Question

W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，元素X的原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Y、X、Z不在同一周期，且元素Y的基态原子核外p电子比s电子多5个。

(1)Z的基态原子的核外电子排布式为____________________。

(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化剂之一，可催化异丙苯裂化生成苯和丙烯

①1 mol丙烯分子中含有键与键数目之比为__________________。

②苯分子中碳原子的杂化类型为_________________。

③Z的一种氧化物ZO₅中，Z的化合价为+6，则其中过氧键的数目为______________。

(3)W、X、Y三种元素的电负性由小到大的顺序为_________________（用元素符号表示）。

(4)ZY₃的熔点为1152℃，其在熔融状态下能够导电，据此可判断ZY₃晶体属于____________（填晶体类型）。

(5)ZX₂晶体的晶胞结构如图所示。若该化合物的相对分子质量为M，晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶体的密度为_________ g/cm³。

Answer

[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1 8：1 sp2杂化 2 H＜Cl＜O 离子晶体 ×1030

【解析】

W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，元素W是宇宙中最丰富的元素，W为H；元素X的原子最外层电子数是其内层的3倍，X具有2个电子层，符合电子排布规律，核外电子排布为2、6，则X为O；元素Z的基态原子核外电子有24种运动状态，Z为Cr；Y、X、Z不在同一周期，且Y原子核外p电子比s电子多5个，Y位于第三周期，3p上有5个电子，则Y为Cl，以此来解答。

根据题给信息推断，W为H，X为O，Y为Cl，Z为Cr元素。

(1)Cr是24号元素，根据构造原理，可知Cr的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1或1s22s22p63S23p63d54s1；

(2)①丙烯结构简式为CH2=CH-CH3，分子中的单键都是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，所以1个丙烯分子中含有8个σ键，1个π键，1 mol丙烯分子中含有σ键与π键数目之比为8：1；

②苯分子结构简式为：，分子式是C6H6，分子中每个碳原子形成3个σ键，不含孤电子对，故苯分子中碳原子的杂化类型为sp2杂化；

③Z的一种氧化物ZO5(CrO5)中，设过氧键的数目为x，则-2价氧原子的个数是5-2x，Cr的化合价为+6，则根据化合物中正负化合价代数和为0可知，2x+(5-2x)×2=6，解得x=2，则过氧键的数目为2；

(3)W为H，X为O，Y为Cl，元素的非金属性O＞Cl＞H，元素的非金属性越强，其电负性越大，则W、X、Y三种元素的电负性由小到大的顺序为H＜Cl＜O；

(4)ZY3的熔点为1152℃，其在熔融状态下能够导电，据此可判断ZY3晶体属于离子晶体；

(5)该晶胞为CrO2，由图可知Cr位于晶胞顶点和体心内，O原子位于面上和体内，该晶胞中含有Cr原子数为1+8×=2，含有O原子数为4×+2=4，一个晶胞中含有2个Cr，4个O原子，含有2个CrO2，若该化合物的相对分子质量为M，则晶体密度ρ=g/cm3=×1030 g/cm3。