X.Y.Z.W四种元素原子序数依次增大且均小于36．Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍.Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子.X分别与Y.Z元素组合均可形成10电子微粒.W基态原子有10个价电子．回答下列问题(以下问题均以推知元素符号作答):(1)若YX3与X2Z.YX2-与ZX-.Y3-与Z2-性质相似.请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

16．

X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36．Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒，W基态原子有10个价电子．回答下列问题（以下问题均以推知元素符号作答）：
（1）若YX₃与X₂Z、YX₂^-与ZX^-、Y^3-与Z^2-性质相似，请写出Mg（YX₂）₂在一定条件下分解的化学方程式：3Mg（NH₂）₂═Mg₃N₂+4NH₃↑．
（2）已知0℃时，X₂Z的密度为a g•cm^-3，其晶胞中X₂Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，相似的原因是水中的O和金刚石中的C都是sp³杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键．两个X₂Z分子间的最近距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm（用a和N_A表示）．已知X₂Z的升华热是51kJ•mol^-1，除氢键外，X₂Z分子间还存在范德华力（11kJ•mol^-1），则X₂Z晶体中氢键的“键能”是20kJ•mol^-1．
（3）WZ是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面．工业上常以W（YZ₃）₂•6X₂Z和尿素[CO（NH₂）₂]为原料制备．
①W²⁺的基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，其核外电子有26种运动状态．
②尿素分子中碳原子的杂化方式为sp²杂化，1mol尿素分子中含有的σ键数目为7×6.02×10²³．
③YZ₃^-的空间构型为平面正三角形．
④WZ晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种WZ晶体中就存在如图所示的缺陷：一个W²⁺空缺，另有两个W²⁺被两个W³⁺所取代．其结果晶体仍呈电中性，但化合物中W和Z的比值却发生了变化．经测定某样品中W³⁺与W²⁺的离子数之比为6：91．若该晶体的化学式为W_xZ，则x=0.97．

分析 X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36． Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，只能有2个电子层，最外层电子数为6，则Z为O元素；Y原子序数小于O元素，其基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，处于ⅤA族，故Y为N元素；X分别与N、O元素组合均可形成10电子微粒，则X为H元素；W基态原子有10个价电子，为过渡元素，外围电子排布式为3d⁸4s²，故W为Ni，然后结合元素化合物知识及原子结构解答．

解答解：X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36． Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，只能有2个电子层，最外层电子数为6，则Z为O元素；Y原子序数小于O元素，其基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，处于ⅤA族，故Y为N元素；X分别与N、O元素组合均可形成10电子微粒，则X为H元素；W基态原子有10个价电子，为过渡元素，外围电子排布式为3d⁸4s²，故W为Ni，
（1）若 NH₃与H₂O﹑NH₂^-与OH^-﹑N^3-与O^2-性质相似，则Mg（NH₂）₂与氢氧化镁性质相似，一定条件下分解生成Mg₃N₂、NH₃，化学反应方程式为：3 Mg（NH₂）₂═Mg₃N₂+4NH₃↑，
故答案为：3Mg（NH₂）₂═Mg₃N₂+4NH₃↑；
（2）已知0℃时H₂O的密度为a g/cm³，其晶胞中H₂O分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，相似的原因是：水中的O和金刚石中的C都是sp³杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键；
晶胞中水分子位于顶点、面心上，晶胞内部还有4个水分子，故晶胞中水分子数目=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，则晶胞质量=$\frac{8×18}{{N}_{A}}$g，晶胞棱长=$\root{3}{\frac{\frac{8×18}{{N}_{A}}g}{ag/c{m}^{3}}}$=$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$cm，内部1个水分子与1个顶点水分子以及该顶点所在3个面的面心中水分子构成正四面体，则正四面体的棱长=$\sqrt{2}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$cm×$\frac{1}{2}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$cm，令正四面体体心水分子到顶点距离为y，即水分子分子之间的距离y，到底面的距离为b，正四面体可以分成相同的4个四面体（由体心水分子与3个顶点水分子构成），则$\frac{1}{3}$πS（y+b）=4×$\frac{1}{3}$×πSb，故y=3b，假设棱长$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$为n，底面中心到顶点距离=$\frac{\sqrt{3}}{2}$n cm×$\frac{2}{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$n cm，故（$\frac{\sqrt{3}}{3}$n）²+（4b）²=n²，解得b=$\frac{\sqrt{6}}{12}$n，故y=3b=3×$\frac{\sqrt{6}}{12}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$cm=×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰pm；
冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），1mol水中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”=$\frac{1}{2}$×（51kJ/mol-11kJ/mol）=20kJ/mol，
故答案为：水中的O和金刚石中的C都是sp³杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$×10¹⁰；20；
（3）①Ni是28号元素，根据原子核外电子排布规律可知，Ni²⁺的基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，每个电子运动状态都不相同，核外电子有26种运动状态
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；26；
②尿素分子的结构简式为，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp²杂化，每个分子中含有7个σ键，所以1mol尿素中含有7molσ键，含有的σ键数为7×6.02×10²³，
故答案为：sp²；7×6.02×10²³；
③NO₃^-中N原子孤电子对=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0、价层电子对数=0+3=3，其空间构型平面正三角形，
故答案为：平面正三角形；
④因为氧化镍样品中Ni³⁺与Ni²⁺的离子数之比为6：91，所以镍元素的平均价为$\frac{6×3+91×2}{6+91}$=$\frac{200}{97}$根据化合物化合价代数各为零，得$\frac{200}{97}$x=2，则x=0.97，
故答案为：0.97．

