Question

[化学———物质结构与性质]

已知X,Y,Z,Q为短周期非金属元素,R是长周期元素,X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子;Z元素在地壳中含量最多;Q是电负性最大的元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子｡

回答下列问题:(答题时,X､Y､Z､Q､R用所对应的元素符号表示)

（1）X元素为  ,X､Y､Z中第一电离能最大的是  ｡

（2）已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构(球棍模型,短线不一定代表单键):

该分子中Y原子的杂化方式是  ｡

（3）X与Y元素可以形成一种超硬新材料,其晶体部分结构如图所示,有关该晶体的说法

正确的是  (填正确答案编号)｡

A．该晶体属于分子晶体               B．此晶体的硬度比金刚石还大

C．晶体的化学式是X3Y4            D．晶体熔化时破坏共价键

（4）有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体,它是一种常用的还原剂,其化学式为 ｡

（5）R的基态原子的电子排布式为  ,R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图,则该晶体的化学式为  ,该晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是  ｡

Answer

（1）C(1分) N(1分) （2）sp2(1分) （3）bcd(1分)

（4）CO(2分)

（5）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分) Cu2O(2分) (2分)

【解析】

试题分析： X、Y、Z、Q为短周期非金属元素，R是长周期元素．X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍，核外电子排布为1s22s22p2，则X为C元素；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子，则Y为N元素；Z元素在地壳中含量最多，则Z为O元素；Q是电负性最大的元素，则Q为F元素；R+离子只有三个电子层且完全充满电子，离子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10，则R为Cu元素，

（1）由上述分析可知，R为Cu元素，同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，由于N的2p轨道电子为半充满状态，难以失去电子，第一电离能大于O，所以第一电离能从大到小的顺序为：N＞O＞C，

故答案为：Cu；N；

（2）Y2Q2为N2F2，有如图2种结构，N原子之间形成N═N双键，N与F原子之间形成N-F单键，杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数，该分子中N原子的杂化轨道数=2+1=3，所以N原子杂化方式是sp2杂化，

故答案为：sp2杂化；

（3）A．X与Y元素可以形成一种超硬新材料，不可能是分子晶体，由晶体部分结构可知，该晶体为原子晶体，故A错误；

B．C-N键键长比C-C键长短，C-N键键能大，所以晶体的硬度比金刚石还大，故B正确；

C．结构中每个X原子周围有4个Y原子，每个Y原子周围有3个X原子，所以该晶体化学式为X3Y4，即为C3N4，故C正确；

D．该晶体为原子晶体，晶体熔化时共价键被破坏，没有克服范德华力和氢键，故D正确，

故答案为：BCD；

（4）有一种AB型分子与N2分子互为等电子体，它是一种常用的还原剂，其化学式为CO，故答案为：CO；

（5）R为Cu元素，核外有29个电子，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，晶胞中Cu原子数目=4、O原子数目= 故该晶体的化学式为Cu2O，晶胞质量= 该晶体的密度为ag•cm-3，则晶胞的体积=

考点： 考查物质结构与性质，涉及元素推断、核外电子排布、电离能、化学键、晶体结构与性质、晶胞计算等，考查学生对信息的理解和知识综合应用的能力，注意利用均摊法进行晶胞计算．