Question

【題目】W、X、Y、Z為原子序數依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最豐富的元素，元素X的原子的最外層電子數是其內層電子數的3倍，元素Z的基態原子核外電子有24種運動狀態，Y、X、Z不在同一周期，且元素Y的基態原子核外p電子比s電子多5個。

(1)Z的基態原子的核外電子排布式為____________________。

(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化劑之一，可催化異丙苯裂化生成苯和丙烯

①1 mol丙烯分子中含有鍵與鍵數目之比為__________________。

②苯分子中碳原子的雜化類型為_________________。

③Z的一種氧化物ZO5中，Z的化合價為+6，則其中過氧鍵的數目為______________。

(3)W、X、Y三種元素的電負性由小到大的順序為_________________（用元素符號表示）。

(4)ZY3的熔點為1152℃，其在熔融狀態下能夠導電，據此可判斷ZY3晶體屬于____________（填晶體類型）。

(5)ZX2晶體的晶胞結構如圖所示。若該化合物的相對分子質量為M，晶胞邊長為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為_________ g/cm3。

Answer 1

【答案】[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1 8：1 sp2雜化 2 H＜Cl＜O 離子晶體 ×1030

【解析】

W、X、Y、Z為原子序數依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最豐富的元素，W為H；元素X的原子最外層電子數是其內層的3倍，X具有2個電子層，符合電子排布規律，核外電子排布為2、6，則X為O；元素Z的基態原子核外電子有24種運動狀態，Z為Cr；Y、X、Z不在同一周期，且Y原子核外p電子比s電子多5個，Y位于第三周期，3p上有5個電子，則Y為Cl，以此來解答。

根據題給信息推斷，W為H，X為O，Y為Cl，Z為Cr元素。

(1)Cr是24號元素，根據構造原理，可知Cr的基態原子的核外電子排布式為[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1；

(2)①丙烯結構簡式為CH2=CH-CH3，分子中的單鍵都是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，所以1個丙烯分子中含有8個σ鍵，1個π鍵，1 mol丙烯分子中含有σ鍵與π鍵數目之比為8：1；

②苯分子結構簡式為：，分子式是C6H6，分子中每個碳原子形成3個σ鍵，不含孤電子對，故苯分子中碳原子的雜化類型為sp2雜化；

③Z的一種氧化物ZO5(CrO5)中，設過氧鍵的數目為x，則-2價氧原子的個數是5-2x，Cr的化合價為+6，則根據化合物中正負化合價代數和為0可知，2x+(5-2x)×2=6，解得x=2，則過氧鍵的數目為2；

(3)W為H，X為O，Y為Cl，元素的非金屬性O＞Cl＞H，元素的非金屬性越強，其電負性越大，則W、X、Y三種元素的電負性由小到大的順序為H＜Cl＜O；

(4)ZY3的熔點為1152℃，其在熔融狀態下能夠導電，據此可判斷ZY3晶體屬于離子晶體；

(5)該晶胞為CrO2，由圖可知Cr位于晶胞頂點和體心內，O原子位于面上和體內，該晶胞中含有Cr原子數為1+8×=2，含有O原子數為4×+2=4，一個晶胞中含有2個Cr，4個O原子，含有2個CrO2，若該化合物的相對分子質量為M，則晶體密度ρ=g/cm3=×1030 g/cm3。