Question

（2012?太原一模）X、Y、Z、U、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，且XZ₂与Y₂Z互为等电子体．U为周期表前四周期中电负性最小的元素，W的原子序数为26．试回答下列问题：
（1）XZ₂的电子式为

，基态W原子的核外电子排布式为

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

．
（2）Y的简单氢化物极易溶于Z的简单氢化物中，其主要原因是

这两种氢化物均为极性分子，氨气和水分子之间能形成氢键

．
（3）X的一种氢化物的相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的键数之比为

3：2

；其分子中X原子的杂化轨道类型为

sp

．
（4）化合物甲由Z、U两元素组成，其晶胞如图所示．
①甲的化学式为

KO₂

②下列有关该晶体的说法正确的是

CD

（填字母编号）．
A．每个晶胞中含有14个U⁺和13个Z^-₂
B．晶体中每个U⁺周围距离U⁺最近的Z^-₂有8个
C．晶体中与每个U⁺距离最近的U⁺有12个
D．该晶体属于离子晶体
③甲的密度为a g?cm^-3，则晶胞的体积是

284

aNA

cm³（只要求列出计算式，阿伏加德罗常数用N_A表示）．

Answer 1

分析：X、Y、Z、U、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂与Y₂Z互为等电子体，其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，则Y是N元素，X的原子序数小于Y且其能层和能级相同，所以X是C元素，Z的原子序数大于Y，Z是O元素，U为周期表前四周期中电负性最小的元素，说明U的金属性最强，则U是K元素，W的原子序数为26，为Fe元素，结合元素、物质的结构和性质分析解答．

解答：解：X、Y、Z、U、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能：I₁（X）＜I₁（Z）＜I₁（Y），且XZ₂与Y₂Z互为等电子体，其中基态Y原子的2p轨道处于半充满状态，则Y是N元素，X的原子序数小于Y且其能层和能级相同，所以X是C元素，Z的原子序数大于Y，Z是O元素，U为周期表前四周期中电负性最小的元素，说明U的金属性最强，则U是K元素，W的原子序数为26，为Fe元素，
（1）CO₂分子中碳原子和每个氧原子形成两个共价键，所以二氧化碳的电子式为，W是Fe元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知，基态W原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，
故答案为：；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（2）Y的简单氢化物是氨气，Z的简单氢化物是水，氨气和水都是极性分子，根据相似相溶原理知，氨气极易溶于水，且氨气和水之间易形成氢键，氢键的存在导致氨气的溶解性较大，
故答案为：这两种氢化物均为极性分子，氨气和水分子之间能形成氢键；
（3）C的一种氢化物的相对分子质量为26，则其氢化物是HC≡CH，乙炔分子中含有3个σ键与2个π键，所以乙炔分子中σ键与π键的键数之比为3：2；其分子中C原子的杂化轨道类型为sp，
 故答案为：3：2；sp；
（4）化合物甲由O、K两元素组成，
①利用均摊法得，K原子个数=8×

1

8

+6×

1

2

=4，O原子个数=（12×

1

4

+1）×2=8，所以K、O原子个数之比为1：2，则甲的化学式为KO₂，
故答案为：KO₂；
②A．每个晶胞中含有4个U⁺和8个O₂^-，故错误；
B．晶体中每个K⁺周围距离K⁺最近的O₂^-有6个，故错误；
C．晶体中与每个K⁺距离最近的K⁺个数=3×8×

1

2

=12，故正确；
D．该晶体的构成微粒是阴阳离子，所以属于离子晶体，故正确；
故选CD；
③甲的密度为a g?cm^-3，KO₂的密度为a g?cm^-3，体积V=

71 NA ×4

a

cm³=

284

aNA

cm³，
故答案为：

284

aNA

．

点评：本题考查了元素位置结构的关系，正确推断元素是解本题关键，涉及晶胞的计算、杂化方式的判断、原子核外电子排布式的书写等知识点，难点的晶胞体积的计算，难度中等．