Question

【化学-选修3：物质结构与性质】

X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X的单质与氢气可化合生成气体G.，其水溶液pH＞7；Y的原子中最外层电子数是内层电子数的3倍；Z的单质是一种黄色晶体；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。

请回答下列问题：

（1）Z元素在周期表中的位置________________；其单质的晶体类型是________________；X和Y元素的第一电离能较小的是___________(填元素名称)；

（2）在Y、 Z的简单氢化物中，Y的氢化物更易溶于乙醇，其原因是_____________；G在一定条件下可与CO₂反应生成一种最常见的氮肥M，M中所含元素原子的杂化方式为_____________；

（3） R单质与Z单质化合的产物J中，R离子的核外电子排布式是_____________；己知J与足量强碱性的NaC1O溶液在一定条件下反应，生成一种具有强氧化性的R的含氧酸根，该反应的离子方程式为_____________；

（4） G分子的立体构型为_______；R可形成化合物R(CO)₅，该化合物中所含化学键的类型为_______；

（5） X与硼元素形成的化合物BX，其晶胞结构如图所示，该晶胞中含有的X原子数目为_____________；若最近的X、B原子之间的距离为anm，N_A代表阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为_____________g/cm

³(列式表示，不必化简)。

Answer

（1）三周期ⅥA族 分子晶体 氧

（2）H2O可与乙醇形成分子间氢键，而H2S不行；sp2 sp3；

（3）[Ar]3d6 FeS+6ClO-+4OH-=FeO42-+SO42-+6Cl-+2H2O

（4）三角锥形 共价键、配位键

（5）4

【解析】

试题分析：X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X的单质与氢气可化合生成气体G，其水溶液pH＞7，可知X为N元素；Y的原子中最外层电子数是内层电子数的3倍，可知Y应为氧元素；Z的单质是一种黄色晶体，则Z为硫元素；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍，则其价电子结构为3d64s2，可知R为26号元素Fe；

（1）硫元素在周期表中的位置是三周期ⅥA族；硫单质为分子晶体；N原子的2p轨道为半充满结构，第一电离能相对较大，N和O元素的第一电离能较小的是氧元素；

（2）在O、S的简单氢化物中，H2O更易溶于乙醇，其原因是H2O可与乙醇形成分子间氢键，而H2S不行；NH3在一定条件下可与CO2反应生成一种最常见的氮肥M为NH4HCO3，NH4HCO3中所含N原子的杂化方式为sp3，CO32-中碳原子的杂化轨道方式为sp3；

（3） Fe单质与S单质化合的产物FeS中，Fe2+离子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；FeS与足量强碱性的NaC1O溶液在一定条件下反应，生成一种具有强氧化性的FeO42-，该反应的离子方程式为FeS+6ClO-+4OH-=FeO42-+SO42-+6Cl-+2H2O；

（4）NH3分子的立体构型为三角锥形；化合物Fe(CO)5中所含化学键的类型为共价键、配位键；

（5） N与硼元素形成的化合物BN，其晶胞结构如图所示，该晶胞中含有的X原子数目为8×+6×=4；顶点N与相邻的B位于晶胞体对角线上，B到侧面距离均相等，过晶胞中左侧2个B、右侧2个B及面心N作左、右侧面的平行面，可以将体对角线4等份，即顶点N与相邻B距离为晶胞体对角线的，则晶胞体对角线长为4anm，晶胞棱长为nm，晶胞中N原子数目为4、B原子数目为4，故晶胞质量为4×25/NAg，则晶胞密度为4×25/NAg÷(nm)3=g/cm3。

考点：考查物质结构，涉及电子排布式、离子方程式书写、第一电离能判断、晶体结构分析及密度计算等。