Question

X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态．请回答下列问题：

（1）Q⁺核外电子排布式为___________；

（2）化合物X₂W₂中W的杂化方式为___________，ZW₂^-离子的立体构型是___________；

（3）Y、R的最高价氧化物的沸点较高的是___________(填化学式)，原因是___________；

（4）将Q单质的粉末加入到ZX₃的浓溶液中，并通入W₂，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式为___________；

（5）Y有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为___________，Y原子的配位数为___________，若晶胞的边长为a pm，晶体的密度为ρ g/cm³，则阿伏加德罗常数的数值为___________(用含a和ρ的代数式表示)。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d10；

（2）sp3；V形；

（3）SiO2； SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；

（4）2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-；

（5）8；4；

【解析】

试题分析：X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大．X是所有元素中原子半径最小的，则X为H元素；Y有三个能级，且每个能级上的电子数相等，核外电子排布为1s22s22p2，故Y为C元素；R与Y同一主族，结合原子序数可知，R为Si，而Z原子单电子数在同周期元素中最多，则外围电子排布为ns2np3，原子序数小于Si，故Z为N元素；W与Z同周期，第一电离能比Z的低，则W为O元素；Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态，不可能为短周期元素，原子序数小于30，故核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，则Q为Cu元素。

（1）Cu+核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；

（2）化合物H2O2中结构式为H-O-O-H，O原子价层电子对数为2+×(6−2)=4，故O原子采取sp3杂化；NO2-离子中N原子孤电子对数为×(5+1−2×2)=1、价层电子对数为2+1=3，故其立体构型是V形，故答案为：sp3；V形；

（3）Y、R的最高价氧化物分别为二氧化碳、二氧化硅，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，故沸点较高的是 SiO2，故答案为：SiO2； SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体；

（4）将Cu单质的粉末加入到NH3的浓溶液中，并通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，反应生成[Cu(NH3)4]2+，该反应的离子方程式为：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-，故答案为：2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-；

（5）碳有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图，该晶体一个晶胞的Y原子数为：4+8×+6×=8；每个Y与周围的4个Y原子相邻，故Y原子的配位数为4；若晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为(a×10-10)3cm3，晶体的密度为ρ g/cm3，则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρ g/cm3=ρa3×10-30ρ g，则8×g=ρa3×10-30ρ g，故NA=，故答案为：8；4；。

【考点定位】考查位置结构性质的相互关系应用

【名师点晴】本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子构型、晶体类型与性质、配合物、晶胞结构与计算等，需要学生具备扎实的基础。价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=×(a-xb)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。