点评本题是对物质结构的考查，涉及晶胞计算、核外电子排布、杂化轨道、微粒结构、氢键等知识点，侧重对晶胞计算的考查，需要学生具有一定的空间想象与数学运算能力，注意熟记中学常见晶体结构，难度较大．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：解答题

6．氢气是清洁能源，也是重要的化工原料．

（1）已知H₂S高温热分解制H₂的反应为H₂S（g）?H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）．在体积为2L的恒容密闭容器中，通入3.5mol H₂S，控制不同温度进行H₂S分解实验，测得H₂S的平衡转化率与温度的关系如图1所示．
①985℃时，反应经7min达到平衡，则上述反应从起始至7min内的反应速率v（S₂）=0.05molL^-1min^-1．
②反应S₂（g）+2H₂（g）?2H₂S（g）的△Η＜（填“＞”或“＜”）0．
（2）使用石油热裂解的副产物CH₄来制取CO和H₂，其生产流程如图2所示．
①此流程的第Ⅰ步反应为CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g），一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示．则P₁＜（填“＜”“＞”或“=”）P₂．
②100℃时，将3mol CH₄和4mol H₂O通入容积为100L的恒容密闭容器中，达到平衡时容器中CO（g）和H₂O（g）的浓度相同．100℃时该反应的平衡常数K=0.0216．

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科目：高中化学 来源： 题型：推断题

7．一种联合生产树脂（X）和香料（Y）的合成路线设计如下：

已知：①A是一种烃的含氧衍生物，其相对分子质量小于100，碳、氢元素质量分数之和为82.98%
②

回答下列问题：
（1）C中的官能团名称为醛基
（2）写出结构简式：A

，G

（3）下列说法正确的是ac
a．B与E生成F的反应类型为加成反应
b．1molG最多能与5molH₂发生加成反应
c．与氢氧化钠水溶液反应时，1molY最多能消耗2mol NaOH
（4）H生成Y的化学方程式为

（5）尿素（

）氮原子上的氢原子可以像A上的氢原子那样与C发生加成反应，再缩聚成高分子化合物．写出尿素与C在一定条件下生成线性高分子化合物的化学方程式

（6）H的同分异构体中，能同时满足如下条件的有机物有2种，写出其中一种的结构简式

任意一种．
①可发生银镜反应
②只含有一个环状结构且可使FeCl₃溶液显紫色
③核磁共振氢谱为四组峰，且峰面积比为3：2：2：1（不考虑立体异构）．

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

4．X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素，其原子序数依次增大．有关信息如表：

X	动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要成分
Y	地壳中含量居第一位
Z	短周期中其原子半径最大
Q	生活中大量使用其合金制品，工业上可用电解其氧化物的方法制备其单质
M	海水中大量富集的元素之一，其最高正化合价与负价的代数和为6

（1）X的气态氢化物的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，请写出该气态氢化物的电子式

．
（2）已知₃₇Rb和₅₃I都位于第五周期，分别与Z和M同一主族．下列有关说法正确的是ACD（填序号）．
A．原子半径：Rb＞I
B．RbM中含有共价键
C．气态氢化物热稳定性：M＞I
D．Rb、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应
（3）化合物QX导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料．有关化合物QX的制备及化学性质如下（所有热量数据均已折合为25℃、101.3 kPa条件下的数值）．
①可用Q和X的单质在800～1 000℃制得，每生成1mol QX，吸收a kJ的热量．
②可用Q的氧化物、焦炭和X的单质在1 600～1750℃生成QX，每消耗18g碳生成1mol QX，吸收bkJ的热量．
请根据上述信息写出在理论上Q的氧化物跟焦炭反应生成Q单质和CO的热化学方程式3C（s）+Al₂O₃（s）═2Al（s）+3CO（g）△H=2b-2a kJ•mol^-1．
（4）X、Y组成的一种无色气体遇空气变为红棕色．标准状况下将40 L该无色气体与15 L氧气通入一定浓度的NaOH溶液中，恰好被完全吸收，同时生成两种盐．请写出该反应的离子方程式8NO+3O₂+8OH^-=2NO₃^-+6NO₂^-+4H₂O．

