Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數依次遞增。R基態原子中，電子占據的最高能層符號為L，最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子。工業上通過分離液態空氣獲得X單質。Y原子的最外層電子數與電子層數之積等于R、W、X三種元素的原子序數之和。Z基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子。請回答下列問題：

（1）Z2+基態核外電子排布式為：_______________________。

（2）YX4-的空間構型是：_________，HYX4酸性比HYX2強，其原因是：_______________。

（3）結構簡式為RX(WH2)2的化合物中R原子的雜化軌道類型為：________________ (H為氫元素，下同）

（4）往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3，可生成[Z(WH3)4]SO4，下列說法正確的是：____________。A．[Z(WH3)4]SO4中所含的化學鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵

B．在[Z(WH3)4]2+中Z2+給出孤對電子，WH3提供空軌道進

C．[Z(WH3)4]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素

（5）某Y與Z形成的化合物的晶胞如下圖所示 (黑點代表Z原子)。

①該晶體的化學式為____________。

②已知該晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加徳羅常數為NA，則該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為___________㎝(只寫計算式)(Z原子位于體對角線上）。

Answer 1

【答案】(l)[Ar]3d9或ls22s22p63s23p63d9(2分)

（2）正四面體(2分）HClO4有3個非羥基氧，而HClO2有1個非羥基氧(2分)

（3）sp2(2分)（4）A(2分)（5）①CuCl(2分)②(3分)

【解析】試題分析：周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數依次遞增．R基態原子中，電子占據的最高能層符號為L，最高能級上只有兩個自旋方向相同的電子，核外電子排布式為1s22s22p2，則R為C元素；工業上通過分離液態空氣獲得X單質，結合原子序數可知X為O元素、W為N元素；Y原子的最外層電子數與電子層數之積等于R、W、X三種元素的原子序數之和，三元素原子序數之和為6+7+8＝21，則Y為Cl元素；Z基態原子的最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子，原子序數大于氯，處于第四周期，核外電子數為2+8+18+1=29，故Z為Cu。則

（1）Cu2+基態核外電子排布式為[Ar]3d9或 ls22s22p63s23p63d9；

（2）ClO4-中Cl原子孤電子對數=（7+12×4）÷2=0、價層電子對數=4+0=4，故其空間構型是正四面體；HClO4有 3 個非羥基氧，而 HClO2有 1 個非羥基氧，HClO4酸性比HClO2強；

（3）結構簡式為CO（N2H3）2的化合物中碳原子形成3個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，碳原子的雜化軌道類型為sp2；

（4）往CuSO4溶液中通入過量的NH3，可生成[Cu（NH3）4]SO4，A．[Cu（NH3）4]SO4中配離子與外界硫酸根之間形成離子鍵，銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，氨氣分子與硫酸根中含有極性鍵，A正確；B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+提供空軌道，NH3給出孤對電子，B錯誤；C．非金屬性越強，第一電離能越大，氮元素2p軌道為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于氧元素的，[Cu（NH3）4]SO4組成元素中第一電離能最大的是N元素，C錯誤，答案選A。

（5）①晶胞中黑色球數目為4，白色球數目為8×1/8+6×1/2=4，該晶體的化學式為CuCl；

②黑色球與周圍的4個白色球相鄰，形成正四面體結構，黑色球與晶胞頂點白色球連線處于晶胞體體對角線上，為二者距離為體對角線長度的1/4，而體對角線長度為晶胞棱長的倍，晶胞質量為g，該晶體的密度為ρg/cm-3，則晶胞棱長為，故該晶體中Z原子和Y原子之間的最短距離為。