Question

【选修3：物质结构与性质】X、Y、M、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY₂是红棕色气体；X与氢元素可形成XH₃；M是周期表中电负性最大的元素；Z基态原子的M层是K层电子数的3倍；R^2＋离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：

（1）基态Y原子的价电子排布图是___________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是___________（元素名称）。

（2）XY₂^¯离子的立体构型是___________；R²⁺的水合离子[R（H₂O）₄]²⁺中，提供孤电子对的原子是___________（元素符号）。

（3）已知XH₃易与R²⁺形成配离子，但XM₃不易与R²⁺形成配离子，其原因是______________________。

（4）Y与R所形成的化合物晶体晶胞如下图所示，该晶体的化学式：___________；晶胞参数如下图所示，则该晶胞密度是___________g·cm^－3（列式并计算结果，保留小数点儿后一位）。

（5）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是___________（填标号）。

a．CF₄b．CH₄c．NH₄⁺d．H₂O

Answer

（1）氯（1分）

（2）V形 O

（3）N、F、H三祌元素的电负性，F > N > H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子

（4）CuO 2.1 （5）C

【解析】试题分析：（1）X、Y、M、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大，XY2是红棕色气体，则X的N元素；Y是O元素，XY2是NO2；X与氢元素可形成XH3；M是周期表中电负性最大的元素，则M是F元素；Z基态原子的M层是K层电子数的3倍，Z是S元素；R2＋离子的3d轨道中有9个电子，则R是Cu元素；（1）基态Y原子的价电子排布图是；Z是S元素，同一周期的元素，原子序数越大，元素的第一电离能就越大，所以第三周期的元素中第一电离能最大的主族元素是氯元素；（2）NO2－的中心原子N原子含有的孤对电子数是：，即N原子的价层电子对数是3，电子含有一对孤对电子，因此其离子的立体构型是V形；R2＋的水合离子[R（H2O）4]2+中，提供孤电子对的原子是O原子；（3）由于在N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以在NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，所以XH3易与R2+形成配离子，但XM3不易与R2+形成配离子；（4）根据晶胞结构、均摊法可知，在晶胞中含有Cu原子数是8×1/8+2×1/2+4×1/4+1=4，O原子数是4×1=4，因此二者之比为4∶4 = 1∶1，化学式为CuO；该晶体的晶胞是长方体，边长分别是600pm、600pm、700pm，则该晶体的密度是；（5）在该分子中的四个N原子构成的是正四面体结构，若再分子内的空腔中能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别，则应该是含氢化物或离子，其微粒结构也应该是正四面体结构，在选项中的微粒中只有NH4+是正四面体结构，四个氢原子位于正四面体的四个顶点上，答案选C。

考点：考查元素周期表、元素周期律的应用、元素的推断、物质的结构与性质的关系、晶胞结构与有关计算等。

【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱）、分子结构（化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等）、晶体结构（晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等）。本题考查物质结构内容，涉及前36号元素核外电子排布式的书写、元素周期律、第一电离能规律、空间构型、杂化轨道、晶体熔点高低的判断、晶体类型、以及晶胞的计算等知识，这部分知识要求考生掌握基础知识，做到知识的灵活运用等，考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。