Question

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個價電子�；卮鹣铝袉栴}（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－性質相似，請寫出Mg(YX2)2在一定條件下分解的化學反應方程式                     

⑵已知0℃時X2Z的密度為a g/cm3，其晶胞中X2Z分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，相似的原因是                          。兩個X2Z分子間的最近距離為      pm(用a和NA表示)。已知X2Y的升華熱是51 kJ/mol，除氫鍵外，X2Z分子間還存在范德華力（11 kJ/mol），則X2Z晶體中氫鍵的“鍵能”是      kJ/mol。

⑶ WZ是一種功能材料，已被廣泛用于電池電極、催化劑、半導體、玻璃染色劑等方面。工業(yè)上常以W(YZ3)2·6X2Z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       種運動狀態(tài)。

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

③YZ3－的空間構型              。

④WZ晶體的結構與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晶體中就存在如右圖所示的缺陷：一個W2+空缺，另有兩個W2+被兩個W3+所取代。其結果晶體仍呈電中性，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。若該晶體的化學式為WxZ，則x=        。

Answer 1

【知識點】判斷簡單分子或離子的構型；氫鍵；雜化方式；晶體計算

【答案解析】(1) 3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑�。�2分）

(2) 水中的O和金剛石中的C都是sp3雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵（2分）

 ×1010（2分）    20（1分）

  (3)①1s22s22p63s23p63d8 （2分） 26 （1分）

②sp2雜化（1分）  7NA （1分）  ③平面三角（1分）  ④0.97 （2分）

解析：首先判斷Z為氧元素，Y原子序數(shù)比Z小，Y電子排布為1s22s22p3所以是氮元素，X為氫元素，W基態(tài)原子有10個價電子為1s22s22p63s23p63d84s2，為鎳元素。

（1）由題意得Mg(NH2)2的分解類似氫氧化鎂的分解，即3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑（2）水中的O和金剛石中的C都是sp3雜化，且水分子間的氫鍵具有方向性，每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵。晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，每個晶胞含有8個水分子，其晶胞的體積為，兩個水分子間的最近距離為晶胞體對角線的1/4即（注意單位1cm=1010pm）。1mol水中含有2mol氫鍵，升華熱=范德華力+氫鍵，所以冰晶體中氫鍵的“鍵能”是20kJ/mol，故答案為20。

（3）①Ni2+的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8，其核外還有26個電子，有26種運動狀態(tài)。②尿素分子中碳原子形成3個σ鍵，其雜化方式為sp2雜化，氮原子和氫原子也是σ鍵，1 mol尿素分子中含有的σ鍵數(shù)為7NA③NO3－的空間構型平面三角④W3+的離子

數(shù)為6，說明有3個W2+空缺，即當有（6+91）W3+與W2+的離子所帶的正電荷等于（6+91+3）Z2-的離子所帶的負電荷，所以晶體的化學式為W0.97Z

【思路點撥】本題考查元素的推斷，核外電子的排布，物質的空間構型，雜化軌道以及關于晶胞的計算。難度中等。