Question

5．X、Y、Z、W為周期表前四周期元素，其原子序數依次增大．X原子核外電子數等于其所在周期數，Y和Z基態(tài)原子最外層均有2個未成對電子，其中Y原子各能級電子數相同，Z原子核外電子占據5個原子軌道，W原子的價電子數是最外層電子數的5倍．
（1）X、Y、Z三種元素按電負性從小到大的順序為H＜C＜O．
（2）Y分別與X、Z形成兩種最簡單的非極性分子M和N，關于M和N的說法正確的是ac（填序號）．
a．固態(tài)N屬于分子晶體
b．M分子中含有極性共價鍵，所以易溶于水
c．M和N分子中心原子的雜化類型分別是sp³和sp
d．M中化學鍵鍵能小于N中化學鍵鍵能，所以M熔點低于N
（3）X與Z可形成兩種常見化合物，其沸點均明顯高于M和N，主要原因是水或雙氧水分子間可以形成氫鍵，使其沸點升高
（4）在W催化作用下，M和N反應可獲得化工原料YZ和X₂．
①W的基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，該元素在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族．
②W能與化合物YZ形成正四面體形的配合物W（YZ）₄，1mol W（YZ）₄中含有8 molσ鍵．
（5）W單質晶體中原子堆積方式與Cu相同，其晶胞棱長為apm，請列出W單質晶體的密度表達式ρ=$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$ g•cm^-3（ 用N_A表示阿伏伽德羅常數的值，用M表示W的相對原子質量）．

Answer 1

分析 X原子核外電子數等于其所在周期數，X為H元素；
Y和Z基態(tài)原子最外層均有2個未成對電子，其中Y原子各能級電子數相同，Z原子核外電子占據5個原子軌道，則Y為C元素，Z為O元素；
W原子的價電子數是最外層電子數的5倍，W為周期表前四周期元素，則W為28號元素Ni，
（1）非金屬性越強電負性越大；
（2）正負電荷中心能重合的分子為非極性分子，Y分別與X、Z形成兩種最簡單的非極性分子M和N分別為CH₄和CO₂；
（3）氫鍵能增強分子間作用力；
（4）Ni屬于28號元素，根據構造原理書寫電子排布式；
（5）晶胞密度$ρ=\frac{m}{V}$．

解答 解：X原子核外電子數等于其所在周期數，X為H元素；
Y和Z基態(tài)原子最外層均有2個未成對電子，其中Y原子各能級電子數相同，Z原子核外電子占據5個原子軌道，則Y為C元素，Z為O元素；
W原子的價電子數是最外層電子數的5倍，W為周期表前四周期元素，則W為28號元素Ni，
（1）元素非金屬性越強電負性越大，三種元素按電負性從小到大的順序為H＜C＜O，故答案為：H＜C＜O；
（2）Y分別與X、Z形成兩種最簡單的非極性分子M和N分別為CH₄和CO₂，
a、固態(tài)CO₂屬于分子晶體，故a正確；
b．CH₄分子中含有極性共價鍵，不溶于水，故b錯誤；
c．CH₄和CO₂分子中心原子的雜化類型分別是sp³和sp，故c正確；
d．CH₄中化學鍵鍵能小于CO₂中化學鍵鍵能，說明CO₂比CH₄穩(wěn)定，和熔點無關，
故答案為：ac；
（3）H與O可形成兩種常見化合物水和雙氧水分子間含有氫鍵，分子間作用力增大，使沸點均明顯高于CH₄和CO₂，
故答案為：水或雙氧水分子間可以形成氫鍵，使其沸點升高；
（4）①Ni屬于28號元素，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²，屬于第四周期第Ⅷ族元素，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar]3d⁸4s²；第四周期第Ⅷ族；
②Ni能與化合物CO形成正四面體形的配合物Ni（CO）₄，1mol Ni（CO）₄中含有8molσ鍵，
故答案為：8；
（5）Ni單質晶體中原子堆積方式與Cu相同，采用面心立方最密堆積，一個晶胞中含有Ni原子數為$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4$，晶胞棱長為apm，所以Ni單質晶體的密度表達式ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．
故答案為：$\frac{4M}{{N}_{A}（a×1{0}^{-10}）^{3}}$．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，推斷元素是解題關鍵，綜合考查學生分析能力、邏輯推理能力及對知識的遷移運用，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．