Question

已知X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時2p軌道上的未成對電子數(shù)最多，X的低價氧化物和Y單質(zhì)分子的電子數(shù)相等．W²⁺的核外電子排布簡式為[Ar]3d⁹．
（1）XH₃⁺是有機(jī)反應(yīng)的重要中間體，其空間構(gòu)型為

 

，其中X原子的雜化類型為

 

；
（2）Z單質(zhì)固態(tài)時屬于

 

晶體，X和Z形成的化合物的晶體熔點(diǎn)比Z單質(zhì)的晶體熔點(diǎn)高，原因是

 

；
（3）相同條件下，X、Y的氫化物在水中溶解度較大的是

 

（填化學(xué)式），主要原因是

 

；
（4）W晶體的晶胞如圖，W原子的配位數(shù)為

 

；
（5）若把上述立方晶胞中頂點(diǎn)上的W原子換成Au，可得到一種合金，該合金有儲氫功能，儲氫時，H原子進(jìn)入到Au和W構(gòu)成的四面體空隙中，則達(dá)到最大儲氫量的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：

分析：X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時的2p軌道上未成對的電子數(shù)最多，則Y是N元素，X的低價氧化物和Y單質(zhì)分子的電子數(shù)相等，且X和Y相同周期，則X是C元素，X和Z同主族且屬于短周期元素，所以Z是Si元素，W²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹，則W是Cu元素，據(jù)此答題；

解答： 解：X、Y、Z為短周期元素，X、Y同周期，X和Z同主族，Y原子基態(tài)時的2p軌道上未成對的電子數(shù)最多，則Y是N元素，X的低價氧化物和Y單質(zhì)分子的電子數(shù)相等，且X和Y相同周期，則X是C元素，X和Z同主族且屬于短周期元素，所以Z是Si元素，W²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹，則W是Cu元素，
（1）CH₃⁺是有機(jī)反應(yīng)的重要中間體，CH₃⁺中價層電子對數(shù)是3且不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型為平面正三角形，其中C原子的雜化軌道類型為sp²，
故答案為：平面正三角形；sp²；
（2）Z是Si元素，Z的單質(zhì)固態(tài)時屬于原子晶體，X和Z形成的化合物的晶體熔點(diǎn)比Z單質(zhì)的晶體熔點(diǎn)高，碳化硅和硅都是原子晶體，但硅硅鍵的鍵長大于碳硅鍵，所以碳化硅的熔點(diǎn)大于硅晶體，
故答案為：原子；碳化硅和硅都是原子晶體，但硅硅鍵的鍵長大于碳硅鍵；
（3）相同條件下，X、Y的最簡單氫化物在水中溶解度較大的是NH₃，主要原因是氨氣和水分子間能形成氫鍵，從而促進(jìn)氨氣的溶解，甲烷和水不能形成氫鍵，且甲烷為非極性分子，所以甲烷不易溶于水，
故答案為：NH₃；氨氣和水分子間能形成氫鍵；
（4）根據(jù)規(guī)定Cu晶體的晶胞圖可知，Cu原子的配位數(shù)為3×8×

1

2

=12，
故答案為：12；
（5）W為Cu，把晶胞中頂點(diǎn)上的Cu原子換成Au，晶胞中Cu和Au的原子個數(shù)比為1：3，在一個晶胞中Au和W構(gòu)成的四面體空隙就有8個，每個空隙中進(jìn)入一個H原子，一個晶胞中就可以有8個H原子，當(dāng)達(dá)到最大儲氫量時的化學(xué)式為AuCu₃H₈，故答案為：AuCu₃H₈；

點(diǎn)評：本題考查了晶胞的有關(guān)知識，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是配位數(shù)的判斷，同時考查學(xué)生的空間想象能力，難度較大．