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

11．硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业．某研究小组设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化．
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡，Sn相对原子质量为119
回答下列问题：
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是第五周期第ⅣA族．
（2）操作Ⅰ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因SnCl₂水解，发生SnCl₂+H₂O?Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn²⁺水解．
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH ②防止Sn²⁺被氧化．
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是Sn²⁺+H₂O₂+2H⁺═Sn⁴⁺+2H₂O．
（6）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；
②加入过量的FeCl₃；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：6FeCl₂+K₂Cr₂O₇+14HCl═6FeCl₃+2KCl+2CrCl₃+7H₂O，取1.226g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml．锡粉中锡的质量分数是93.2%．

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

1．

NaClO和KAl（SO₄）₂都是重要的化工产品，均可应用于造纸业．
（1）NaClO溶液pH＞7，原因是（用离子反应方程式表示）ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
（2）根据NaClO的性质推测，在纸浆中加入NaClO溶液的目的是漂白纸浆．
（3）某小组同学用下图所示装置探究饱和NaClO和KAl（SO₄）₂溶液混合反应的实验．
①打开活塞向烧瓶中加入饱和KAl（SO₄）₂溶液，产生大量的白色胶状沉淀．反应的离子方程式是Al³⁺+3ClO^-+3H₂O═3HClO+Al（OH）₃↓．
②将烧瓶中的混合液在阳光照射下，不久烧瓶中有黄绿色气体产生．充分反应后集气瓶中气体能使带余烬的木条复燃．写出在光照下混合液中反应的化学方程式是4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H₂O+2Cl₂↑+O₂↑．
（4）若将V₁ mL 0.1mol/L KAl（SO₄）₂溶液和V₂mL 0.1mol/LBa（OH）₂溶液混合．当产生沉淀物质的量最多时，V₁：V₂=2：3．

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

8．

某研究性学习小组利用以下材料来探究NH₃的还原性，部分实验装置如图．
材料1：NH₃是强还原剂，能将某些金属氧化物还原为金属单质或低价态的氧化物．如：
2NH₃+3CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O
材料2：Cu⁺在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成：Cu²⁺和Cu：Cu₂O+2H⁺═Cu²⁺+Cu+H₂O
请回答下列问题：
（1）在实验室里，该学习小组设计下列制取纯净干燥氨气的方案，简易、可行的最佳方案是C．
A．加热氯化铵固体，再通过碱石灰
B．在N₂和H₂的混合气体中加入铁触媒，并加热至500℃，再通过碱石灰
C．加热浓氨水，再通过碱石灰
D．在生石灰中加入浓氨水，再通过浓硫酸
（2）为证明NH₃还原CuO的反应中有水生成，B中应放入的试剂是无水硫酸铜．
（3）当观察到A中固体由黑色完全变为红色（填现象），即表明A中的反应已经完成．
（4）该小组欲用体积比为1：4的稀硫酸做试剂，检验反应是否有Cu₂O固体生成．现用98%的浓硫酸配制1：4的稀硫酸，所需的玻璃仪器除了胶头滴管外还有烧杯、量筒、玻璃棒．
可证明还原产物中含有Cu₂O的操作及现象是取少许样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有．
（5）请写出A中生成Cu₂O的化学方程式2NH₃+6CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu₂O+N₂+3H₂O．
（6）若用定量的方法测定该反应是否生成Cu₂O，最简便且准确的方法是称量反应前后装置A中固体的质量．

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科目：高中化学 来源： 题型：实验题

5．某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．在250mL的容量瓶中定容成250mL烧碱溶液；
B．用移液管移取25mL烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂；
C．在天平上准确称取烧碱样品Wg，在烧杯中加蒸馏水溶解；
D．将物质的量浓度为Mmol/L的标准H₂SO₄溶液装入酸式滴定管，调整液面，记下开始时的刻度数为V₁mL；
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点时消耗酸的体积为V₂mL．
回答下列问题：
（1）正确的操作步骤的顺序是（用字母填写）C→A→B→D→E；
（2）滴定管读数应注意滴定管垂直，液面不再变化时才可读数，视线与溶液凹液面最低点相平，读数精确到0.01ml．
（3）操作E中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是便于准确判断终点时颜色的变化情况．
（4）操作D中液面应调整到零刻度或零稍下的某一刻度，尖嘴部分应充满标准H₂SO₄溶液．
（5）滴定终点时锥形瓶内溶液的pH约为4，终点时溶液颜色的变化是溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复为原来的颜色．
（6）若酸式滴定管没有用标准H₂SO₄溶液润洗，会对测定结果有何影响？偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）（其他操作均正确）．
（7）该烧碱样品的纯度计算式是$\frac{80m（{V}_{2}-{V}_{1}）×1{0}^{-2}g}{Wg}$×100%．

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科目：高中化学 来源： 题型：选择题

3．下列说法不正确的是（　　）

	A．	向煤中加入适量CaO，可大大减少燃烧产物中SO₂的量
	B．	葡萄酒中的花青素在碱性环境下显蓝色，故可用苏打粉检验假红酒
	C．	石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化
	D．	燃料的脱硫脱氮、SO₂的回收利用和NO_x的催化转化都是减少酸雨产生的措施

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