Question

主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：

（1）W元素原子的L层电子排布式为________，W₃分子的空间构型为________；

（2）X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________；

（3）化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有_____ ___，O—C—O的键角约为________；

（4）X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；

（5）含有元素Z的盐的焰色反应为_____           ___色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是___________________。

Answer

（1）2s22p4 V形 （2）2F2＋2H2O = 4HF＋O2

（3）MgO 晶格能大 sp3和sp2 120° （4）3∶1∶1

（5）紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量

【解析】

试题分析：主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则W为O元素，X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍，X、Y、Z的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第5周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第4周期的元素，即X、Y、Z分别为第2、3、4周期，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，则都为主族元素，所以Z只能为第ⅠA或第ⅡA族中的元素，因为第4周期第ⅢA族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，依M的熔点高，及（3）可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K，据此回答：

（1）根据核外电子排布规律，W为氧元素，L层电子排布式为2s22p4，O3分子的空间构型V形。

（2）根据上述分析，X为F，单质F2与水发生反应的化学方程式为2F2＋2H2O = 4HF＋O2。

（3）根据上述分析，化合物M的化学式为MgO，MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关，MgO的晶格能大，熔点较高；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，—CH3中的C为sp3杂化，中C采用sp2杂化，键角为120°。

（4）晶胞中X的个数为12×(1/4)＝3，Y的个数为8×(1/8)＝1，Z的个数为1，所以X∶Y∶Z＝3∶1∶1。

（5）K元素的焰色反应为紫色，焰色反应是激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，是物理变化。

考点：考查元素的推断，晶体熔点高低的判断，杂化轨道类型，焰色反应等知识。