Question

X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素位于同一周期，其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體。含U的化合物的焰色為紫色。試回答下列問題：
（1）U單質(zhì)的原子堆積方式為               ，Y的簡單氫化物分子式為        。
（2）X的一種氫化物的相對分子質(zhì)量為28，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為________。
（3）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示。

①甲的化學(xué)式為______________。
②下列有關(guān)該晶體的說法中正確的是________（選填選項字母）。
A．每個晶胞中含有14個U⁺ 和13個Z₂^-
B．晶體中每個U⁺ 周圍距離U⁺ 最近的Z₂^- 有6個
C．該晶體屬于離子晶體
③甲的密度為a g·cm^-3，則晶胞的體積是________________cm³（只要求列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）。

Answer 1

（1）體心立方堆積 ；  NH₃； （2）5∶1；
（3）①KO₂ ； ②BC ； ③（或或）

試題分析：X、Y、Z、U為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則外圍排布為2s²2p³，因此Y為氮元素；X、Y、Z三種元素位于同一周期，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，因此符合條件的化合物只能是CO₂與N₂O，故X為碳元素、Z為氧元素；含U的化合物的焰色為紫色，則U為鉀元素。
（1）U為鉀元素，K單質(zhì)的原子堆積方式為體心立方堆積；N元素的簡單氫化物分子式為NH₃。
（2）X為碳元素，一種氫化物的相對分子質(zhì)量為28，則該氫化物為C₂H₄，分子中含有1個碳碳雙鍵、4個C-H。碳碳雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，單鍵都為σ鍵，因此C₂H₄分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為5:1。
（3）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示。

①由晶胞結(jié)構(gòu)并依據(jù)均攤法可知，晶胞中K原子數(shù)目＝8×＋6×＝4。O原子數(shù)目＝2×12×＋2＝8，故K原子與O原子數(shù)目之比為4:8＝1:2，所以甲的化學(xué)式為_KO2。
②A、由①中計算可知，每個晶胞中含有4個K⁺和4O₂^-，故A錯誤；B、由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶體中每個K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-有6個（即上下、左右和前后個1個），故B正確；C、該晶體由K⁺和O₂^-構(gòu)成，屬于離子晶體，故C正確，答案選BC。
③晶胞含有4個鉀離子，則晶胞的質(zhì)量＝g，因為甲的密度為a g?cm^-3，所以晶胞的體積＝g÷ag?cm^-3＝cm³。