為：，碳原子有3個(gè)σ鍵，無孤電子對，因此雜化類型為sp2；成鍵原子之間只能形成一個(gè)σ鍵，因此1mol尿素中含有σ鍵數(shù)目是7NA；③此離子是NO3－，其中N的雜化類型為sp2，NO3－空間構(gòu)型為平面三角形；等電子體的空間構(gòu)型相似，即陰離子為CO32－，中性分子是BF3，HNO3寫成HO(NO2)，HNO2寫成HO(NO)，非羥基氧越多，酸性越強(qiáng)，即HNO3酸性強(qiáng)；④NiO中Ni的化合價(jià)為＋2價(jià)，樣品中W3＋與W2＋的離子數(shù)之比為6：91，根據(jù)電中性，得6×x×3/97＋91×x×2/97=2，解得x=0.97。