Question

20．X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大．其相關信息如下表所示：

X的基態(tài)原子中電子分布在三個不同的能級中，且每個能級中的電子總數(shù)相同

Y元素的族序數(shù)是周期序數(shù)的三倍

Z元素的電負性在所有元素中最大

W原子的第一至第六電離能分別為：I1=578KJ•mol-1，I2=1817KJ•mol-1，I3=2745KJ•mol-1，I4=11575KJ•mol-1，I5=14830KJ•mol-1，I6=18376KJ•mol-1

Q為前四周期中電負性最小的元素

R原子最高能層上只有1個單電子，其余各能層均已充滿電子．

請回答：
（1）R在周期表中位于ds區(qū)，寫出R基態(tài)原子的價電子排布式3d¹⁰4s¹．
（2）X與Y形成的二元化合物中屬于非極性分子的CO₂ （用化學式表示）．
（3）寫出Z元素的單質與水反應的方式2F₂+2H₂O=4HF+O₂，此反應中氧化劑與氧化產物物質的量之比為2：1．
（4）X的氯化物的熔點比Q的氯化物的熔點低（“高”或“低”），理由是CCl₄屬于分子晶體，KCl屬于離子晶體．
（5）光譜證實單質W與強堿性溶液反應有[W（OH）₄]^-生成，則中[W（OH）₄]^--存在acd（填選項字母）
a．極性共價鍵      b．非極性共價鍵    c．配位鍵    d．σ鍵    e．π鍵
（6）金剛砂（SiC）的結構與金剛石（4個碳原子在立方體體內，其余碳原子分別位于面心和頂角）相似，硬度與金剛石相當，則金剛砂的晶胞中含有4個硅原子，4個碳原子，其中硅原子的雜化方式為sp³．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，X元素的基態(tài)原子中電子分布在三個不同的能級中，且每個能級中的電子總數(shù)相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；Y元素的族序數(shù)是其周期數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則Y為O元素；Z元素的電負性在所有元素中最大，則Z為F元素；Q為前四周期中電負性最小的元素，則Q為鉀元素；W原子的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，原子序數(shù)小于K，則W為Al元素；R處于第四周期，R原子最高能層上只有1個單電子，其余各能層均已充滿電子，原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故R為Cu，據此解答．

解答 解：X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大，X元素的基態(tài)原子中電子分布在三個不同的能級中，且每個能級中的電子總數(shù)相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；Y元素的族序數(shù)是其周期數(shù)的三倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，則Y為O元素；Z元素的電負性在所有元素中最大，則Z為F元素；Q為前四周期中電負性最小的元素，則Q為鉀元素；W原子的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價，原子序數(shù)小于K，則W為Al元素；R處于第四周期，R原子最高能層上只有1個單電子，其余各能層均已充滿電子，原子核外電子數(shù)為2+8+18+1=29，故R為Cu．
（1）R為Cu，處于周期表中第四周期第IB族，屬于ds區(qū)元素，基態(tài)原子的價電子排布式為3d¹⁰4s¹，
故答案為：ds；3d¹⁰4s¹；
（2）X與Y形成的二元化合物由CO、CO₂，屬于非極性分子的是CO₂，
故答案為：CO₂；
（3）Z元素的單質與水反應的方式為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂，此反應中氧化劑為F₂，氧化產物為O₂，氧化劑與氧化產物物質的量之比為2：1，
故答案為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；2：1；
（4）X的氯化物為CCl₄，屬于分子晶體，Q的氯化物為KCl，屬于離子晶體，故熔點CCl₄＜KCl，
故答案為：低；CCl₄屬于分子晶體，KCl屬于離子晶體；
（5）[Al（OH）₄]^-中氫原子和氧原子之間存在極性共價鍵，為σ鍵，鋁原子含有空軌道，氧原子含有孤電子對，所以該離子中含有配位鍵，
故答案為：acd；
（6）金剛砂（SiC）的結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，則金剛砂的晶胞中含有硅原子個數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，金剛砂中碳原子和硅原子個數(shù)之比為1：1，所以該晶胞中碳原子個數(shù)是4，每個硅原子連接4個C-Si鍵，所以硅原子的雜化方式為sp³，
故答案為：4；4；sp³．

點評 本題考查結構性質位置關系、核外電子排布規(guī)律、化學鍵、晶胞結構及計算等，難度中等，推斷元素是解題關鍵，注意利用均攤法進行晶胞的有關計算．