Question

已知X，Y，Z，Q為短周期非金屬元素，R是長周期元素，X原子的電子占據2個電子層且原子中成對電子數是未成對電子數的2倍；Y的基態原子有7種不同運動狀態的電子；Z元素在地殼中含量最多；Q是電負性最大的元素；R⁺離子只有三個電子層且完全充滿電子。
回答下列問題：（答題時，X、Y、Z、Q、R用所對應的元素符號表示）
（1）X元素為        ，X、Y、Z中第一電離能最大的是        。
（2）已知Y₂Q₂分子存在如圖所示的兩種結構（球棍模型，短線不一定代表單鍵）：

該分子中Y原子的雜化方式是        。
（3）X與Y元素可以形成一種超硬新材料，其晶體部分結構如圖所示，有關該晶體的說法正確的是    （填正確答案編號）。

A．該晶體屬于分子晶體

B．此晶體的硬度比金剛石還大

C．晶體的化學式是X3Y4

D．晶體熔化時破壞共價鍵

（4）有一種AB型分子與Y單質分子互為等電子體，它是一種常用的還原劑，其化學式為             。
（5）R的基態原子的電子排布式為         ，R與Z形成的某離子晶體的晶胞結構如圖，則該晶體的化學式為         ，該晶體的密度為a g·cm^－3，則晶胞的體積是         cm³。

Answer 1

（1）C（1分）  N（1分）
（2）sp²（2分）
（3）bcd（3分）
（4）CO（2分）
（5）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹（2分）  Cu₂O（2分） （2分）

試題分析：（1）X、Y、Z、Q為短周期非金屬元素，R是長周期元素，X原子的電子占據2個電子層且原子中成對電子數是未成對電子數的2倍，且為非金屬，則X為C元素；Y的基態原子有7種不同運動狀態的電子，則Y為N元素；Z元素在地殼中含量最多，則Z為O元素；Q是電負性最大的元素，則Q為F元素；R^＋離子只有三個電子層且完全充滿電子，則R為Cu元素．由分析可知：X為C元素；Y為N元素；Z為O元素；Q為F元素；R為Cu元素．
（2）雜化軌道數=σ鍵數+孤對電子對數，該分子中N原子的雜化軌道數=2+1=3，所以N原子雜化方式是sp₂雜化，故答案為：sp²雜化；
（3）A、X與Y元素可以形成一種超硬新材料，由晶體部分結構可知，該晶體為原子晶體，故A錯誤；
B、C-N鍵鍵長比C-C鍵長短，C-N鍵鍵能大，所以晶體的硬度比金剛石還大，故B正確；
C、結構中每個X原子周圍有4個Y原子，每個Y原子周圍有3個X原子，所以該晶體化學式為X₃Y₄，即為C₃N₄，故C正確；
D、該晶體為原子晶體，晶體熔化時共價鍵被破壞，沒有克服范德華力和氫鍵，故D正確．
故答案為：BCD。
（4）根據定義，原子數相同，電子總數相同的分子，互稱為等電子體，所以與N₂分子互為等電子體為CO。
（5）R為Cu元素，基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；R與Z形成的某離子晶體的晶胞中銅原子的個數為體心4×1=4，氧原子個數為頂點8×+體心1×1＝2，所以該晶體的化學式為Cu₂O；該晶體的密度為a g·cm^－3，ρ＝；則晶胞的體積是a＝；V＝。