Question

（2012?石家莊一模）【化學一選修3：物質結構與性質】
X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數依次增大．其相關信息如下表所示：

X的基態原子中電子分布在三個不同的能級中，且每個能級的電子總數相同

Y元素的氣態氫化物與其最高價氧化物對應的水化物能發生化學反應

Z元素的族序數是周期數的三倍

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位于周期表的第11列

請回答：
（1 ）R基態原子的價電子排布圖為

或

，R在周期表中位于

ds

區．
（2 ）X、Y、Z的第一電離能由大到小的順序為

N＞O＞C

 （用元素符號表示）
（3）含有元素Q的鹽的焰色反應為

紫

色，許多金屬鹽都可以發生焰色反應，其原因是

電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，以光的形式釋放能量

（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

固態CCl₄屬于分子晶體，而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[W（OH）₄]^-中存在

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，且原子序數依次增大：
X元素的基態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相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素的氣態氫化物與其最高價氧化物對應的水化物能發生化合反應，則Y為N元素；
Z元素的族序數是其周期數的三倍，則Z為O元素；
W原子的第四電離能劇增，表現+3價，且Z的原子序數小于W，則W為Al元素；
Q為前四周期中電負性最小的元素，則Q為鉀元素；
元素R位于周期表的第11列，原子序數大于K元素，處于第四周期，為Cu元素，
然后利用原子結構及分子的空間構型來解答．

解答：解：X、Y、Z、W、Q、R均為前四周期元素，且原子序數依次增大：
X元素的基態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相同，則核外電子排布為1s²2s²2p²，則X為C元素；
Y元素的氣態氫化物與其最高價氧化物對應的水化物能發生化合反應，則Y為N元素；
Z元素的族序數是其周期數的三倍，則Z為O元素；
W原子的第四電離能劇增，表現+3價，且Z的原子序數小于W，則W為Al元素；
Q為前四周期中電負性最小的元素，則Q為鉀元素；
元素R位于周期表的第11列，原子序數大于K元素，處于第四周期，為Cu元素，
（1）Cu原子核外有29個電子，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，其價電子為3d和4s電子，所以銅基態原子的價電子排布圖為  或 ，該元素位于ds區，
故答案為：  或 ；ds；
（2）同一周期中，第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以這三種元素的第一電離能大小順序是：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）Q為K元素，其焰色反應是紫色，電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態及基態時，以光的形式釋放能量，所以許多金屬鹽都可以發生焰色反應，
故答案為：紫；電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，以光的形式釋放能量；
（4）離子晶體的熔點比分子晶體高，固體四氯化碳屬于分子晶體，氯化鉀屬于離子晶體，所以固態四氯化碳的熔點低于氯化鉀，
故答案為：低；固態CCl₄屬于分子晶體，而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，
故選：a c d；
（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=8×

1

8

+6×

1

2

=4，金剛砂中碳原子和硅原子個數之比為1：1，所以該晶胞中碳原子個數是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、核外電子排布規律、電離能、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．