Question

（2012?太原一模）X、Y、Z、U、W為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且XZ₂與Y₂Z互為等電子體．U為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，W的原子序數(shù)為26．試回答下列問題：
（1）XZ₂的電子式為

，基態(tài)W原子的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

．
（2）Y的簡單氫化物極易溶于Z的簡單氫化物中，其主要原因是

這兩種氫化物均為極性分子，氨氣和水分子之間能形成氫鍵

．
（3）X的一種氫化物的相對分子質(zhì)量為26，其分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為

3：2

；其分子中X原子的雜化軌道類型為

sp

．
（4）化合物甲由Z、U兩元素組成，其晶胞如圖所示．
①甲的化學(xué)式為

KO₂

②下列有關(guān)該晶體的說法正確的是

CD

（填字母編號(hào)）．
A．每個(gè)晶胞中含有14個(gè)U⁺和13個(gè)Z^-₂
B．晶體中每個(gè)U⁺周圍距離U⁺最近的Z^-₂有8個(gè)
C．晶體中與每個(gè)U⁺距離最近的U⁺有12個(gè)
D．該晶體屬于離子晶體
③甲的密度為a g?cm^-3，則晶胞的體積是

284

aNA

cm³（只要求列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

分析：X、Y、Z、U、W為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則Y是N元素，X的原子序數(shù)小于Y且其能層和能級相同，所以X是C元素，Z的原子序數(shù)大于Y，Z是O元素，U為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，說明U的金屬性最強(qiáng)，則U是K元素，W的原子序數(shù)為26，為Fe元素，結(jié)合元素、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析解答．

解答：解：X、Y、Z、U、W為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且第一電離能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂與Y₂Z互為等電子體，其中基態(tài)Y原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，則Y是N元素，X的原子序數(shù)小于Y且其能層和能級相同，所以X是C元素，Z的原子序數(shù)大于Y，Z是O元素，U為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，說明U的金屬性最強(qiáng)，則U是K元素，W的原子序數(shù)為26，為Fe元素，
（1）CO₂分子中碳原子和每個(gè)氧原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，所以二氧化碳的電子式為，W是Fe元素，其原子核外有26個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，基態(tài)W原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案為：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）Y的簡單氫化物是氨氣，Z的簡單氫化物是水，氨氣和水都是極性分子，根據(jù)相似相溶原理知，氨氣極易溶于水，且氨氣和水之間易形成氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致氨氣的溶解性較大，
故答案為：這兩種氫化物均為極性分子，氨氣和水分子之間能形成氫鍵；
（3）C的一種氫化物的相對分子質(zhì)量為26，則其氫化物是HC≡CH，乙炔分子中含有3個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵，所以乙炔分子中σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為3：2；其分子中C原子的雜化軌道類型為sp，
 故答案為：3：2；sp；
（4）化合物甲由O、K兩元素組成，
①利用均攤法得，K原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，O原子個(gè)數(shù)=（12×

1

4

+1）×2=8，所以K、O原子個(gè)數(shù)之比為1：2，則甲的化學(xué)式為KO₂，
故答案為：KO₂；
②A．每個(gè)晶胞中含有4個(gè)U⁺和8個(gè)O₂^-，故錯(cuò)誤；
B．晶體中每個(gè)K⁺周圍距離K⁺最近的O₂^-有6個(gè)，故錯(cuò)誤；
C．晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺個(gè)數(shù)=3×8×

1

2

=12，故正確；
D．該晶體的構(gòu)成微粒是陰陽離子，所以屬于離子晶體，故正確；
故選CD；
③甲的密度為a g?cm^-3，KO₂的密度為a g?cm^-3，體積V=

71 NA ×4

a

cm³=

284

aNA

cm³，
故答案為：

284

aNA

．

點(diǎn)評：本題考查了元素位置結(jié)構(gòu)的關(guān)系，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，涉及晶胞的計(jì)算、雜化方式的判斷、原子核外電子排布式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)的晶胞體積的計(jì)算，難度中等．