Question

（15分）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常見的元素，其相關信息如下表：

元素	相關信息
X	X原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的2倍
Y	Y原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子
Z	Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為：nsnnpn+2
W	W的原子序數(shù)為29

（1）基態(tài)W原子的價電子排布式是_________________。
（2）X、Y、Z三種元素第一電離能從大到小的順序是____________。（填化學式）
（3）Y的氫化物分子的空間構型是_______________；該氫化物分子中Y原子軌道的雜化類型是___________。
（4）X的氣態(tài)氫化物和Y的氣態(tài)氫化物中沸點高的是     ，（填化學式）其主要原因是                         。
（5）鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結構是：Pb⁴⁺處于立方晶胞頂點，Ba²⁺處于晶胞中心，O^2-處于晶胞棱邊中心，該化合物化學式為　　　，每個Ba²⁺與　　個O^2-配位。

Answer 1

（1）3d¹⁰4s¹（2分） （2）N> O> C （2分）（3）三角錐形   sp³ 雜化（每空2分）
（4） NH₃ （1分）    NH₃分子存在氫鍵（2分） （5）PbBaO₃    共12個（每空2分）

試題分析：X原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內層電子數(shù)的2倍，所以X是C。Y原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，因此Y是N。Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為：nsⁿnpⁿ⁺²，所以n=2，則Z是O。W的原子序數(shù)為29，因此W是Cu。
（1）根據(jù)構造原理可知，基態(tài)W原子的價電子排布式是3d¹⁰4s¹。
（2）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，即X、Y、Z三種元素第一電離能從大到小的順序是N> O> C。
（3）Y的氫化物是NH₃，其中中心原子氮原子含有（5-3×1）÷2=1對孤對電子，所以氨氣是三角錐形結構，其中氮元原子是sp3雜化。
（4）由于NH₃分子間存在氫鍵，所以氨氣的沸點高于甲烷的沸點。
（5）Pb⁴⁺處于立方晶胞頂點，所以Pb原子的個數(shù)是8×1/8=1；Ba²⁺處于晶胞中心，則Ba原子個數(shù)是1；O^2-處于晶胞棱邊中心，因此氧原子個數(shù)是12×1/4=3，所以該化合物的化學式是PbBaO₃。根據(jù)該晶胞的結構可知，每個Ba²⁺與12個O^2-配位。
點評：該題以“周期表中元素的推斷”為載體，考查學生對元素周期表的熟悉程度及其對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規(guī)律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用所學的知識解決具體化學問題的能力。本題基礎性較強，屬于中等難度的試題。