Question

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，其晶体部分结构如下图所示，有关该晶体的说法正确的是     （填写字母序号）。

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下图，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              cm³（用含a、N_A的代数式表示）。

Answer

（15分） （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）

【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，X为C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，故第一电离能最大为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；（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；（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=1+8×1/8=2，故该晶体的化学式为Cu2O，晶胞质量=2×144/ NAg，该晶体的密度为ag•cm-3，则晶胞的体积= =cm3。

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。