Question

选做(15分)【化学选修3：物质结构与性质】

原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E^＋核外各能层电子均已充满。请回答下列问题：

（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为                。(用元素符号表示)

（2）已知YZ₂^＋  与XQ₂互为等电子体，则l mol YZ₂^＋  中含有π键数目为       。

（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高得多，其原因是                。

（4）Y、Z与氢元素可形成化合物HYZ₃，是实验室常用试剂。HYZ₃分子中Y的杂化方式为               ，YZ₃^—的空间构型是                           。

（5）E原子的价层电子排布式为                  ；E有可变价态，它的基价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如图所示。

①该晶体的化学式为              ，Z的阴离子的配位数为                。

②Z的阴离子的堆积模型为            。

A．简单立方          B．六方最密         C．面心立方

③已知晶胞边长为apm，则晶胞的密度为         g• cm^—3(阿伏加德罗常数用N_A表示)。

Answer

(15分)

（1）C＜O＜N （2）1.204×1024(或2 mol)

（3）H2O分子间存在氢键 （4）sp2 平面三角形

（5）3d104s1 ①Cu2O 4 ② D ③ 2.88×1032/NA•a3

【解析】

试题分析：根据题意推断，原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，则X为C，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，则Z为O，Y为N，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，则Q为S，E＋核外各能层电子均已充满，则E为Cu。

（1）N原子最外层电子为半充满状态，相对稳定，第一电离能较大，则C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N；

（2）已知NO2＋ 与CS2互为等电子体，CS2结构式为S=C=S，含有2个π键，则l mol NO2＋ 中含有π键数目为1.204×1024;

（3）H2O的沸点比H2S的沸点高得多，其原因是H2O分子间存在氢键，溶沸点较高；

（4）HNO3 中N是+5价，H是＋1价，（5＋1－0）/2＝3，所以HNO3分子中N的杂化方式为SP2杂化，NO3-没有孤对电子，空间构型是平面三角形.

（5）铜原子的价层电子排布式为3d104s1。

①该晶胞中Cu原子的个数为4，O的个数为8×1/8＋1=2，则该晶体的化学式为Cu2O；

②金属Cu采取面心立方堆积，选C；

③该晶胞中有4个Cu和2个O，该晶胞的摩尔质量为288g/mol, 已知晶胞边长为a pm，则晶胞的密度为288÷[（a×10-10）3×NA]= 2.88×1032/NA•a3 g• cm—3.

考点：考查等电子体，第一电离能的大小判断，氢键，电子排布式，晶体化学式及堆积类型等知识。