Question

X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大的五种元素，基态X原子的s电子数比p电子数多3个，Y、Z同周期且相邻，第一电离能：Y＞Z，Z、R同主族，M核外电子有29种运动状态，请回答下列问题：

（1）化合物XCl₃的中心原子杂化类型为___________；RCl₂的立体构型为___________；

（2）H₂Z、H₂R的沸点分别为100℃、-60．4℃，试解释其原因___________________；

（3）H₂RO₃的K₁和K₂分别为1．54×10^-2和1．02×10^-7，请根据结构与性质的关系解释K₁＞K₂的原因___________________；

（4）Z、M形成的一种化合物晶胞如图所示：

①该化合物的化学式为________________；

②若晶胞参数为apm．列式计算该晶胞的密度ρ=_____________g•cm^-3。

Answer

（1）sp2V形

（2）H2O分子间可以形成氢键，H2S分子间不能形成氢键

（3）SO32-与H+间的结合能力强于HSO3-与H+间的结合能力，故H2SO3比HSO3-更易电离出离子，电离程度大，对应K值大

（4）①Cu2O ②

【解析】试题分析：X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大五种元素，M核外电子有29种运动状态，则M为Cu；基态X原子的s电子数比p电子数多3个，原子核外电子排布式为1s22s22p1，则X为B元素；在周期表中Y与Z相邻且第一电离能Y＞Z，Z、R同主族，则Y处于Ⅱ族或ⅤA族，结合原子序数可知，若Y处于ⅡA族，R的原子序数大于Cu，不符合题意，故Y为N元素、Z为O元素、R为S元素；

（1）化合物BCl3中B原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，B原子采取sp2杂化；SCl2价层电子对数为=4，孤电子对数为=2，所以杂化类型为sp3杂化，分子为V形结构；

（2）H2O分子间可以形成氢键，H2S分子间不能形成氢键，故水的沸点比硫化氢高；

（3）SO32-与H+间的结合能力强于HSO3-与H+间的结合能力，故H2SO3比HSO3-更易电离出离子，电离程度大，对应K值大；

（4）①晶胞中黑色球为4、白色球数目为1+8×=2，原子数目之比为2：1，故Cu、O形成的化合物为Cu2O；

②晶胞质量为2×g，则晶胞密度为2×g÷（a×10-10cm）3=。

【考点定位】物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、杂化方式与空间构型、分子结构与性质、氢键、晶胞计算等。

【名师点晴】细心审题，准确运用化学用语回答问题是关键。其中杂化类型的判断和晶胞的分析和计算是难点，杂化类型的判断可以根据分子结构式进行推断，杂化轨道数＝中心原子孤电子对数（未参与成键）＋中心原子形成的σ键个数，方法二为根据分子的空间构型推断杂化方式，①只要分子构型为直线形的，中心原子均为sp杂化，同理，只要中心原子是sp杂化的，分子构型均为直线形。②只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为sp2杂化。③只要分子中的原子不在同一平面内的，中心原子均是sp3杂化。④V形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是1的中心原子是sp2杂化，孤电子对数是2的中心原子是sp3杂化。该题的另一个难点是配位键的表示，注意掌握配位键的含义，理解配体、中心原子等。