Question

16．X、Y、Z三種元素，原子序數(shù)依次減小．X是第四周期主族元素，其部分電離能如圖1所示；X、Y元素具有相同的最高正化合價(jià)；Z原子價(jià)電子排布式nsⁿnpⁿ．回答下列問(wèn)題：

（1）X原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²．由X元素構(gòu)成的單質(zhì)屬于金屬晶體．
（2）電負(fù)性：X＜Y（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）元素Z的一種氫化物（化學(xué)式為Z₂H₄）是重要的化工原料．有關(guān)Z₂H₄分子的說(shuō)法正確的是BCD（填字母）．
A．分子中含有氫鍵
B．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色．
C．含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
D．Z的原子與氫原子形成的化學(xué)鍵可以旋轉(zhuǎn)
（4）X的氧化物與鈦（Ti）的氧化物相互作用，能形成鈦酸鹽，其晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示（X、Ti和O三種元素對(duì)應(yīng)的離子分別位于立方體的體心、頂點(diǎn)和面心）．
該晶體的化學(xué)式為：CaTiO₃；
推測(cè)該晶體具有下列那些物理性質(zhì)：BC
A：固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電．   B：熔化狀態(tài)能導(dǎo)電．C：有較高的熔點(diǎn)．   D：硬度很�。�

Answer 1

分析 X、Y、Z三種元素，原子序數(shù)依次減�。甔是第四周期的主族元素，由圖中其部分電離能可知，其第三電離能劇增，則X表現(xiàn)+2價(jià)，則處于ⅡA族，故X為Ca；Z原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級(jí)只能容納2個(gè)電子，則n=2，其價(jià)電子排布式為2s²2p²，則Z為C元素；X、Y元素具有相同的最高正化合價(jià)，處于同主族，Y的原子序數(shù)大于碳元素，則Y為Mg，據(jù)此解答．

解答 解；X、Y、Z三種元素，原子序數(shù)依次減�。甔是第四周期的主族元素，由圖中其部分電離能可知，其第三電離能劇增，則X表現(xiàn)+2價(jià)，則處于ⅡA族，故X為Ca；Z原子價(jià)電子排布式為nsⁿnpⁿ，s能級(jí)只能容納2個(gè)電子，則n=2，其價(jià)電子排布式為2s²2p²，則Z為C元素；X、Y元素具有相同的最高正化合價(jià)，處于同主族，Y的原子序數(shù)大于碳元素，則Y為Mg．
（1）X為Ca，原子核外電子數(shù)為20，其原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，屬于金屬晶體，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²；金屬；
（2）同主族自上而下第一電離能減小，故第一電離能：Ca＜Mg，故答案為：＜；
（3）C元素的一種氫化物C₂H₄，分子中不含氫鍵，分子中C原子之間形成C=C雙鍵、H原子與C原子之間形成C-H，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，含有5個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，C-H單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤、BCD正確，故答案為：BCD；
（4）Ca的氧化物與鈦（Ti）的氧化物相互作用，能形成鈦酸鹽，Ca、Ti和O三種元素對(duì)應(yīng)的離子分別位于晶胞立方體的體心、頂點(diǎn)和面心，以定點(diǎn)的Ti離子研究，與之最近的氧離子位于面心上，每個(gè)Ti離子為12個(gè)面共用，則鈦離子和周?chē)?2個(gè)氧離子相緊鄰；
晶胞中Ca離子數(shù)目=1，Ti離子數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1，O離子數(shù)目=6×$\frac{1}{2}$=3，故化學(xué)式為CaTiO₃，該晶體屬于離子晶體，固態(tài)時(shí)不能能導(dǎo)電，熔化狀態(tài)能導(dǎo)電，有較高的熔點(diǎn)，硬度較大，
故答案為：CaTiO₃；BC．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、電負(fù)性、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，難度中等，注意理解電離能與化合價(jià)關(guān)系．